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Alimentos antioxidantes em exercícios de endurance

Antioxidant foods in endurance exercises

ResumoDurante o exercício, em especial naqueles com predomínio aeróbico, a atividade muscular produz espécies reativas de oxigênio (EROs) e outros radicais livres que, em excesso, podem induzir um desequilíbrio na homeostase das reações de oxidação e redução (redox) intra e extracelulares e culminar, em última instância, na fadiga e/ou lesão do músculo. Esse raciocínio constitui uma das bases para a utilização de suplementos antioxidantes em praticantes de atividades físicas. Entretanto, é importante ressaltar que as EROs são necessárias para a indução da resposta adaptativa ao treinamento e que, portanto, sua neutralização poderia ser prejudicial à mito-hormese. Adicionalmente, a suplementação de antioxidantes isolados pode causar um desequilíbrio nos mecanismos antioxidantes endógenos. Dessa forma, a utilização de alimentos com atividade antioxidante como forma de melhorar o desempenho e reduzir danos em exercício físico pode ser uma alternativa para a manutenção de um estado redox adequado. O presente trabalho teve como objetivo revisar as bases teóricas da produção de espécies reativas induzidas pelo exercício e o papel dos alimentos antioxidantes na modulação da resposta adaptativa.

Palavra chave: alimentos antioxidantes, espécies reativas de oxigênio, estresse oxidativo, exercício de endurance.

AbstractDuring physical exercise, especially in endurance, muscle activity produces reactive oxygen species (ROS) and other free radicals that, in excess, can induce an imbalance in the intra and extracellular redox homeostasis and culminate, ultimately, in fatigue and/or muscle injury. This is one of the principles for antioxidant supplement use for fitness exercises. However, it is important to note that ROS are required for adaptive response induction to training and, therefore, its neutralization could be harmful to mitohormesis. Additionally, supplementation with one isolated antioxidant can cause an imbalance in the endogenous antioxidant mechanisms. Thus, the use of antioxidant foods in order to improve performance and reduce damage to exercise may be an alternative to the maintenance of a suitable redox state. This study aimed to review the theo-retical basis of the production of exercise-induced ROS and the role of antioxidants in the adaptive response modulation.

Keywords: antioxidant foods, reactive oxygen species, oxidative stress, endurance exercise.

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Introdução

A crescente preocupação com a saúde tem levado cada vez mais indivíduos à busca por academias e prática de exercícios físicos. Sabe-se, no entanto, que hábitos de vida saudáveis envolvem, além da atividade física, a adaptação nutricional para um padrão que supra as necessidades energéticas de forma balanceada e permita ao organismo remodelar-se estruturalmente para a adaptação à demanda metabólica aumentada. Durante o exercício, a atividade muscular produz espécies reativas de oxigênio (EROs) e radicais livres como os radicais superóxido e hidroxila, que, em excesso, podem induzir um desequilíbrio na homeostase das reações de oxidação e redução intra e extracelulares e culminar, em última instância, na fadiga e/ou lesão do músculo1. Esse raciocínio constitui uma das bases para a utilização de suplementos antioxidantes em praticantes de atividades físicas. Não há, entretanto, consenso na literatura sobre a real necessidade de uma alimentação rica em antioxidantes em atletas com dietas balanceadas2,3. Apesar disso, os suplementos vitamínicos e/ou antioxidantes são muito utilizados por praticantes de atividade física. Praticantes regulares de esportes podem apresentar níveis suprafisiológicos de estresse oxidativo, o que, em última instância, poderia tanto reduzir seu desempenho quanto causar lesões teciduais e orgânicas4,5.

Apesar de ainda não haver consenso, estudos mostram que a suplementação antioxidante durante o exercício pode trazer algum benefício na melhoria do desempenho e na prevenção de lesões teciduais causadas por atividade pró-oxidante em algumas situações específicas. Bentley et al.6 mostraram que, em ciclistas treinados, a utilização de antioxidante (Lactaway®, que possui o picnogenol, composto com ação antioxidante) em dose única diária, 4 horas antes do exercício, durante 30 dias, aumentou o tempo até a fadiga em 80 segundos quando comparados aos indivíduos que ingeriram placebo. Além disso, parece haver benefício na utilização de suplementação de vitamina E em praticantes de atividade de endurance com o objetivo de

reduzir a oxidação do colesterol LDL e, portanto, diminuir o risco de doença aterosclerótica7,8.

Dessa forma, este trabalho visa revisar as evidências científicas sobre o papel de alguns alimentos com ação antioxidante na melhora do desempenho e prevenção de lesões orgânicas, a fim de justificar tecnicamente a sua utilização em esportes de endurance. Foram utilizadas nesta revisão as bases de dados públicas Medline, Lilacs e Scielo, além de livros textos especializados, com ênfase em estudos em humanos, nas línguas inglesa, portuguesa ou espanhola, sem limite de data de publicação.

Revisão da Literatura

Exercícios de endurance e oxidação

As EROs constituem produtos normais do metabolismo celular e exercem efeitos benéficos e maléficos aos organismos aeróbios, a depender da integridade dos sistemas de proteção da homeostase redox9. Quando produzidas em quantidades e em concentrações baixas a moderadas, as EROs participam de vários processos fisiológicos, como na proteção contra agentes infecciosos e na transdução de sinal em sistemas intracelulares10. Como produto primário do metabolismo aeróbio, o ânion superóxido (O2

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), um dos principais radicais livres do organismo, pode ser produzido a partir, essencialmente, das reações dos complexos I e III da cadeia transportadora de elétrons na mitocôndria11. A produção de EROs secundárias, a partir dos ânions superóxido, ocorre diretamente via complexos enzimáticos ou indiretamente por meio de reações não-enzimáticas. Quando a produção celular de espécies moleculares reativas ou pró-oxidantes excede a capacidade fisiológica do organismo em reduzir tais moléculas, cria-se uma situação denominada estresse oxidativo12.

Exercícios de endurance envolvem, basicamente, aqueles que exigem várias repetições de movimentos, com intensidade submáxima de um amplo grupo muscular, por tempo prolongado, ocasionando aumento do consumo de oxigênio, e aos quais são atribuídas à potencialidade de aumentar a capacidade

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respiratória e cardiovascular do indivíduo13. Devido à maior dependência do metabolismo aeróbio, os parâmetros utilizados para mensurar o aumento da capacidade de endurance são baseados em relações que envolvem, como denominador comum, a taxa de consumo ou captação de oxigênio. Face a essa relação com o metabolismo oxidativo, ocorre aumento da produção de EROs durante exercícios de endurance. Entretanto, esse fenômeno não é evidenciado quando a intensidade do exercício é baixa. Além disso, parece haver uma relação direta entre a intensidade do exercício durante o endurance e a produção de EROs14. Todavia, alguns estudos não evidenciaram o aumento do estresse oxidativo após exercícios de endurance, mesmo quando intensos15, o que pode ser explicado pela diferença entre as condições nutricionais antioxidantes das populações estudadas, pelo tipo e duração da atividade física, pelo método de aferição dos danos oxidativos, bem como pelas próprias condições físicas dos indivíduos (sedentários versus treinados)3. Por outro lado, exercícios com predomínio de esforço anaeróbico, como, por exemplo, corridas com sprints, testes de resistência e musculação com carga pesada, não dependem tanto do metabolismo aeróbio. Ainda assim, estudos mostram que há, geralmente, aumento do nível de estresse oxidativo após fases de esforço supramáximo mesmo durante esses tipos de exercícios16,17. No entanto, devido à diferença do que ocorre nos exercícios com predomínio aeróbio, é provável que o mecanismo predominante envolva o aumento das atividades da xantina oxidorredutase e da NADPH oxidase, induzido pelo catabolismo aumentado de purinas em decorrência do fenômeno de reperfusão pós-isquemia. Este último processo, apesar de só ter sido demonstrado em musculatura miocárdica, pode, pelo menos do ponto de vista teórico, explicar o aumento do estresse oxidativo após esforços anaeróbicos intensos, já que a xantina oxidorredutase, além de converter xantina e hipoxantina em ácido úrico, reduz o oxigênio molecular (O2) a ânion superóxido (O2

•-) e peróxido de hidrogênio (H2O2) em meio aquoso. Além disso, essa enzima pode, também,

reduzir H2O2 a OH•-, aumentando ainda mais a concentração de EROs do meio17,18. O dano celular e o processo inflamatório desencadeados por traumatismos, que ocorrem durante esportes de impacto e exercícios com predomínio anaeróbio, podem aumentar as concentrações de ácido lático, catecolaminas e citocinas pró-inflamatórias, que também podem contribuir para o aumento das concentrações de EROs19. Ressalta-se, no entanto, que a condição real não necessariamente se assemelha ao modelo teórico in vitro. Dessa forma, um maratonista pode, em determinadas fases do treinamento ou da competição, necessitar de esforços supramáximos em que o metabolismo anaeróbio predomine sobre o aeróbio. Assim, é importante, mesmo para aqueles indivíduos praticantes de exercícios de endurance, considerar o potencial oxidativo gerado pela anaerobiose e, eventualmente, por lesões musculares.

Efeitos fisiológicos das espécies reativas de oxigênio no exercício físico

Sabe-se que, à diferença do que ocorre em atletas, um único período de exercício físico extenuante em indivíduos não treinados é capaz de elevar os níveis de peroxidação lipídica e de 8-oxoguanina (8-oxoG) no DNA20,21. Entretanto, dados epidemiológicos mostram que a prática de atividade física, de modo aparentemente contraditório, diminui a incidência de doenças relacionadas ao estresse oxidativo22. Uma explicação para esse fato advém de estudos em modelos animais, em que o treinamento com exercícios físicos regulares foi capaz de induzir resposta adaptativa protetora contra o estresse oxidativo causado pelo peróxido de hidrogênio23.

Dessa forma, o processo adaptativo induzido pelo exercício físico regular é, possivelmente, resultado da ativação de sistemas antioxidantes endógenos que visam o reparo dos danos oxidativos que podem ser causados aos ácidos nucleicos, o processo de transcrição gênica e ao enovelamento proteico. Portanto, a produção de níveis fisiológicos de EROs gerados pelo exercício regular induziria uma resposta adaptativa do organismo e o tornaria mais resistente ao estresse

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oxidativo. Sabe-se que o gasto energético do músculo esquelético aumenta em mais de 100 vezes o valor em repouso durante o exercício intenso. Tal incremento gera um enorme fluxo de oxigênio para as mitocôndrias e, com isso, maior produção de EROs24. Andrade et al.25 mostraram que, até determinados níveis, as EROs produzidas pela contração podem aumentar a força muscular, enquanto que o excesso a diminui. Além disso, o aumento dos níveis de óxido nítrico associado à dor muscular durante o exercício pode estar relacionado ao dano às proteínas contráteis induzido por peroxinitrito e a queda da força máxima produzida26.

O exercício pode, ainda, induzir a atividade do sistema proteassoma, que está envolvido com a degradação de proteínas oxidadas27, aumentando o remodelamento muscular após lesão tecidual28. O exercício também pode modular a atividade de enzimas de reparo do DNA no músculo esquelético. Radak et al.29 demonstraram que a atividade da oxoguanina DNA glicosilase (OGG1), enzima que remove guaninas oxidadas do DNA, está aumentada em tecido muscular de maratonistas após o exercício. Esse efeito pode se traduzir em um potencial protetor do exercício contra os efeitos mutagênicos da oxidação excessiva de bases do DNA. É possível, entretanto, que os efeitos benéficos do exercício possam ser inibidos pelo uso de suplementação antioxidante. Ristow et al.30 mostraram que, em humanos, o aumento da atividade da superóxido dismutase e da glutationa peroxidase, enzimas de defesa antioxidante do organismo, após o exercício foi bloqueado pela utilização de suplementação com vitaminas C e E. Nesse estudo os autores também evidenciaram que o efeito benéfico de aumento da sensibilidade à insulina induzida pelo exercício ocorreu apenas no grupo que não utilizou o suplemento antioxidante.

Dessa forma, teoricamente, é possível que parte de todos os benefícios proporcionados pela atividade física regular seja dependente da produção de EROs e do estímulo dos mecanismos antioxidantes endógenos do organismo. O aumento excessivo das concentrações de antioxidantes, condição mais provável de ocorrer com a utilização de suplementos, pode bloquear

esses efeitos benéficos, o que justificaria a utilização de alimentos antioxidantes ao invés de suplementos.

Alimentos antioxidantes e sua função na melhora do desempenho ou prevenção de lesões em exercícios de endurance

Estudos clínicos com o objetivo de verificar a influência direta de alimentos antioxidantes em exercícios de endurance são escassos, porém alguns deles já foram investigados.

Amêndoas

As amêndoas (Prunus dulcis) são excelentes fontes de α-tocoferol, riboflavina, magnésio, cobre, fósforo, proteína e fibras31. Além disso, possuem também compostos fenólicos e polifenólicos como, por exemplo, as catequinas, com ação antioxidante32. Contêm, ainda, arginina e quercetina, que estimulam a biogênese mitocondrial, aumentando, dessa forma, o potencial de aproveitamento de oxigênio e, teoricamente, o desempenho aeróbico durante o exercício33. Yi et al.34, em estudo duplo-cego randomizado realizado com ciclistas e triatletas, mostraram que o consumo de 75g de amêndoas ao dia por 4 semanas melhorou a performance dos atletas no teste de distância contra o relógio e os parâmetros de desempenho durante o exercício de endurance, quando comparado ao consumo de cookies isocalóricos sem amêndoas (grupo controle). A maior utilização de oxigênio para a produção de ATP, no entanto, pode aumentar a concentração de EROs, levando ao estresse oxidativo como efeito colateral. Contrário a essa lógica, estudos mostram que o consumo de amêndoas está relacionado à diminuição das concentrações plasmáticas de biomarcadores de estresse oxidativo35,36 e inflamação37,38, ao aumento da resistência do LDL contra a oxidação39 e à melhora da dislipidemia36. Assim, é possível que o potencial oxidativo deletério gerado pelo consumo de amêndoas, proveniente da biogênese mitocondrial, possa ser contrabalançado pelo efeito antioxidante inerente do alimento.

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Mirtilo

O poder antioxidante do mirtilo pode ser atribuído a sua alta concentração de antocianinas, que constituem flavonoides de anel polifenólico, também encontradas em outras frutas e vegetais de cor azul avermelhada. Estudos epidemiológicos indicam que o consumo de antocianinas está associado com a redução do risco de desenvolvimento de doenças cardiovasculares e câncer40. Além disso, em modelos animais, Wang et al.41 mostraram que a ingestão de mirtilo diminuiu o grau de degeneração neural e de disfunção cerebelar causadas pelo excesso de EROs. Além do potencial efeito protetor contra a carcinogênese, demonstrou-se que as antocianinas da fruta possuem efeito pró-apoptótico em cânceres humanos e que esse resultado pode ser devido ao seu potencial em aumentar a capacidade antioxidante do soro42. Estudo clínico randomizado mostrou que indivíduos treinados que consumiram 250g de mirtilo/dia durante 6 semanas, além de 375g da fruta uma hora antes da corrida de 2,5 horas, tiveram maiores contagens de linfócitos natural killer quando comparados aos controles. Além disso, a ingestão aguda reduziu os parâmetros plasmáticos de estresse oxidativo e aumentou a concentração de citocinas anti-inflamatórias43.

Chá verde

A ação antioxidante do chá verde (Camellia sinensis) é atribuída à sua alta concentração de flavonoides. Freese et al.44 mostraram que o chá verde foi capaz de diminuir os níveis de oxidação lipídica no plasma de humanos, apesar de outros marcadores de estresse oxidativo não terem se modificado após seu consumo. Xue et al.45 mostraram que o consumo de chá verde também diminuiu o dano oxidativo ao DNA, aferido por meio da medida de formação de micronúcleos em linfócitos do sangue periférico de fumantes. Após uma única dose de chá verde ou preto, Leenen et al.46 verificaram que houve aumento significativo de catequinas no plasma após 60 minutos de seu consumo. Além disso, o aumento dos níveis de flavonoides foi mais acentuado após consumo de chá verde do que de chá preto. Panza et al.47 evidenciaram que o consumo de chá verde

(2g de folhas diluídos em 200 mL de água, 3 vezes ao dia), por período de 7 dias, diminuiu os níveis de peroxidação lipídica e aumentou os de flavonoides plasmáticos, glutationa peroxidase e capacidade antioxidante total em indivíduos treinados praticantes de exercício de resistência. Em indivíduos não treinados, Jowko et al.48

avaliaram o efeito da suplementação com chá verde nos marcadores de dano muscular e de estresse oxidativo durante o exercício de força de curta duração. O estudo mostrou que o chá verde reduziu os marcadores de dano oxidativo nessas condições e recomendou o uso da suplementação em indivíduos no início do treinamento.

Suco de Tomate

O tomate contém licopeno, vitamina C, tocoferóis e polifenóis, justificando o uso do seu suco como alimento antioxidante. Harms-Ringdahl et al.49 mostraram que o consumo de 150 mL de suco de tomate (equivalente a 15 mg de licopeno) diminuiu a concentração de 8-oxodG (8-hidroxi-2-deoxiguanosina), um biomarcador indireto de oxidação do DNA, no soro de indivíduos saudáveis não atletas50. Tendo em vista o efeito protetor contra um dos efeitos deletérios do estresse oxidativo ao DNA, pode-se indagar uma possível ação semelhante em praticantes de exercícios de endurance.

Chocolate com alto teor de cacau

O chocolate com alto teor de cacau possui grande concentração de polifenóis, além de cafeína e teobromina, que também possuem atividade antioxidante51. Estudos mostram que os efeitos antioxidantes dos polifenóis do cacau contidos no chocolate podem aumentar a resposta à insulina pós-prandial52,53. Além disso, Davison et al.54 demostraram que o consumo agudo de chocolate amargo (70% de cacau) 2h antes do exercício prolongado aumentou significativamente os níveis pré-exercício de insulina plasmática, epicatequinas e capacidade antioxidante total, quando comparado ao grupo controle. Adicionalmente, os níveis de glicose plasmática durante o exercício sofreram menos oscilação nos indivíduos que consumiram o chocolate.

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Gengibre e canela

O gengibre (Zingiber officinale), rico em gingerol e shogaol, é utilizado na culinária de vários países e, assim como a canela (Cinnamomum cassia), rica em aldeído cinâmico e aldeído cinamil, também é usado como agente farmacológico ou adjuvante, especialmente na medicina oriental55,56. O gingerol, uma das biomoléculas ativas do gengibre, possui efeitos antioxidante e anti-inflamatório57, além de aumentar a termogênese e reduzir a taxa de lipogênese58. Esses efeitos têm estimulado a investigação sobre a possível influência do gengibre e da canela na melhoria da performance e na redução da dor muscular em humanos. Estudo de Mashhadi et al.59 comparando os níveis plasmáticos do biomarcador de estresse oxidativo MDA (malonaldeído) após o consumo de 3g de pó de gengibre, canela ou controle em atletas mulheres corredoras não mostrou diferença significativa entre os grupos estudados. No entanto, observou-se que os níveis de MDA antes do exercício foram maiores no grupo controle quando comparado aos grupos-testes. Talvez a ausência de diferença significativa se deva ao fato de a quantidade de canela e gengibre ter sido insuficiente para induzir o efeito biológico mensurável.

Extrato da casca de uva

As propriedades bioativas antioxidantes da uva são atribuídas principalmente às altas concentrações de polifenóis presentes em

sua casca60. Além disso, Fauconneau et al.61 mostraram que o extrato de uva possui ação de neutralização de espécies reativas de oxigênio in vitro. Estudos têm demonstrado, ainda, que o seu consumo está relacionado à prevenção de doenças crônicas, tais como doenças cardiovasculares e câncer60,62. No entanto, experimentos em roedores mostraram que, apesar das evidentes propriedades antioxidante e de inibição ao dano ao DNA induzido por radicais hidroxil e peroxil in vitro, o consumo de extrato de casca de uva não modificou a performance do grupo teste quando comparado ao controle durante a natação. Uma possível explicação para esse comportamento discrepante seria o fato de que o extrato da casca de uva possui efeito inibidor sobre a enzima xantina oxidorredutase e, portanto, sobre a formação do ácido úrico, um componente antioxidante endógeno essencial do organismo. Dessa forma, apesar de o alimento em si possuir capacidade de redução direta de radicais livres, indiretamente, por meio da inibição de um dos sistemas antioxidantes inerentes ao corpo, o mesmo resultado não pode ser observado no modelo in vivo63.

Conclusões

Apesar de escassos, os dados encontrados na literatura indicam que a ingestão de suplementos antioxidantes pode reduzir a capacidade adaptativa ao estresse oxidativo durante o endurance. Por outro lado, o consumo de alimentos com efeitos antioxidantes parece exercer algum papel na melhoria do desempenho durante o exercício, sem ocasionar o efeito indesejado do suplemento.

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