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Exercício físico, estresse oxidativo e uso de suplementos antioxidantes

Ejercicio físico, estrés oxidativo y uso de suplementos antioxidantes

 

*Professor Doutor do departamento de Educação Física

da Universidade Federal do Paraná- UFPR. Coordenador

do CEPEFIS (Centro de Estudos da Performance Física)

**Especialista em Bases Nutricionais da Atividade Física-Nutrição

Esportiva pela UGF, membro do CEPEFIS

***Professor do Curso de Educação Física da Universidade Tuiuti

do Paraná. Doutorando em Educação Física da UFPR. Membro do CEPEFIS

****Mestranda/o em Educação Física da UFPR, membro do CEPEFIS

Raul Osiecki*

Patrícia Szuck**

Fabiano de Macedo Salgueirosa***

Patrick Rodrigues****

Renata Wassmansdorf****

patyszuck@hotmail.com

(Brasil)

 

 

 

 

Resumo

          O exercício físico proporciona inúmeros benefícios já bem conhecidos, porém, devido a produção aumentada de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs) durante sua realização, pode apresentar também efeitos nocivos. O organismo possui um complexo sistema de defesa antioxidante para combater estas EROs. Entretanto, caso este sistema de defesa antioxidante não consiga combater o aumento na produção de EROs, pode-se desenvolver o estado de estresse oxidativo. O estresse oxidativo pode induzir adaptações ou ser prejudicial a nível muscular e à saúde de forma geral, originando danos musculares, diminuição da performance ou relacionando-se a várias fisiopatologias . Para tentar controlar ou evitar esse estresse oxidativo, muitos atletas e praticantes de exercícios físicos fazem uso de suplementos antioxidantes. Assim, o objetivo desta revisão bibliográfica foi analisar o que a literatura atual apresenta sobre o papel do exercício físico na promoção do estresse oxidativo e o uso de suplementos antioxidantes. Os estudos revisados indicam que mais pesquisas são necessários para elucidar este tema, pois ainda não se esclareceu se o exercício físico aumenta realmente as necessidades de antioxidantes, como também em quais níveis o estresse oxidativo pode ser nocivo ou benéfico e essencial e mais do que isso, que a suplementação com antioxidantes pode impedir adaptações desejáveis do exercício.

          Unitermos: Exercício físico. Estresse oxidativo. Suplementos antioxidantes.

 

 
EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 16, Nº 161, Octubre de 2011. http://www.efdeportes.com/

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Exercício físico e estresse oxidativo

    A prática regular de exercícios físicos traz benefícios já bem conhecidos. Entre as melhoras físicas e psicossociais estão aumento da força muscular, melhora do condicionamento cardiorrespiratório, redução da gordura corporal, aumento da densidade óssea, melhora do humor e da auto-estima, redução da ansiedade e da depressão (ALLENDER, COWBURN e FOSTER, 2006;ZAITUNE et al., 2007; LOPES et al., 2010; BARETTA, BARETTA e PERES, 2007; AZEVEDO et al., 2008).

    O exercício físico quebra a homeostase intracelular, o que gera adaptações benéficas (KUIPERS, 1998). Entretanto, a intensidade do exercício deve ser considerada um ponto importante na discussão sobre seus efeitos benéficos ou nocivos. Sabe-se que exercícios físicos extenuantes, devido ao elevado consumo de oxigênio ou por várias outras vias, geram um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e radicais livres (NEUBAUER et al., 2010; JI et al., 2004; GOMEZ-CABRERA et al., 2005; MORILLAS-RUIZ et al., 2005; MINATO et al., 2003; WILLIAMS et al., 2006), e a constante exposição a estas espécies pode levar consequentemente ao estado de estresse oxidativo (SHNEIDER et al., 2009; VICENT, MORGAN e VICENT, 2004; VIDER et al., 2001).

    EROs são moléculas de coexistência independente que possuem um ou mais elétrons não pareados na sua órbita mais externa. Essas moléculas são extremamente instáveis, apresentam meia vida relativamente curta e são quimicamente muito reativas (KERKSICK e WILLOUGHBY, 2005; SACHDEV e DAVIES, 2008; WILLIAMS et al., 2006), sendo capazes de oxidar várias biomoléculas como carboidratos, aminoácidos, ácidos graxos e nucleotídeos (TSAKIRIS et al., 2006).

    Algumas EROs são chamadas de radicais livres, os quais são produzidos continuamente durante processos metabólicos e apresentam funções importantes no organismo (SEBBEN et al., 2011). A produção de radicais livres pelo músculo esquelético é reconhecida desde a décadade 1950 (JACKSON, PYE e PALOMERO, 2007).O músculo esquelético geraradicais livres em baixos níveis durante o repouso e em altos níveis durante a contração (FERREIRA e REID, 2008). Portanto, exercícios físicos extenuantes, intensos e/ou de longa duração geram um aumento na produção de EROs, tais como o superóxido (O2ˉ), radical hidroxila (OH), o mais potente das EROs e peróxido de hidrogênio (H2O2), que não atua como radical mas como um agente oxidante gerando o radical hidroxila(VICENT, MORGAN e VICENT, 2004; NEUBAUER et al., 2010; JI et al., 2004; GOMEZ-CABRERA et al., 2005; MORILLAS-RUIZ et al., 2005; MINATO et al., 2003; WILLIAMS et al., 2006).

    As EROs são produtos intermediários que se formam principalmente na beta-oxidação, assim como na auto-oxidação de hidroquinonas, metabolismo prostanóide, xantina oxidase, fosforilação oxidativa, aumento em catecolaminas, mieloperoxidase, além de liberação de radicais livres por macrófagos recrutados para reparar o dano tecidual (AGUILÓ et al., 2005; KERKSICK e WILLOUGHBY, 2005; NIEMAN et al., 2004; VICENT, MORGAN e VICENT, 2004; URSO e CLARKSON, 2003; REID, 2001; WILLIAMS et al., 2006).

    O excessivo aumento dos radicais livres provoca uma demasiada produção de intermediários reativos como proteínas carboniladas, malondialdeído e hidroperóxidos lipídios levando a uma interferência nas vias bioquímicas normais das células (VICENT, MORGAN e VICENT, 2004), sendo os principais componentes celulares atacados os lipídios, causando a peroxidação lipídica, que leva a formação de mais radicais livre e EROs, podendo prejudicar outros componentes celulares. (URSO e CLARKSON, 2003).

    A formação exagerada de radicais livres leva a um desequilíbrio entre eles e o sistema de defesa antioxidante do organismo, que normalmente suprime tais radicais e seus efeitos danosos (WITT et al., 1992; MACHEFER et al., 2004; URSO e CLARKSON, 2003). Essaincapacidade do sistema de defesa antioxidante frente aos radicais livres provoca o chamado estresse oxidativo (SCHNEIDER et al., 2009; VICENT, MORGAN e VICENT, 2004; VIDER et al., 2001).

    O estresse oxidativo, que pode ser induzido tanto pelo exercício aeróbico quanto pelo resistido (VICENT, MORGAN e VICENT, 2004), causa danos em biomembranas e alterações em lipoproteínas plasmáticas (WISWEDEL et al., 2004), provocando detrimentos em moléculas ou no organismo como um todo, estando também relacionado com a fisiopatologia de várias doenças (DERESZ et al., 2007).

Sistema de defesa antioxidante

    Antioxidante pode ser considerado qualquer substância que diminui, previne ou retarda os danos causados pelos radicais livres (HALLIWELL e GUTTERIDGE, 2007). O corpo humano possui um complexo sistema de defesa antioxidanteque neutralizam os radicais livres e EROs formados continuamente no processo metabólico normal do organismo. Este sistema é constituído por enzimas como a superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx), além de compostos não enzimáticos como o ácido ascórbico (vitamina C), α-tocoferol (vitamina E),o selênio, a glutationa, a ubiquinona e os flavonóides, sendo a maioria destes compostos não enzimáticos fornecidos ao organismo humano, principalmente, através da alimentação(KERKSICK e WILLOUGHBY, 2005; DERESZ et al., 2007; TSAKIRIS et al., 2006; URSO e CLARKSON, 2003).

    A SOD é a primeira linha de defesa enzimática, sendo específica na remoção doradical superóxido (O2ˉ), formando peróxido, o qual é menos reativo e pode ser destruído por outra enzima (HOLLANDER et al, 2000). Há três tipos de SOD: a citoplasmática, que contêm cobre e zinco (CuZn-SOD) em seu sítio de ativação; a da matriz mitocondrial, que contêm manganês (Mn-SOD) e a encontrada em plantas e bactérias, que contêm ferro (Fe-SOD) (AVILA e FERNANDES, 1999).

    A CAT é uma hemoproteína altamente específica. Presente principalmente nos peroxissomos, podendo também ser encontrada em pequenas concentrações na mitocôndria. Ela transforma o peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio (MOOREN e VÖLKER, 2004).

    Enzima selênio-dependente, a GPx está amplamente distribuída nos tecidos, localizada no citoplasma e na mitocôndria. Possui uma ação mais geral sobre vários peróxidos, transformando-os em água e álcool, sendo mais eficiente em altas concentrações de EROs (FINAUD et al., 2006).

    No grupo dos antioxidantes não-enzimáticos a vitamina E, os flavonóides e a ubiquinona agem na membrana celular. A vitamina E impede a lipoperoxidação e reduz várias EROs para formas menos reativas. A vitamina C proporciona proteção contra a oxidação no meio aquoso da célula, sendo capaz de neutralizar diversos tipos de EROs, além de reciclar a vitamina E. Os flavonóides eliminam radicais livres e quelam metais. A glutationa age em todo o ambiente celular. O selênio é essencial à GPx. Cada uma dessas substâncias agede maneiras diferentes dependendo da sua concentração (AMAYA-FARFAN, DOMENE e PADOVANI, 2001).

Suplementos antioxidantes

    Como o exercício aumenta a produção de radicais livres gerando estresse oxidativo, muitos atletas fazem uso de suplementos antioxidantes para tentar controlar esse estresse (URSO e CLARKSON, 2003).

    Os principais suplementos antioxidantes utilizados são as vitaminas A, E, C, betacaroteno, polifenóis, além de muitos alimentos administrados de forma sistemática como a uva, groselha, mirtilo e chá verde (MORILLAS-RUIZ et al., 2005; SENTURK et al., 2005; BLOOMER, GOLDFARB, MCKENZIE, 2006; ZOPPI et al., 2006; MACHEFER et al., 2007; ZEMBRON-LACNY et al., 2009; HOFFMAN et al., 2010; ARENT et al., 2010; BLOOMER et al.,2010).

    Apesar da vasta aplicação da suplementação com antioxidantes, os estudos sobre seus efeitos apresentam resultados bastante variados. Pesquisa realizada com 9 indivíduos correndo a 70% do VO2máx em um ambiente hipertérmico (35ºC), suplementados durante 7 dias com uma bebida rica em polifenóis de mirtilo, 150g de mirtilo, e outra rica em vitamina C, 1250mg de vitamina C, mostrou que a vitamina C não teve nenhum efeito sobre qualquer marcador de estresse oxidativo e que os polifenóis atenuam modestamente as concentrações de hidroperóxidos lipídicos (MCANULTY et al., 2004). Panza et al. (2008) verificou em um estudo com 14 indivíduos realizado com exercícios resistidos, que suplementação de 6g de chá verde por dia durante 7 dias, diminui alguns marcadores de estresse oxidativo. Suplemento de 2,3g de polifenóis administrado a 30 ciclistas reduziu alguns marcadores de estresse oxidativo quando comparado ao placebo (MORILLAS-RUIZ et al., 2005). Senturk et al. (2005) analisou o efeito de dois meses de suplementação com vitaminas antioxidantes (A-50mg/dia, C-1000mg/dia e E-800mg/dia) em 18 indivíduos, 9 sedentários e 9 treinados e verificou que elas podem ser eficazes na prevenção da resposta inflamatória após exercício intenso.

    Os resultados de estudos com altas doses de suplementação antioxidante em atletas têm sido controversos, alguns apresentando efeitos positivos, outros efeitos negativos e outros ainda sem nenhum efeito (NEUBAUER et al., 2010; e KERKSICK e WILLOUGHBY, 2005). Estudo 38 atletas suplementados com vitamina E durante uma corrida de triathlon, identificou aumento nos marcadores de estresse oxidativo nos atletas que ingeriram a vitamina E (800IU de α-tocoferol durante 2 meses) maior do que naqueles que tomaram placebo (NIEMAN et al., 2004). No estudo realizado por Gomez-Cabrera et al. (2008) 14 homens foram treinados durante 8 semanas, 5 deles receberam suplementação com vitamina C (1g/dia durante as 8 semanas de treinamento), os resultados mostraram que a vitamina C impede as adaptações celulares ao exercício, prejudicando a capacidade de resistência. Bailey et al. (2011) testou uma suplementação mista de antioxidantes (400mg de vitamina C, 268mg de vitamina E, 2mg de vitamina B6, 200µg de vitamina B9, 5µg de sulfato de zinco monohidratado e 1µg de vitamina B12) e placebo (lactose) em 38 indivíduos (18 placebo e 20 suplementação) durante 6 semanas e verificou que a suplementação não reduziu os marcadores de estresse oxidativo ou inflamação e nem melhorou a recuperação muscular após o exercício.

    Para Nieman et al. (2004) uma vitamina considerada antioxidante pode exercer efeitos antioxidantes, neutros ou pró-oxidantes dependendo da dose e das condições experimentais, como ocorre com o β-caroteno, que em baixas concentrações é antioxidante e em altas concentrações é pró-oxidante (AMAYA-FARFAN, DOMENE e PADOVANI, 2001). Altas doses de antioxidantes podem atenuar as adaptações celulares ao treinamento e os efeitos benéficos do exercício à saúde (NEUBAUER et al., 2010).

    Além da suplementação com antioxidantes ainda não apresentar resultados consistentes, também não está claro se o exercício extenuante aumenta as necessidades de antioxidantes na dieta e se a suplementação com antioxidantes não impediria as adaptações necessárias e desejadas do exercício físico (MORILLAS-RUIZ et al., 2005; URSO e CLARKSON, 2003).

    O estresse oxidativo induzido pelo exercício não é somente prejudicial, radicais livres e estresse oxidativo durante o exercício são importantes para a performance, recuperação e saúde (KERKSICK e WILLOUGHBY, 2005; KEVIN et al., 2002). Estudos indicam que para ocorrer as adaptações musculares é necessário haver um aumento nas EROs. (URSO e CLARKSON, 2003; WILLIAMS et al., 2006). As EROs não são somente agentes danosos, mas possuem um papel fisiológico agindo como sinalizadores em moléculas para iniciar adaptações ao exercício e regular a função muscular, promovendo a função contrátil e a promoção de força pelo músculo (REID, 2001; NEUBAUER et al., 2010; GONG et al., 2006). Vias de sinalização sensíveis ao estresse oxidativo utilizam EROs para transferir sinais do citosol para o núcleo, estimulando crescimento, diferenciação, proliferação e apoptose (JI et al., 2004).

    O estresse oxidativo ameno induz respostas adaptativas e aumento das defesas antioxidantes. Enquanto o estresse oxidativo severo causa danos oxidativos que podem levar a morte celular, danos teciduais e inflamação. EROs e radicais livres têm influência sobre vários processos, desde vias de transdução de sinais vitais até danos teciduais. Sendo responsáveis tanto pelos danos quanto pelas adaptações do exercício físico (FERREIRA e REID, 2008; SACHDEV e DAVIES, 2008).

    As EROs estimulam a biogênese mitocondrial, fazendo com que o músculo adapte-se ao exercício por regulação da expressão de genes para enzimas antioxidantes, incluindo SOD, CAT e GPx. Suplementação antioxidante pode bloquear sinalizações oxidativas que geram essas adaptações (GOMEZ-CABRERA et al., 2008; SACHDEV e DAVIES, 2008; REID, 2001).

    Órgãos vinculados aos esportes como o American Collegeof Sports Medicine (ACMS), UK Sport, o Australian Institute of Sport (AIS) e o International Olympic Committee (IOC) são unânimes na recomendação que atletas devem procurar um nutricionista esportivo qualificado em relação a aconselhamento dietético individualizado sobre suplementos (WILLIAMS et al., 2006).

Conclusão

    O exercício físico aumenta a produção de EROs, podendo levar ao estresse oxidativo caso este aumento seja maior do que a capacidade do sistema de defesa antioxidante em eliminar as EROs. Todavia, mesmo estando associado a vários efeitos nocivos, o papel do estresse oxidativo no exercício físico ainda não é bem conhecido. Apesar disso, muitos suplementos antioxidantes são utilizados para tentar evitar um alto estresse oxidativo, embora os estudos sejam bastante controversos, muitos mostrando efeitos nulos ou negativos.

    No decorrer do período de recuperação pós-exercício os benefícios promovidos pela suplementação necessitam de maiores pesquisas, pois a ingestão inadequada de suplementos ou alimentos antioxidantes pode impedir adaptações metabólicas e fisiológicas do exercício, visto que ainda os estudos acima citados não deixam claro em que nível de aumento o estresse oxidativo é nocivo ou necessário.

    Um dos maiores problemas encontrados em relação aos estudos é a enorme variedade de protocolos, suplementos utilizados, quantidades e duração da suplementação, testes e marcadores bioquímicos analisados, o que dificulta comparações e conclusões.

    Mais estudos sobre a real necessidade de antioxidantes adicionais a praticantes de exercício físicos se fazem necessários e de extrema relevância, para estabelecer parâmetros de utilização de suplementos e evitar o bloqueio de adaptações necessárias.

Referências

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