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1 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 3 3 ................................................................................................................................ 3 4 SISTEMA MUSCULAR ....................................................................................... 5 4.1 Muscular e Fibras ......................................................................................... 5 4.2 Hipertrofia x Hiperplasia .............................................................................. 9 4.3 Câimbras e Fadiga Muscular...................................................................... 10 5 Deficit de O2 ..................................................................................................... 12 5.1 Definição de VO2 Max ............................................................................. 13 5.2 Os músculos dizem, se você o entregar, nós o usaremos. .......................... 13 5.3 Como o Vo2max é medido? ...................................................................... 14 6 Recuperação após o exercício .......................................................................... 15 6.1 Definição de EPOC / relação de EPOC com intensidade do exercício ....... 16 7 Limiar de Lactato ............................................................................................... 16 7.1 Adaptações na utilização de diferentes substratos durante o treinamento. 17 7.2 Treinamento de longa duração e alta intensidade ..................................... 18 8 Exercícios de intensidade baixa e moderada .................................................... 20 8.1 Proteínas na dieta ...................................................................................... 20 8.2 Carboidratos ............................................................................................... 22 8.3 Lipídios ....................................................................................................... 22 9 Estresse Oxidativo, Defesa Antioxidante e Atividade Física ............................. 23 9.1 O que é estresse oxidativo ........................................................................ 25 9.2 Detecção direta da produção de radicais l ivres ....................................... 26 9.3 Detecção de produtos derivados do ataque de radicais livres ..................... 27 9.4 Como é monitorado o dano muscular? ....................................................... 28 2 9.5 Creatina quinase ........................................................................................ 28 9.6 Adaptação do Sistema Anti-Oxidante ao Exercício ..................................... 29 9.7 Outras adaptações induzidas pelo exercício ................................................ 29 9.8 Relação entre ROS e fadiga muscular .................................................... 30 9.9 Relação entre ROS e lesão muscular e inflamação ................................... 30 10 Vitaminas e Minerais ...................................................................................... 31 10.1 Vitaminas: ............................................................................................... 31 10.2 Minerais .................................................................................................. 33 10.3 Suplementos vitamínicos e minerais ....................................................... 34 11 Adaptações ao exercício em diferentes populações ...................................... 35 11.1 Força ....................................................................................................... 35 11.2 Mulheres v s . Homens ........................................................................... 35 11.3 Obesidade ............................................................................................... 36 11.4 Velhice .................................................................................................... 37 12 Doping ........................................................................................................... 38 12.1 DOPING NO ESPORTE ......................................................................... 38 12.2 Esteróides anabolizantes ....................................................................... 39 12.3 Estimulantes............................................................................................ 40 12.4 Anfetaminas ............................................................................................ 41 12.5 Metilxantinas ........................................................................................... 42 12.6 Hormônios peptídicos ............................................................................. 42 12.7 Eritropoetina ............................................................................................ 43 12.8 Somatotropina ......................................................................................... 44 13 Suplementos .................................................................................................. 45 13.1 Suplementação de Aminoácidos ............................................................. 45 14 Hidratação ..................................................................................................... 47 3 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 49 4 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta , para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 5 SISTEMA MUSCULAR FONTE:www.megacurioso.com.brContração 3.1 Muscular e Fibras Os músculos são órgãos constituídos principalmente por tecido muscular, especializado em contrair e realizar movimentos, geralmente em resposta a um estímulo nervoso. Os músculos podem ser formados por três tipos básicos de tecido muscular: Tecido Muscular Estriado Esquelético Apresenta, sob observação microscópica, faixas alternadas transversais, claras e escuras. Essa estriação resulta do arranjo regular de microfilamentos formados pelas proteínas actina e miosina, responsáveis pela contração muscular. A célula muscular estriada 6 chamada fibra muscular, possui inúmeros núcleos e pode atingir comprimentos que vão de 1 mm a 60 cm. Tecido Muscular Liso Está presente em diversos órgãos internos (tubo digestivo, bexiga, útero etc) e também na parede dos vasos sanguíneos. As células musculares lisas são uninucleadas e os filamentos de actina e miosina se dispõem em hélice em seu interior, sem formar padrão estriado como o tecido muscular esquelético. A contração dos músculos lisos é geralmente involuntária, ao contrário da contração dos músculos esqueléticos. Tecido Muscular Estriado Cardíaco Estápresente no coração. Ao microscópio, apresenta estriação transversal. Suas células são uninucleadas e têm contração involuntária. Músculo Esquelético Antes de prosseguirmos devemos nos recordar que os músculos esqueléticos não podem executar suas funções sem suas estruturas associadas (figura 2). Os músculos esqueléticos geram a força que deve ser transmitida a um osso através da junção músculo- tendão. As propriedades destes elementos estruturais podem afetar a força que um músculo pode desenvolver e o papel que ele tem em mecânicos comuns. O movimento depende da conversão de energia química do ATP em energia mecânica pela ação dos músculos esqueléticos. O corpo humano possui mais de 660 músculos esqueléticos envolvidos em tecido conjuntivo. As fibras são células musculares longas e cilíndricas, multinucleadas que se posicionam paralelas umas às outras. O tamanho de uma 7 fibra pode variar de alguns mm como nos músculos dos olhos a mais de 100 mm nos músculos das pernas. Aporte Sanguíneo Durante o exercício, a demanda por oxigênio é de 4.0L/min e a tomada de oxigênio pelo músculo aumenta 70 vezes, 11mL/110g/min, ou seja, um total de 3400mL por minuto. Para isso, a rede de vasos sanguíneos fornece enormes quantidades de sangue para o tecido. Aproximadamente 200 a 500 capilares fornecem sangue para cada mm2 de tecido ativo. Com treinamentos de resistência, pode haver um aumento na densidade capilar dos músculos treinados. Além de fornecer oxigênio, nutrientes e hormônios, a microcirculação remove calor e produtos metabólicos dos tecidos. Há estudos utilizando microscopia eletrônica que mostram que em atletas treinados, a densidade de capilares é cerca de 40% maior do que em pessoas não treinadas. Essa relação era aproximadamente igual à diferença na tomada máxima de oxigênio observada entre esses dois grupos. Para entender a fisiologia e o mecanismo da contração muscular, devemos conhecer a estrutura do músculo esquelético. Os músculos esqueléticos são compostos de fibras musculares que são organizadas em feixes, (fascículos) (figura 3). Os miofilamentos compreendem as miofibrilas, que por sua vez são agrupadas juntas para formar as fibras musculares. Cada fibra possui uma cobertura ou membrana, o sarcolema, e é composta de uma substância semelhante à gelatina, sarcoplasma. Centenas de miofibrilas contráteis e outras estruturas importantes, tais como as mitocôndrias e o retículo sarcoplasmático, estão inclusas no sarcoplasma. Etapas da Contração Muscular Um potencial de ação trafega ao longo de um nervo motor até suas terminações nas fibras musculares; Em cada terminação, o nervo secreta uma pequena quantidade de substância neurotransmissora: a acetilcolina; Essa acetilcolina atua sobre uma área localizada na membrana da fibra muscular, abrindo numerosos canais acetilcolina- 8 dependentes dentro de moléculas proteicas na membrana da fibra muscular; A abertura destes canais permite que uma grande quantidade de íons sódio flua para dentro da membrana da fibra muscular no ponto terminal neural. Isso desencadeia potencial de ação na fibra muscular; O potencial de ação cursa ao longo da membrana da fibra muscular da mesma forma como o potencial de ação cursa pelas membranas neurais; O potencial de ação despolariza a membrana da fibra muscular e também passa para profundidade da fibra muscular, onde o faz com que o retículo sarcoplasmático libere para as miofibrilas grande quantidade de íons cálcio, que estavam armazenados no interior do retículo sarcoplasmático; Os íons cálcio provocam grandes forças atrativas entre os filamentos de actina e miosina, fazendo com que eles deslizem entre si, o que constitui o processo contrátil; Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático, onde permanecem armazenados até que um novo potencial de ação chegue; essa remoção dos íons cálcio da vizinhança das miofibrilas põe fim à contração. Mecanismos da Contração Muscular A teoria mais aceita para a contração muscular é denominada sliding filament theory (figura 7), que propõe que um músculo se movimenta devido ao deslocamento relativo dos filamentos finos e grossos sem a mudança dos seus comprimentos. O motor molecular para este processo é a ação das pontes de miosina que ciclicamente se conectam e desconectam dos filamentos de actina com a energia fornecida pela hidrólise de ATP. Isto causa uma mudança no tamanho relativo das diferentes zonas e bandas do sarcômero e produz força nas bandas Z. A miosina tem um papel enzimático e estrutural na ação muscular. A cabeça globular tem atividade de ATPase ativada por actina no sitio de ligação a actina e fornece a energia necessária para a movimentação das f ib ras 9 3.2 Hipertrofia x Hiperplasia Hipertrofia é um aumento no tamanho e volume celular enquanto que Hiperplasia é um aumento no número de células. Se você olhar para um fisiculturista e para um maratonista, de cara dá para notar que a especificidade de um treinamento produz efeitos diferentes em cada atleta. Um treinamento aeróbico resulta em um aumento de volume/densidade mitocondrial, enzimas oxidativas e densidade capilar (devido a um aumento no número de hemácias). Atletas de resistência também possuem as fibras de seus músculos treinados, menores quando comparadas com as de pessoas sedentárias. Por outro lado, fisiculturistas e outros levantadores de peso, têm músculos muito maiores. Sabe-se que o aumento de massa é devido primariamente à hipertrofia das fibras, mas há situações onde a massa muscular também aumenta em resposta a um crescimento no número de células. Apesar de hiperplasia ser uma grande controvérsia entre pesquisadores da área, em modelos animais já foi demonstrado que sob certas condições podem ocorrer tanto hipertrofia quanto hiperplasia das fibras musculares, com um aumento de até 334% para massa muscular e 90% para o número de fibras. Uma das evidências da existência da Hiperplasia em seres humanos, é que este processo também pode contribuir para o aumento de massa muscular. Por exemplo, um estudo feito em nadadores, revelou que estes tinham fibras do tipo I e II a do músculo deltoide menores que as de não nadadores, entretanto o tamanho deste músculo era muito maior nos nadadores. Por outro lado, alguns pesquisadores mais céticos atribuem o fato de fisiculturistas e outros atletas deste tipo possuírem fibras de tamanho menor ou igual ao de indivíduos não treinados à genética: estes atletas simplesmente nasceram com maior número de fibras. Existem dois mecanismos primários pelos quais novas fibras podem ser formadas. No primeiro, fibras grandes podem se dividir em duas ou mais fibras menores. No segundo, células satélite podem ser ativadas. Células satélite são “stem cells” (células-tronco) miogênicas envolvidas na regeneração do músculo esquelético. Quando você danifica, estira ou exercita as fibras musculares, células satélite são ativadas. Células satélite 10 proliferam e dão origem a novos mioblastos. Estes novos mioblastos podem tanto se fundir com fibras já existentes quanto se fundir com outros mioblastos para formar novas fibras. 3.3 Câimbras e Fadiga Muscular FONTE:fityoo.net Apesar de existirem muitas causas para câimbras musculares ou tetania, grandes perdas de sódio e líquidos costumam serem fatores essenciais que predispõem atletas a câimbras musculares. O sódio é um mineral importante na iniciação dos sinais dos nervos e ações que levam ao movimento nos músculos. Nós temos uma baixa nas reservas de sódio no organismo ao transpirarmos quando praticamos alguma atividade física. Um estudo realizado com um tenista profissional no EUA apresentava que a perda de sódio em uma partida de várias horas era muito maior do queo consumo diário desse mineral pelo atleta e o quadro de câimbras musculares era reincidente. Dada a popularidade de dietas com pouco sódio, um déficit de sódio não está fora de questão quando um atleta está suando em taxas altas, particularmente nos meses quentes do ano. Mas não devemos apenas associar as câimbras musculares o déficit do sódio no organismo. Existem outras causas potenciais como diabetes, problemas vasculares (estes 11 pela baixa de oxigênio na fibra muscular, já que o oxigênio é elemento fundamental na contração muscular) ou doenças neurológicas. Os atletas atribuem câimbras à falta de potássio ou outros minerais como cálcio ou magnésio. A opinião médica atual não dá apoio a esta ideia. Os músculos tendem a acumular potássio, cálcio e magnésio de forma tal que são perdidos em níveis menores na transpiração, se comparados com sódio e cloreto. A dieta geralmente fornece quantidades adequadas para prevenir déficits que iriam contribuir para a ocorrência de câimbras. A fadiga pode ser entendida como um declínio gradual da capacidade do músculo de gerar força, resultante de atividade física. A fadiga muscular resulta de muitos fatores, cada um deles relacionados às exigências específicas do exercício que a produz. Esses fatores podem interagir de maneira que acabe afetando sua contração ou excitação, ou ambas. As concentrações de íons de hidrogênio podem aumentar causando acidose. Os estoques de glicogênio podem diminuir dependendo das condições de contração. Os níveis de fosfato inorgânico podem aumentar. As concentrações de ADP podem aumentar. A sensibilidade de Ca2+ da Troponina pode ser reduzida. A concentração de íons livres de Ca2+ dentro da célula pode estar reduzida. Pode haver mudanças na frequência de potenciais de ação dos neurônios. Uma redução significativa no glicogênio muscular está relacionada à fadiga observada durante o exercício submáximo prolongado. A fadiga muscular no exercício máximo de curta duração está associada à falta de oxigênio e um nível sanguíneo e muscular elevado de ácido lático, com um subsequente aumento drástico na concentração de H+ dos músculos que estão sendo exercitado s. Essa condição anaeróbica pode causar alterações intracelulares drásticas dentro dos músculos ativos, que poderiam incluir uma interferência no mecanismo contrátil, uma depleção nas reservas de fosfato de alta energia, uma deterioração na transferência de energia através da glicólise, em virtude de menor atividade das enzimas fundamentais, um distúrbio no sistema tubular para a transmissão do impulso por toda a célula e desequilíbrio iônicos. É evidente que uma mudança na distribuição de Ca2+ poderia alterar a atividade dos miofilamento e afetar o desempenho muscular. A fadiga também pode ser demonstrada na junção neuromuscular, quando um potencial de ação não consegue ir do motoneurônio para a fibra muscular. O mecanismo exato da fadiga é desconhecido. 12 A contração muscular voluntária envolve uma “cadeia de comando” do cérebro às pontes cruzadas de actina-miosina (figura 12). A fadiga pode ocorrer como resultado de rompimento de qualquer local da cadeia de comando. A fadiga pode ser descrita tanto como central como periférica. A fadiga central está tipicamente associada com a ausência de motivação, transmissão espinhal danificada ou recrutamento das unidades motoras danificado. Geralmente, fatiga periférica se refere ao dano na transmissão nervosa periférica, na transmissão neuromuscular, dano no processo de ativação das fibras ou interações actina-miosina. DEFICIT DE O2 FONTE:www.vetorial.net O déficit de O2 é a diferença entre o oxigênio total consumido durante o exercício e o total que teria sido consumido se uma taxa estacionária do metabolismo aeróbio tivesse sido alcançada no início. No gráfico, o déficit está representado pela área em lilás. 13 4.1 Definição de VO2 Max Vo2max é o volume máximo de oxigênio consumido pelo corpo por minuto durante o exercício realizado no nível do mar. Como o consumo de oxigênio está linearmente relacionado com o gasto de energia, quando medimos o consumo de oxigênio, estamos medindo indiretamente a capacidade máxima do indivíduo de realizar um trabalho aeróbico. De fato, os atletas de resistência são caracterizados por possuir um ótimo sistema cardiovascular e uma capacidade oxidativa bem desenvolvida nos músculos esqueléticos. Precisamos de uma bomba eficiente para enviar o sangue rico em oxigênio para os músculos e também de músculos ricos em mitocôndria para usar o oxigênio e sustentar altas taxas de exercício físico. 4.2 Os músculos dizem, se você o entregar, nós o usaremos. Muitos experimentos de diferentes tipos sustentam o conceito de que, em indivíduos treinados, é o delivery e não a utilização de oxigênio que limita o VO2Max. Realizando exercícios com uma perna e medindo diretamente o consumo muscular de oxigênio de uma pequena massa muscular, foi mostrado que a capacidade do músculo utilizar o oxigênio excede a capacidade do coração de bombeá-lo. Apesar de um homem adulto possuir de 30 a 35 kg de músculo, somente uma parte desse músculo pode ser perfundido com sangue a qualquer momento. O coração não pode enviar um grande volume de sangue para todo o músculo esquelético e ainda manter uma pressão sanguínea adequada. Como mais uma evidência para uma limitação no delivery, um treino de resistência longo pode resultar em um aumento de 300% da capacidade oxidativa do músculo mas aumenta somente de 15 a 25% o VO2Max. O Vo2max pode também ser alterado artificialmente mudando a concentração de oxigênio no ar. Além disso, o Vo2max costuma aumentar em pessoas não treinadas antes que ocorra uma mudança na capacidade aeróbica do músculo. Todas essas observações demonstram que o VO2 Max pode ser dissociado das características do músculo esquelético. O volume de sangue que é ejetado do ventrículo esquerdo a cada batimento cardíaco é chamado de "stroke" e está relacionado linearmente com o Vo2max. O treinamento faz 14 com que haja um aumento do stroke volume e, portanto, um aumento da capacidade cardíaca máxima. Isto resulta em uma maior capacidade para o delivery de oxigênio. Mais músculos são abastecidos de oxigênio simultaneamente e ao mesmo tempo, a pressão sanguínea é mantida. É importante também considerar e compreender o papel da capacidade oxidativa do músculo. À medida que o sangue rico em oxigênio passa pela rede de capilares de um músculo esquelético em ação, o oxigênio difunde para fora dos capilares para a mitocôndria, seguindo o gradiente de concentração. Quanto maior a taxa do consumo de oxigênio pela mitocôndria, maior é a extração do oxigênio e maior a diferença entre a concentração de O2 entre o sangue arterial e venoso. O delivery é o fator limitante pois mesmo nos músculos treinados, não se pode usar o oxigênio que não é fornecido. Mas, se o sangue chega aos músculos que não são treinados, Vo2max será menor apesar de uma maior capacidade de delivery. 4.3 Como o Vo2max é medido? Para determinar a capacidade aeróbica máxima, devemos seguir condições de exercício que demandam a capacidade máxima de delivery de sangue pelo coração. Para isso, devemos considerar as seguintes características: Utilizar pelo menos 50% da massa muscular total. Atividades que cumprem este requisito: corrida, ciclismo, remo. O método mais comum no laboratório é a corrida em uma esteira, com inclinações e velocidades diferentes. Ser independente da força, velocidade, tamanho do corpo e habilidades. Ter duração suficiente para que as respostas cardiovasculares sejam maximizadas. Geralmente, testes para capacidade máxima usando exercício contínuos são completados em 6 a 12 minutos. Ser feito por pessoas motivadas pois os testes para medir VO2Max são muito pesadosmas terminam rapidamente. 15 Eis um exemplo do que ocorre durante um teste. Sua frequência cardíaca será medida e o teste se inicia por uma caminhada em uma esteira a velocidades baixas e sem inclinação. Se você estiver em forma, o teste pode ser iniciado com uma corrida leve. Então, a velocidade e/ou a inclinação da esteira é aumentada em intervalos regulares (30s a 2 min). Enquanto você corre, estará respirando por um sistema de 2 válvulas. O ar entra do ambiente, mas será expirado por sensores que medem o volume e a concentração de O2. Usando estas válvulas, a tomada de O2 pode ser calculada por um computador em cada estágio do exercício. A cada aumento na velocidade ou inclinação, uma massa muscular maior será utilizada em maior intensidade. O consumo de oxigênio irá aumentar linearmente com o aumento de carga. Porém, em algum ponto, o aumento da intensidade não irá resultar em um aumento do consumo de oxigênio. Esta é a indicação de que você atingiu o VO2 max. O valor do VO2 max pode ser dado em duas formas: absoluta, ou seja, em litros/min e o valor é tipicamente entre 3 e 6 para homes e 2,5 e 4,5 para mulheres. O valor absoluto não leva em conta as diferenças de tamanho do corpo. Por isso, outra forma de expressar o Vo2max é na forma relativa, em ml por min por kg. O consumo máximo de oxigênio entre homens não treinados com aproximadamente 30 anos é aproximadamente 10-45 ml/min/kg e diminui com a idade. O indivíduo que faz exercícios regularmente pode aumentar para 50-55 ml/min/kg. Um corredor de ponta com 50 anos pode ter um valor de Vo2max maior do que 60 ml/min/kg. Já um campeão olímpico de 10.000 metros provavelmente apresenta um valor próximo de 80ml/min/kg. Claramente, o treino é importante, mas a genética favorável também é um fator crítico. RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO 16 5.1 Definição de EPOC / relação de EPOC com intensidade do exercício Após uma atividade física, os processos fisiológicos do corpo não voltam imediatamente ao estado de repouso. Independente da intensidade do exercício, a tomada de oxigênio durante a recuperação (pós-exercício) sempre excede o valor do repouso. Este excesso é chamado de débito de oxigênio ou recovergy oxygen uptake ou EPOC (“Excess Post Exercise Oxygen Consumption” - excesso de oxigênio pós-exercício). Ele é calculado como: (Oxigênio total consumido na recuperação) - (Oxigênio total que teria sido consumido no repouso durante o período de recuperação se o exercício não tivesse sido realizado) O EPOC tem implicações para a recuperação após o exercício que pode ser feita de forma ativa ou passiva. A forma passiva consiste em repouso, inatividade completa que reduz o requerimento de energia, liberando o2 para o processo de recuperação. A forma ativa ou cooling down é feita com exercício aeróbio sub- maximal, dessa forma, o movimento aeróbio contínuo evita a fadiga e facilita a recuperação. Fonte:go.galegroup.com LIMIAR DE LACTATO Para determinar o limiar de lactato, podemos utilizar dois procedimentos distintos: 17 1. O indivíduo em teste faz corridas de 800m e tem o lactato dosado. A primeira corrida é feita em alta velocidade, a máxima conseguida pelo indivíduo. Após uma pequena pausa, faz-se um ciclo de corridas em velocidades baixas e crescentes intercaladas com curtos descansos. Para isso, é necessário ter um controle de velocidade do atleta e um lactímetro. Para dois indivíduos, obtivemos os seguintes dados: O limiar de lactato é a velocidade em que o indivíduo atinge a concentração mínima de lactato, ou seja, quando a taxa de produção começa a exceder a taxa de remoção. 2. Pode ser feito um teste em laboratório, utilizando estágios sucessivos de exercício em bicicleta ergométrica, esteira, etc. Inicialmente, a intensidade do exercício é de 50 a 60% do Vo2max. Cada estágio do exercício tem duração de 5 minutos. Perto do final de cada estágio, a taxa cardíaca e o consumo de oxigênio são registrados e uma amostra de sangue é coletada para a dosagem de lactato. Após essas medidas, a carga do exercício é aumentada e as medidas são repetidas. Após o sexto estágio, obtém-se uma distribuição de intensidades como mostra o gráfico abaixo. O limiar de lactato é quando a taxa de produção de lactato excede a taxa de remoção, correspondendo ao consumo de oxigênio de 45ml/min/kg. Geralmente determina-se o limiar de lactato em % do VO2max. 6.1 Adaptações na utilização de diferentes substratos durante o treinamento. 1. A atividade física demanda a maior quantidade de energia, comparada com todas as outras funções metabólicas complexas que ocorrem no corpo. Durante uma corrida de velocidade ou uma competição de nado, por exemplos, o gasto de energia dos músculos ativos pode ser 100 vezes maior que o gasto em repouso. Durante um exercício menos intenso mais intenso, como uma maratona, o requerimento de energia aumenta para 20 ou 30 vezes em ralação com o requerido na ausência de atividade. Dependendo da intensidade e duração do exercício, os três grandes sistemas de transferência de energia 18 existentes no corpo são requisitados em forma diferenciada e a sua contribuição relativa para o exercício é distinta. 6.2 Treinamento de longa duração e alta intensidade Fonte:treinoconsciente.com Os atletas que fazem esportes de alta intensidade, frequentemente experimentam uma sensação de fadiga crônica, na qual dias sucessivos de treinamento extenuante chegam a ser mais difíceis de suportar, progressivamente. Essa fadiga pode-se relacionar com uma gradual diminuição das reservas de CHO corporais. Na Figura 1 mostra-se a mudança na concentração de glicogênio intramuscular em seis atletas ingerindo uma dieta com as doses recomendadas de CHO, lipídeos e proteínas, antes e depois de corridas de 16,1 km realizadas em três dias sucessivos. 19 Fonte:www.google.com.br Figura 1. Mudanças na concentração de glicogênio intramuscular em seis atletas homens antes e depois de corridas de 16,1 km realizadas em três dias sucessivos. O glicogênio muscular também foi medido 5 dias após a última corrida. Em uma experiência para avaliar o efeito da dieta sobre as reservas de glicogênio intramuscular e sobre a duração do exercício, três grupos de pessoas foram alimentados de forma diferente durante três dias, e após essa dieta diferenciada, foram submetidos a uma sessão de ciclismo até o limite das suas f o r ç a s (tempo de fadiga o de extenuação) (Figura 1). A quantidade de calorias ingeridas foi a recomendada normalmente nos três casos, mas em uma condição a maior parte das calorias foi dada como lipídeos, na segunda as porcentagens diárias recomendadas de CHO, lipídeos, e proteínas foram mantidas, e na terceira, a dieta foi rica em CHO. 20 Fonte:www.google.com Figura 1. Efeitos da dieta no conteúdo de glicogênio no quadríceps femorais e na duração do exercício feito sobre uma bicicleta EXERCÍCIOS DE INTENSIDADE BAIXA E MODERADA A glicose é transportada para dentro das células mediante difusão facilitada. Uma família de transportadores denominados GLUT1 -7 são responsáveis pelo transporte. Nos músculos esqueléticos dos humanos adultos há três isoformas presentes. Dessas, GLUT 1 é responsável pelo transporte basal e GLUT 4 é o maior transportador de glicose. Na presença de insulina ou por efeito da contração muscular, GLUT 4 é translocado de depósitos intracelulares para a membrana plasmática. 7.1 Proteínas na dieta 21 Alguns aminoácidos devem ser fornecidos através da dieta porque sua síntese no organismo é inadequada para satisfazer as necessidades metabólicas. Eles são chamados aminoácidos essenciais. Esses aminoácidos são: treonina, triptofano, histidina, lisina, leucina, isoleucina, metionina,valina e fenilalanina. A ausência ou ingestão inadequada de qualquer desses aminoácidos resulta em balanço nitrogenado negativo, perda de peso, crescimento menor em crianças e pré-escolares e sintomas clínicos. Os demais aminoácidos são chamados não essenciais e são igualmente importantes na estrutura proteica. Se ocorrer deficiência na ingestão desses aminoácidos, eles podem ser sintetizados em nível celular a partir de aminoácidos essenciais ou de precursores contendo carbono e nitrogênio. Aminoácidos conhecidos como condicionalmente essenciais são aqueles que se tornam indispensáveis sob certas condições clínicas. Acredita-se que a cisteína, e possivelmente a tirosina pode ser condicionalmente essencial em crianças prematuras. A arginina pode se tornar indispensável em indivíduos malnutridos, sépticos ou em recuperação de lesão ou cirurgia. O aumento da ingestão de proteínas mais que três vezes o nível recomendado não aumenta o desempenho durante o treinamento intensivo. Para atletas, a massa muscular não aumenta simplesmente através de uma alimentação rica em proteína. Por exemplo, o aumento do consumo extra de proteína de 100g (400 calorias) para 500g diárias não aumenta a massa muscular. Calorias adicionais na forma de proteínas são depois da desaminação (remoção do nitrogênio) usadas diretamente como componentes de outras moléculas incluindo lipídeos que são estocados em depósitos subcutâneos. Assim, se numa dieta com excesso de proteínas o músculo não tiver condições de utilizar os aminoácidos para síntese de tecido muscular, as cadeias carbônicas serão usadas na gliconeogênese e o nitrogênio excedente excretado pela urina. O aumento da excreção de nitrogênio leva a uma maior necessidade de água, uma vez que ele é incorporado à ureia e está à urina. Isto, em longo prazo pode sobrecarregar os rins e causar desidratação. 22 7.2 Carboidratos Os carboidratos são sintetizados pelos vegetais verdes através da fotossíntese, processo que utiliza a energia solar para reduzir o dióxido de carbono. Assim, os carboidratos atuam como reservatório químico principal da energia solar. Não há uma recomendação de ingestão para carboidratos. A típica dieta americana inclui de 40 a 50% das calorias totais como carboidratos. Para uma pessoa sedentária de 70 kg é recomendado um consumo diário de cerca de 300g de carboidratos. Para uma pessoa ativa envolvida em treinamento o consumo sobe para 60% de calorias diárias (400 a 600g). Esse carboidrato deve ser predominantemente proveniente de frutas e vegetais. Na dieta americana cerca de 50% do carboidrato consumido como açúcar simples, predominando a sacarose. Um consumo adequado de carboidratos é fundamental para pessoas ativas. Quando o suprimento de oxigênio para os músculos ativos é inadequado, o glicogênio dos músculos e a glicose do sangue são as primeiras fontes de energia. Ao estocar glicogênio os carboidratos asseguram energia para exercícios aeróbicos de alta intensidade. Assim, para pessoas ativas é importante uma dieta com 50 a 60% de calorias na forma de carboidratos predominantemente na forma de amido e fibras. Durante treinamento vigoroso e antes de competição o consumo de carboidratos pode aumentar para assegurar reservas adequadas de glicogênio. A recomendação para atletas com treinamento prolongados é de 10g por kg de massa corpórea. Portanto, o consumo diário para um atleta de 46 kg que gasta cerca de 2.800kcal por dia é de aproximadamente 450g ou 1800 kcal. Um atleta com 68 kg deve ingerir cerca de 675g de carboidratos (2.700kcal) como parte de um requerimento de 4.200kcal. Em ambos os casos os carboidratos representam cerca de 65% da energia total consumida. 7.3 Lipídios 23 Os lipídios são fundamentais na alimentação para: transportar as vitaminas lipossolúveis, fornece a maior quantidade de calorias por grama, fornecer os ácidos graxos essenciais etc. Os ácidos graxos essenciais são poliinsaturados e não podem ser sintetizados pelo organismo humano, sendo obtidos a partir da alimentação. Os ácidos graxos essenciais são o ácido linoleico e o ácido linolênico, mas há dúvidas se o linolênico é essencial. O ácido linolênico participa da formação do ácido araquidônico que é precursor dos eicosanóides. Os ácidos graxos essenciais fazem parte da estrutura dos fosfolipídios que são componentes importantes das membranas e da matriz estrutural de todas as células. O ácido linoleico é comum na maioria dos óleos vegetais. Na dieta típica americana os vegetais contribuem com 34% do consumo diário de lipídios enquanto 66% são de origem animal. Em média as pessoas nos Estados Unidos consomem 15% das calorias totais como ácidos graxos saturados. A relação entre ácidos graxos saturados e o risco de doenças coronárias faz com que médicos e nutricionistas sugiram a substituição na dieta de ao menos uma parcela dos ácidos graxos saturados por insaturados. No presente é prudente que não mais que 10% da energia total sejamos consumidas na forma de ácidos graxos saturados. Para uma boa saúde se tornou comum o uso de lipídios provenientes de fontes vegetais na alimentação como o óleo de milho. Porém, o consumo total de lipídios (ambos ácidos graxos saturados e insaturados) podem constituir riscos para doenças cardiovasculares e diabetes. Portanto, o consumo total de lipídios deve ser reduzido. Existe associação de dietas ricas em gorduras com cânceres de ovário, mama e cólon, bem como a possibilidade de promover o crescimento de outros cânceres. A redução de lipídios na dieta também pode reduzir problemas de controle de peso. ESTRESSE OXIDATIVO, DEFESA ANTIOXIDANTE E ATIVIDADE FÍSICA O estudo do papel do estresse oxidativo vem atraindo grande interesse por sua associação com envelhecimento e uma série de outras condições patológicas. A relação 24 entre atividade física, radicais livres, antioxidantes, ainda não está bem estabelecida. Os estudos indicam que em atividades físicas de intensidade média o organismo tem condições de neutralizar os radicais livres produzidos durante o exercício. Porém outros estudos mostram que, durante os exercícios intensos e extenuantes, o sistema antioxidante do organismo não é capaz de neutralizar os efeitos danosos dos radicais livres ao organismo. Nesta seção introduziremos conceitos básicos sobre radicais livres, danos oxidativos, defesas antioxidantes e discutiremos tópicos relacionados à adaptação (indução de enzimas de defesa antioxidante) lesões e suplementos antioxidantes. O que são: Radicais Livres, Espécies Reativas de Oxigênio e Nitrogênio Antes de começarmos a discussão sobre o estresse oxidativo no exercício físico é fundamental que entendamos o significado dos termos radicais livres, espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. De maneira geral, tem-se que o oxigênio molecular (O2) é necessário para a sobrevivência de todos organismos aeróbicos. Assim, a obtenção de energia por estes organismos é feita na mitocôndria através da fosforilação oxidativa, onde o2 é reduzido por quatro elétrons a H2 O. Quando o oxigênio é parcialmente reduzido, tanto na fosforilação oxidativa quanto em outras reações, há a formação de radicais livres, que constituem moléculas com coexistência independente (o que explica o uso do termo “livre”) e que contém um ou mais elétrons não pareados na camada de valência. Esta configuração faz dos radicais livres espécies altamente instáveis, de meia vida relativamente curta e quimicamente muito reativas. O termo espécies reativas de oxigênio (EROs ou ROS: “reactive oxygen species”) incluem, além dos radicais livres derivados do oxigênio (como o radical superóxido e a radical hidroxila), espécies não radicalares como a água oxigenada (H2O2, mensageiro secundário na transdução de sinal intra e extracelular), o ácido hipocloroso(HOCl, agente oxidante e clorinante produzido por macrófagos), o oxigênio singlete (uma forma altamente reativa do oxigênio) e o ozônio. Um dos principais representantes de ROS é o anion radical superóxido (O2), o qual é produzido através de uma redução monoeletrônica do oxigênio. Nas células o2 é 25 rapidamente convertido à peróxido de hidrogênio (H2O2) através de sua dismutação espontânea ou enzimática (superóxido dismutase). Durante o exercício físico as ROS podem ser produzidas por diversas fontes, que variam de acordo com o órgão, o tempo de exercício e o tipo de exercício, sendo que muitas das fontes não são exclusivas e podem ser ativadas simultaneamente. 8.1 O que é estresse oxidativo O estresse oxidativo está relacionado a situações onde os mecanismos celulares pró- oxidantes superam os antioxidantes. É um estado em que há uma elevada produção de espécies reativas. Este estado está comumente ligado a danos celulares como, por exemplo, peroxidação de lipídios, fragmentação de proteínas e ácidos nucléicos. Existem vários fatores que podem induzir o estresse oxidativo. Eles podem ser divididos em dois grupos: Fatores endógenos: exercício físico, estresse psicológico, inflamação, câncer, etc. Fatores exógenos: alimentos, álcool, fumo, poluentes ambientais, radiação, etc. O exercício físico pode resultar em diferentes níveis de estresse oxidativo de acordo com a sua intensidade. Exercícios de intensidade baixa ou moderada normalmente estão associados com estresse oxidativo “ameno”, enquanto que exercícios intensos ou extenuantes causam estresse oxidativo “severo”. Estudos mostram que o estresse “severo” resultam em danos oxidativos que podem levar a morte celular, danos teciduais e inflamação. Por outro lado, o estreasse “ameno” parece estar relacionado com indução de defesas antioxidantes. Pesquisas mais recentes demonstram espécies reativas de oxigênio 26 ou nitrogênio podem agir como moduladoras do metabolismo celular, da expressão gênica e de modificações pós- tradicionais em proteínas. Célula Muscular Estresse Oxidativo Severo Estresse Oxidativo Ameno LESÕES Respostas Adaptativas: -Indução de enzimas antioxidantes -Indução de proteínas de choque térmico Uma forma de verificar se o exercício praticado está sendo danoso ao organismo e quantificar a produção de radicais livres. Infelizmente devido ao seu tempo de vida curto a detecção de radicais livres não e fácil. Por isso, o que se faz e medir as “pegadas” ou resíduos deixados por eles. 8.2 Detecção direta da produção de radicais l ivres A quantificação direta de radicais livres em tecidos biológicos é um processo difícil, pois os radicais livres têm uma meia-vida curta (ao redor de micro ou milisegundos) e são altamente instáveis. A técnica utilizada para a detecção é a ressonância eletrônica paramagnética (EPR). 27 8.3 Detecção de produtos derivados do ataque de radicais livres O monitoramento do estresse oxidativo durante o exercício pode ser feita através da medida de parâmetros relacionados a peroxidação lipídica, danos em DNA, oxidação de tióis, status antioxidante, etc. Quantificação de marcadores de lipoperoxidação Os produtos da lipoperoxidação são os marcadores mais utilizados para o monitoramento do estresse oxidativo associado ao exercício. A peroxidação dos ácidos graxos poliinsaturados, presentes nas membranas celulares, podem gerar uma série de subprodutos como hidrocarbonetos voláteis (etano, pentano), aldeídos (malonaldeído - MDA), epóxidos, peróxidos entre outros. Atualmente existem vários ensaios utilizados para o monitoramento da lipoperoxidação. Entre eles podemos citar: Teste do MDA: O MDA é derivado da quebra de ácidos graxos durante a peroxidação lipídica. A medida de MDA no sangue ou na urina é a técnica mais utilizada para o monitoramento do dano oxidativo causado pelos radicais livres. O MDA pode ser quantificado através de uma técnica relativamente simples em que se utiliza um reagente chamado TBA (ácido tiobarbitúrico), o qual forma um complexo de cor pink. A quantidade de MDA detectado é normalmente expresso em forma de TBARS (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico), e representa um índice bastante geral do nível de estresse oxidativo no sistema em estudo. A técnica é bastante criticada pelo fato de sofrer interferências de outros compostos além do MDA. 28 8.4 Como é monitorado o dano muscular? Normalmente o dano muscular é monitorado através da medida da atividade de enzimas como a creatina quinase, aspartato aminotransferase e a lactato desidrogenase no plasma sanguíneo. Fonte:www.academialifeenergy.com.br 8.5 Creatina quinase A creatina quinase (CK ou CPK) é uma enzima encontrada no músculo e cérebro. Normalmente o nível de CK na circulação sanguínea é baixo. Níveis elevados indicam tanto dano muscular ou cerebral. Existem três tipos de CK: CK-I ou BB, produzido principalmente pelo cérebro e pelo músculo liso. CK-II ou MB, produzido principalmente pelo músculo cardíaco. CK-III ou MM, produzido principalmente pelo músculo esquelético. 29 O monitoramento de danos musculares durante o exercício é feito normalmente através da medida de CK-III. 8.6 Adaptação do Sistema Anti-Oxidante ao Exercício Ainda que exercícios curtos de alta intensidade apenas ativem determinado sistema antioxidante, ou seja, sem a síntese de novo de proteínas, existe a possibilidade de que após o exercício a célula produza novas enzimas antioxidantes como uma resposta ao estresse oxidativo a que ela esteve submetida. Após o exercício a CuZnSOD, por exemplo, possui um aumento na quantidade de proteína, entretanto sem alteração na quantidade de mRNA, enquanto a MnSOD produz tanto um aumento na quantidade quanto na atividade da proteína. Até o momento, não existe um consenso em relação ao efeito do exercício sobre a atividade de CAT, embora existam artigos demonstrando um aumento na atividade de CAT, a outros que demonstram que não há alteração e alguns que indicam até um decréscimo na sua atividade. Ao contrário das demais enzimas antioxidantes, tem-se demonstrado uma adaptação induzida pelo esporte em relação a GPX, adaptação esta que é músculo específica, sendo que já foi encontrado até um aumento de 45% na atividade de GPX, em músculos do tipo 2a, após o exercício. 8.7 Outras adaptações induzidas pelo exercício Além da indução da atividade de enzimas antioxidantes, estudos mostram que o exercício induz a expressão proteínas de choque térmico (HSP, heat shock proteins). As HSPs também exercem importante papel na proteção das células contra o ataque dos 30 radicais livres. (Estudos em ratos, camundongos e humanos) submetidos ao exercício têm evidenciado um aumento na quantidade de HSPs muscular. As HSPs são chamadas assim por serem proteínas induzidas em reposta ao estresse térmico. Elas funcionam como chaperones moleculares, associando-se com as proteínas recém-sintetizadas e assegurando o dobramento e o funcionamento correto das proteínas. Acredita-se que o aumento de HSPs após o estresse oxidativo facilite a recuperação e o remodelamento celular frente aos danos causados pelos radicais livres. 8.8 Relação entre ROS e fadiga muscular A fadiga muscular está relacionada à diminuição da capacidade do músculo de gerar força e, portanto, está associado à diminuição da performance no exercício. A associação entre ROS e fadiga muscular está em parte relacionada aos danos provocados por ROS no retículo sarcoplasmático e na homeostase do cálcio. 8.9 Relação entre ROS e lesão muscular e inflamação As lesões musculares associadas ao exercício normalmente ocorremapós o exercício esporádico, particularmente aquelas que envolvem uma grande quantidade de contrações excêntricas (contrações que envolvem o alongamento da fibra muscular). Exercícios que envolvem contração concêntrica (contrações que envolvem o encurtamento da fibra muscular, ex. levantamento de peso) parecem causar menos danos. Embora não se saiba ao certo o mecanismo pelo qual ocorre a lesão, o dano inicial está relacionado ao rompimento da fibra muscular e os danos subsequentes são associados à processos inflamatórios e produção de radicais livres. Estudos mostram que o treinamento excessivo causa danos musculares normalmente acompanhados de uma 31 resposta inflamatória aguda, em que se observa a infiltração de neutrófilos e macrófagos no tecido muscular. VITAMINAS E MINERAIS A forma de abordagem desse tópico foi escolhida em virtude da complexidade, importância e quantidade de conteúdo relacionado. Não existe de forma alguma a pretensão de esgotar o assunto, mas também não gostaríamos de passar muito rapidamente, numa abordagem meramente superficial. Pretendemos esclarecer algumas dúvidas e principalmente aguçar o senso crítico para tratar melhor esse assunto tão presente no quotidiano da gente. 9.1 Vitaminas: Características básicas: São compostos orgânicos, os quais precisamos ingerir em pequena quantidade. Não são utilizadas para propósitos estruturais ou geração de e n e rg ia . Em geral são co -fatores de enzimas. Exemplo: piruvato de hidrogenase: possui 5 co-fatores, 4 deles são vitaminas. Em geral são absorvidas em formas inativas e ativadas posteriormente: Inativa Ativa 32 Éster retinílico Ácido retinóico Tiamina pirofosfato de tiamina Vit. K dehidro vit, K folato folato poliglutamatado Niacina NAD Quando absorvidas, as vitaminas interagem de formas distintas com as enzimas: Podem caracterizar um sistema apoenzima/holoenzima. Essa situação é característica das enzimas que utilizam como co -fatores as vitaminas tiamina, riboflavina, piridoxina e cobalamina. Podem apresentar interações fracas. Ocorre entre as vitaminas K, niacina, folato e ascorbato e as respectivas enzimas que as utilizam como co-fatores. Podem ocorrer ligações covalentes entre as enzimas e vitaminas. Representam esse tipo de interação a biotina (com enzimas conhecidas como biotina-dependentes), pantotenato (com a sintetase de ácidos graxos) e a riboflavina (com a succinato dehidrogenase). São classificadas em dois grupos, por critério de solubilidade: 1- 1- Lipofílicas (imiscíveis em água): vitaminas A, D, E e K. 2- Hidrofílicas (miscíveis em água): Tiamina, riboflavina, piridoxina e cobalamina, biotina, folato, ácido ascórbico e ácido pantotênico. 33 As vitaminas atuam em importantes rotas metabólicas ou atuam como antioxidantes ou hormônios: 1- Transferência de 1 carbono: folato, cobalamina, biotina e K . 2- Transferência de grupos pequenos (como a carboxila): piridoxina. 3- Metabolismo energético: niacina, tiamina e riboflavina. 4- Função hormonal: A e D. 5- Síntese da coenzima A (importante também para o met. energético) 6- Co-fator do ciclo visual: vit. A. 7- Propriedades antioxidantes: E ascorbato. A vitamina E é a principal proteção contra a oxidação dos ácidos graxos insaturados. 8- Síntese do colágeno: ascorbato. Ácidos graxos essenciais não são considerados vitaminas, pois participam como unidades estruturais, além de ser possível seu uso para geração de energia. 9.2 Minerais Fonte:www.google.com.br 34 Os minerais também são elementos essenciais para a vida. Precisamos de alguns deles em grandes quantidades e de outros em quantidades extremamente reduzidas. Podem atuar como elementos estruturais, como o zinco, o cálcio e o fósforo (na forma de fosfato), podem ser responsáveis pela geração de potenciais elétricos, como ocorre com o cloreto, sódio e potássio, ou mesmo na própria catálise enzimática, quando ligados a sítios ativos. Antes de entrarmos mais em detalhes quanto a função dos metais no metabolismo, temos que se lembrar de algumas propriedades químicas dos mesmos, o que muitas vezes passa desapercebido. Metais alcalino terrosos (como o cálcio e o magnésio) e metais de transição (como o cobre, ferro, zinco, manganês) formam complexos com várias moléculas. Metais de transição participam de reações de óxido-redução. A solubilidade de cada espécie depende do pH, do co-íon e da concentração em que se encontram, dentre outros fatores. Lembrando-se dessas características dos metais fica mais fácil de entender o porquê determinados metais encontram-se no organismo (precipitados, ligados a proteínas, reduzidos, oxidados, etc.) e como exercem suas respectivas funções. 9.3 Suplementos vitamínicos e minerais Este é um assunto muito complicado de se tratar. Principalmente as vitaminas hidrossolúveis possuem baixa toxicidade, e sabidamente são importantes para as funções metabólicas. Então surge uma oportunidade muito boa para uma verdadeira indústria da suplementação “arregaçar as manguinhas” e bombardear o mercado com seus produtos: tem suplemento para idosos, suplemento para gestantes, suplemento para esportistas, suplementos anti-stress, suplemento para economistas, suplemento para desempregados, suplemento para aumentar os tônus da contração do músculo da orelha direita e assim por d iante. 35 Mas em termos científicos muito pouco tem comprovação. Não existem p r o v a s concretas de que há necessidade de suplementação se a dieta alimentar estiver equilibrada. Também no caso do esporte, ainda faltam dados que comprovem que essa suplementação aumente a performance, talvez com exceção da reposição de eletrólitos e re-hidratação, que é necessária. Observe que as palavras reposição e suplementação não são sinônimas. ADAPTAÇÕES AO EXERCÍCIO EM DIFERENTES POPULAÇÕES 10.1 Força A massa muscular aumenta de acordo com o ganho de peso desde o nascimento até o fim da adolescência. A massa muscular aumenta inicialmente resultado de intensa hipertrofia e pouca ou nenhuma hiplerplasia das fibras musculares. Em homens o pico do aumento de massa muscular acontece durante a puberdade, quando a produção de testosterona aumenta dramaticamente. Em mulheres, não acontece este pico. No entanto, o pico de força em homens e mulheres é visto apenas ao final da adolescência. 10.2 Mulheres v s . Homens Na maioria das medidas de capacidade fisiológica e rendimento no exercício, existem diferenças importantes entre homens e mulheres, quando eles são comparados sobre bases absolutas. Isso quer dizer, desconsiderando na medição, diferenças intrínsecas aos sexos e que afetam o rendimento na atividade física, como são a massa corporal, a massa muscular e a massa corporal livre de lipídeos (fat-free body mass). 36 Duas medidas comuns de avaliação do “sobrepeso” de uma pessoa são o peso (ou a massa) corporal e a altura; usado no mesmo sentido é o índice de massa corporal (ou body mass index, BMI = massa corporal (kg) / estatura2 (m2)). Ambas a medição tem a limitação do não considerar a composição proporcional do corpo: a massa corporal é afetada por outros fatores além da gordura do corpo, como a massa muscular e óssea e até o volume do plasma que aumentam com a prática do exercício. A contribuição dos diferentes componentes do corpo é marcadamente diferente dependendo do sexo. Os componentes estruturais maiores do corpo humano são a massa muscular, a massa adiposa e a massa óssea. A massa adiposa é dividida, por sua vez, em lipídeos de armazenamento e lipídeos essenciais. 10.3 Obesidade Fonte:www.google.com.brEm indivíduos obesos a maior proporção de perda de peso depois de restrição energética (dieta) se deve a uma redução no tecido adiposo. Porém, os obesos possuem 37 um incremento nos níveis de triglicerídeos nas fibras do músculo esquelético respeito dos níveis dos não obesos. Desconhece-se a contribuição dos depósitos de triglicerídeos localizados nos tecidos periféricos, p. ex., músculo esquelético, à perda de massa graxa. Devido a que existe uma correlação entre alto conteúdo de lipídeos no músculo com a resistência à insulina, resulta interessante determinar se efetivamente diminuem pela dieta e/ou a atividade física. 10.4 Velhice A velhice está associada a mudanças profundas na composição do corpo. A sarcopênia é um conjunto de fenômenos caracterizados por perda da massa do músculo esquelético relacionada com a idade, diminuição na tensão (strength) muscular e incremento na fadiga. A debilidade muscular predispõe a frequentes quedas que podem gerar fraturas de ossos. Por outro lado, devido a que o músculo é um órgão metabólico maior, especialmente na liberação da glicose dos carboidratos ingeridos com a dieta, a diminuição da massa muscular pode contribuir à diminuição de glicose circulante que é observada na velhice. Como consequência podem-se produzir o decrescimento no gasto de energia que pode levar à obesidade e à resistência à insulina. A capacidade funcional do músculo depende da qualidade e quantidade de proteínas musculares. Ambas, qualidade e quantidade de proteínas musculares, são mantidas através de um contínuo processo de remodelagem muscular envolvendo síntese e degradação de proteínas. Se a taxa de síntese é menor do que a taxa de degradação de proteínas, a massa muscular pode então d e c l i n a r . 38 Fonte:www.google.com.br DOPING 11.1 DOPING NO ESPORTE Atualmente todas as competições internacionais têm atletas que utilizam drogas (esteróides anabolizantes, hormônios peptídicos, anfetaminas e outros) para melhorar as performances atléticas competitivas. As dopagens além de viciar a ética no desporto também põem em risco sua saúde. Então a dopagem pode ser definida como o consumo de substâncias que aumentam de maneira artificial o rendimento esportivo e que podem prejudicar a saúde do esport ista . O comitê olímpico internacional (COI) e as federações internacionais têm um sistema de luta contra a dopagem avaliada em uma ampla lista de sustâncias proibidas e em regulamentos de sanções para determinar aquelas pessoas que tomam as sustâncias qualificadas como "dopantes". A definição que mais concorda com a prática é: "Dopagem é 39 tomar qualquer substância contida na lista oficial publicada pelo COI e o Conselho Superior dos Esportes". Fonte:www.google.com.br 11.2 Esteróides anabolizantes Os esteróides anabolizantes são hormônios sintéticos análogos da testosterona. Nos organismos todos são derivados do colesterol, e são transportados através da corrente sanguínea às várias células dos vários tecidos, onde atuam regulando uma longa série de funções biológicas. O uso dos hormônios data da década de 40 e teve início no esporte de levantamento de peso. O homem normal produz cerca de 7 mg por dia de testosterona e para se obter o efeito anabólico, isto é, aumento de massa muscular e diminuição da gordura, muitos atletas utilizam doses suprafisiológicas até 100 vezes maior. Atletas, treinadores físicos e mesmo médicos relatam que os anabolizantes aumentam significantemente a massa muscular, força e resistência, podendo melhorar o rendimento de um atleta em até 32%. Apesar dessas afirmações, até o momento não existe nenhum estudo cientifico que comprove que essas drogas melhoram a capacidade cardiovascular, agilidade, destreza ou performance física. 40 Isso depende da substancia utilizada (quantidade e tipo) e da pessoa que está usando. Esteróides anabolizantes podem permanecer detectáveis no organismo de uma pessoa variando de uma semana até mais de um ano depois do uso. Para a maioria dos anabolizantes comercializados, tipo nandrolona (Deca- Durabolin, testosterona) um ano é tempo comum em que eles podem ser detectados. Para a testosterona injetável, entre 3 – 6 meses é comumente suficiente para sua total eliminação. 11.3 Estimulantes São drogas que afetam o SNC e que podem ser obtidas do chocolate (teobromina), chá (teofilina), café (cafeína), denominadas metilxantinas por sua estrutura química. Alem disso temos as estricninas, anfetaminas e derivados (metilfenidato, pemolina). Os estimulantes, como a dextroanfetamina (Dexedrine) e o metilfenidato (Ritalín), têm uma estrutura química similar às monoaminas (neurotransmisores cerebrais), que incluem a norepinefrina e a dopamina. Os estimulantes aumentam a quantidade destas substâncias químicas no cérebro. Alem disso, aumentam a Glicose no sangue, abrem os condutos do sistema respiratório, aumentam a pressão arterial e o ritmo cardíaco, contraindo os vasos sanguíneos. O aumento da dopamina no corpo está associado com a sensação de euforia que acompanha o uso destas drogas. Valores limites permissíveis de estimulantes nos esportistas dadas pelo COI: Estimulação Concentraçao Cafeína 12 µg/ml Catina 5 µg/ml Efedrina 5 ng/ml Epitestosterona 200 µg/ml Nonandrosterona 2 ng/ml.- homens 5 ng/ml - mulheres Metilefedrina 5 µg/ml Fenilpropanolamina 10 µg/ml Pseudoefedrina 10 µg/ml 41 11.4 Anfetaminas Fonte:diretoriodeartigos.net As anfetaminas são potentes agonistas catecolaminérgicos (induzem liberação de catecolaminas pelos terminais nervosos). Agem diretamente nos receptores de membrana da adrenalina, noradrenalina e serotonina, e inibem sua recaptura pelos terminais nervosos, o que produz um efeito prolongado ao nível dos receptores, tanto no SNC como na periferia. Os efeitos centrais das anfetaminas se observam no córtex cerebral, no talo cerebral e na formação reticular. Ao agir n e s t a s estruturas produz uma ativação dos mecanismos de despertar, aumento da concentração mental, maior atividade motora, diminuição da sensação de fadiga, inibição do sono e da fome. O uso de anfetaminas tanto em atletas sadios como em diabéticos são um risco muito grande, porque elas agem ativando a glicogênio fosforilase e inativando a glicogênio sintase, estimulando a degradação do glicogênio hepático em glicose sangüínea. Alem de estimular a secreção de glucagon e inibindo a secreção de insulina, para reforçar o efeito na mobilização dos combustíveis e inibir o armazenamento, efeito que causaria a morte dos d i a b é t i c o s . 42 11.5 Metilxantinas Os fármacos psicotrópicos como a cafeína, a teofilina e a teobromina são derivados metilados da xantina, sendo esta, por sua vez, uma dioxipurina estruturalmente com o ácido úrico. Estas substâncias ocorrem amplamente na natureza e em muitos alimentos. Alem disso, existem vários fármacos que contêm cafeína, que incluem desde antigripais, antitérmicos, antiespasmódico, miorrelaxantes. A cafeína inibe a fosfodiesterase causando um acúmulo de monofosfato de adenosina cíclica (AMP-C) celular, que tem ação mediadora da resposta hormonal e de neurotransmisores. A cafeína é um inibidor competitivo da enzima lactato desidrogenasse quanto ao substrato piruvato e um inibidor não competitivo para a coenzima NADH. As pesquisas sob a cafeína sugerem que os ácidos graxos poderiam ser reesterificados no tecido adiposo e, por sua vez, o lactato no sangue poderia não constituir indicação direta da produção de ácido lático no músculo em exercício. A cafeína aumenta a liberação de cálcio do reticulo sarcoplasmico o qual aumenta a tensão máxima da fibra fadigada no tecido muscular. Um copo de café contem aproximadamente 150 mg da cafeína,café instantâneo aproximadamente 120 mg, chá entre 70 e 130 mg, e bebidas fracas em cafeína 50 mg. A cafeína é absorvida rapidamente alcançando a maior concentração plasmática em 1 hora após da ingestão, exercendo uma influência no sistema nervoso, cardiovascular e muscular . 11.6 Hormônios peptídicos Os hormônios peptídicos são substâncias naturais cuja molécula é formada p o r dois aminoácidos ligados (um peptídeo). Sua função principal é a fixação de proteínas no organismo. São utilizados em esportes de potência ou força pura, c o m o arremesso, ciclismo, remo e levantamento de peso. 43 A dopagem com hormônios peptídicos (hCG, hGH, eritropeotina, LH, insulina, ACTH, etc.) geralmente não são detectáveis nos testes de urina, já que são produzidos pelo organismo de maneira natural, mas na atualidade pode-se produzir de maneira sintética: somatotropina, eritropeotina, gonadotropina, etc. O consumo de alguns hormônios como a gonadotropina coriónica (HCG) conduzem a um aumento da produção de esteróides andrógenos naturais (estrógenos, progesterona e testosterona) e é considerada equivalente a administração exógena de testosterona. Este hormônio é produzido durante a gravidez motivo pelo qual muitas atletas procuram engravidar antes das competições. O mecanismo de ação dos hormônios peptídicos está demonstrado no gráfico abaixo. Ação da corticotropina (ACTH) na esteróidogênesis. O ACTH se liga aos receptores da membrana do plasma, que são acoplados a adenilato ciclase (AC), a qual estimula a formação do AMP cíclico para ativar a proteína quinase a (PKA) que estimula as proteínas fosforiladas (P-Pr); estas proteínas estimulam a expressão dos genes para enzimas esteróidogênesis. 11.7 Eritropoetina A eritropoetina (EPO) produz um efeito substancial nos esportes aeróbicos e de resistência porque aumenta o número de glóbulos vermelhos, aumentando o transporte de oxigênio através do sangue. O consumo de EPO é ainda algo difícil de detectar. Atualmente, o teste de detecção baseia-se na concentração de glóbulos vermelhos no sangue, quando a concentração é alta pode-se supor o consumo da EPO; mas, muitas pessoas de lugares altos, como Quênia, Colômbia e Bolívia têm um hematócrito médio mais alto naturalmente. Uma prática cruel para aumentar o número de hemáceas e a capacidade aeróbica dos atletas vem sendo adotada por vários técnicos: os atletas passam longos períodos de treinamento em câmaras de descompressão, com o ar rarefeito provocando hipoxia, que por sua vez, causa a liberação de EPO, então, os mecanismos para a captação de oxigênio pelo sangue são melhorados e maximizados. Porem começaram a ocorrer casos sérios de o 44 hematócrito ficar tão alto que o sangue chega a tornar-se viscoso, provocando dezenas de casos de morte súbita por falha no coração. Segundo a opinião de médicos e dirigentes do COI esta estratégia não é considerada doping. Um outro método de dopagem é a reinfusão sangüínea, que aumenta rapidamente a velocidade de oxigênio máxima. Segundo estudos realizados da reinfusão em atletas durante exercícios submaximal e maximal depois de 24 horas, o aumento da hemoglobina foi de 13.8 g/100 ml a 17.6 g/100 ml, o que representou o aumento porcentual de hemoglobina de 27.5%. O mesmo aconteceu com a concentração de hematócritos aumentando de 43.3 a 54.8%. 11.8 Somatotropina O HGH ou Human Growth Hormone utilizado na dopagem é um hormônio polipeptídico composto pôr 191 aminoácidos sintéticos, é idêntico ao hormônio produzido pela glândula pituitária anterior no organismo. A HGH é um agente ergogênico (energético), aumenta a captação de aminoácidos e a síntese de proteínas; assim como, acelera o metabolismo de gorduras a síntese de glicogênio em armazenamento, diminuindo a utilização de glicose para obtenção de energia. Pelo qual é consumido principalmente entre atletas que requerem mais força, como lutadores e os próprios velocistas. A utilização da somatotropina produz a secreção intestinal e urinária de cálcio e aumenta as concentrações plasmáticas de fósforo, podendo ainda ter um efeito diabetogênico por estimular a secreção de insulina extra; além de estimular o crescimento da cartilagem e dos ossos produzindo gigantismo e acromegalia. 45 SUPLEMENTOS 12.1 Suplementação de Aminoácidos Suplementos Nutricionais comercializados para indivíduos que realizam treinamento de força: Suplemento Nutricional Utilização proposta/ Efeito apregoado Dados de pesquisa sobre a suplementação para os indivíduos que realizam treinamento de força Suplementos protéicos Fornecimento de uma quantidade adequada de proteínas para auxiliar no crescimento muscular e no ganho de peso Não há dados que confirmem que eles são mais eficazes que as fontes naturais. O indivíduo que realiza treinamento de força podem necessitar de 1,5 – 2,0g de proteína/kg de peso corporal. Essa quantidade é facilmente obtida das fontes proteicas de uma dieta saudável. 46 Arginina, lisina, ornitina Estimulam a liberação do hormônio do crescimento humano e de insulina. Promovem o crescimento muscular. Podem estimular a liberação do hormônio do crescimento humano. No entanto, este não demonstrou ser ergogênico para o indivíduo que realiza treinamento de força. As pesquisas não indicam qualquer efeito sobre o crescimento ou força muscular. BCAA Competem com o triptofano no transporte para o cérebro, diminuindo a fadiga do sistema nervoso central. Pouco se sabe a respeito dos mecanismos que envolvem esse processo. Muitos estudos falharam em demonstrar um aumento do tempo de exercício até a fadiga com suplementação de BCAA e concordaram em descrever um aumento significativo da amônia circulante. 47 Glutamina Promove a manutenção do sistema imunológico. Utilizado como principal fonte de energia para as células do sistema imunológico (leucócitos). Estudos demonstraram que altas concentrações de glutamina no plasma não alteraram a resposta imune de um indivíduo normal. HIDRATAÇÃO Fonte:www.google.com.br 48 O corpo é composto por cerca de 50~75% de água, dependendo da idade e da gordura corporal, e a perda de apenas 3~4% da água corporal afeta de forma adversa o desempenho aeróbio e torna o sistema cardiovascular inábil de manter o mesmo débito cardíaco. Perdas maiores podem levar à morte. Em condições normais sem exercício, a perda de água é de aproximadamente 2,5 litros/dia, a maior parte sendo perdida pela urina. No entanto, em temperaturas ambientais mais elevadas e quando um exercício intenso é adicionado, a perda de água aumenta para 6~7 litros por dia. Os 2,5 litros de água por dia são repostos com bebidas (1,5 litros), alimentos sólidos (750ml) e a água derivada de processos metabólicos (250ml). 49 BIBLIOGRAFIA BERNING, J. - Mantenha o Motor Funcionando: combustível antes e depois das competições. In: GSSI - Gatorade Sports Science Institute. Disponível em: htpp://www.gssi.com.br. Acessado em: 17/08/03. BIESEK, Simone; GUERRA, Isabela, ALVES, Letícia Azen. Estratégias de nutrição e suplementação no esporte. Editora Manole, 2005. GENTIL, P. - Atividade física em jejum. In: Saúde em Movimento. Disponível em: http://www.saudeemmovimento.com.br. Acessado em 18/08/03. KLEINER, Susan M.; GREENWOOD-ROBINSON, Maggie. Nutrição para o treinamento de força. São Paulo. Editora Manole, 2002. MAHAN, K - Alimentos, Nutrição e Dietoterapia. 8ª ed. Ed. Rocca, 1995. McARDLE, W; KATCH, F, V - Fisiologia do Exercício. Energia, Nutrição e DesempenhoHumano. 3ª ed. Ed. Guanabara, 1992. WOLINSKY, I; HICKSON, J - Nutrição no Exercício e no Esporte. 2ª ed. Ed. Roca, 1996. 50
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