BioquíMica Usp, NutriçãO E Esporte Uma Abordagem BioquíMica

Nutrição e Esporte Uma abordagem bioquímica

QBQ 2003

Departamento de Bioquímica Instituto de Química

USP

Nutrição e Esporte Uma abordagem bioquímica

Professores

Alexandre Z. Carvalho ([email protected])

André Amaral G. Bianco ([email protected])

Daniela Beton ([email protected])

Erik Cendel Saenz Tejada ([email protected])

Fernando H. Lojudice da Silva ([email protected])

Karina Fabiana Ribichich ([email protected])

Leonardo de O. Rodrigues ([email protected])

Sayuri Miyamoto ([email protected])

Tie Koide ([email protected])

Supervisor

Bayardo B. Torres ([email protected])

2003

Cronograma das Aulas Nutrição e Esporte – Uma abordagem bioquímica (QBQ 2003)

Instituto de Química da USP – Bloco 6 inferior Dia Período Tema Abordado

Manhã Apresentação do curso Contração muscular e fibras Revisão de vias metabólicas

10/02/2003

Tarde Adaptação Tomada de O2

VO2

Manhã Lactato Carboidratos

Lipídeos Intensidade do exercício físico

11/02/2003

Tarde Proteínas

Manhã Estresse Oxidativo Defesa Anti-Oxidante

12/02/2003

Tarde Vitaminas Sais Minerais

Câimbra Hidratação

Manhã Doping 13/02/2003

Tarde Suplementos

Manhã Grupos Especiais 14/03/2003

Tarde Palestra

INDICE

1. Contração Muscular e Fibras....................................................................... 1

2. Revisão – Vias metabólicas....................................................................... 16

3. ?-Oxidação .............................................................................................. 23

4. Síntese de Ácidos Graxos......................................................................... 28

5. Tomada de Oxigênio ................................................................................ 30

6. Déficit de O2 ............................................................................................ 31

7. VO2max - Consumo máximo de oxigênio ................................................... 32

8. Recuperação após o exercício ................................................................... 35

9. Limiar de Lactato..................................................................................... 40

10. Adaptações na utilização de diferentes substratos durante o treinamento... 42

11. Treinamento de longa duração e alta intensidade ..................................... 44

12. Exercícios de intensidade baixa e moderada.............................................. 46

13. Proteínas................................................................................................. 48

14. Carboidratos............................................................................................ 55

15. Lipídios.................................................................................................... 57

16. Estresse Oxidativo, Defesa Antioxidante e Atividade Física......................... 61

17. Vitaminas e Minerais ................................................................................ 80

18. Adaptações ao exercício em diferentes populações.................................... 91

19. Doping ...................................................................................................103

20. Suplementos..........................................................................................119

21. Suplementação de Aminoácidos...............................................................131

22. Hidratação..............................................................................................135

23. Mitos e verdades acerca dos suplementos alimentares..............................136

24. Apêndice ................................................................................................139

CONTRAÇÃO MUSCULAR E FIBRAS

Nutrição e Esporte – Uma abordagem Bioquímica -1-

1. Contração Muscular e Fibras

SSIISSTTEEMMAA MMUUSSCCUULLAARR



1.1. Introdução

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 (figura 1):

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 chamada fibra muscular, possui inúmeros núcleos e pode atingir comprimentos que vão de 1mm 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 Está presente no coração. Ao microscópio, apresenta estriação transversal. Suas células são uninucleadas e têm contração involuntária.

Figura 1: Os três tipos de tecido muscular

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 fibra pode variar de alguns mm como nos músculos dos olhos a mais de 100 mm nos músculos das pernas.

Composição Química

Cerca de 75% do músculo esquelético e composto por água e 20%, proteína. Os 5% restantes consistem em sais inorgânicos, uréia, acida lático, fósforo, lipídeos, carboidratos, etc. As proteínas mais abundantes dos músculos são: miosina (60%), actina e tropomiosina. Além disso, a mioglobina também esta incorporada no tecido muscular (700 mg de proteína para 100g tecido). 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.

Figura 2: Estruturas associadas ao músculo.



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.

Figura 3: Estrutura muscular

Ultraestrutura

Cada miofibrila contém muitos miofilamentos. Os miofilamentos são fios finos de duas moléculas de proteínas, actina (filamentos finos) (figura4) e miosina (filamentos grossos), que forma um filamento bipolar (figura 5). Há outras proteínas envolvidas na contração muscular: troponina e tropomiosina, que se localizam ao longo dos filamentos de actina (figura 4), dentre outras.

Figura 4: Os filamentos de actina são polímeros de moléculas globulares de actina que se enrolam formando uma hélice. A tropomiosina é um dímero helicoidal que se une cabeça a cauda formando um cordão. A troponina é um trímero que se liga a um sítio específico em cada dímero de tropomiosina.



Figura 5: Filamento grosso de miosina. As moléculas de miosina se associam cauda a cauda para formar o filamento

Ao longo da fibra muscular é possível observar bandas claras e escuras, o

que dá ao músculo a aparência estriada (figura 6). A área mais clara é denominada banda I e a mais escura, A. A linha Z bissecciona a banda I e fornece estabilidade à estrutura. A unidade entre duas linhas Z é denominada de sarcômero, a unidade funcional da fibra muscular. A posição da actina e miosina no sarcômero resulta em filamentos com sobreposição. A região A contém a zona H, onde não há filamentos de actina. Essa zona é bisseccionada pela linha M que delineia o centro do sarcômero e contém estruturas protéicas para suportar o arranjo dos filamentos de miosina.

Figura 6: (A) Micrografia eletrônica de baixa magnificação através de corte longitudinal de músculo esquelético, mostrando o padrão estriado. (B) Detalhe do músculo esquelético mostrado em (A), mostrando porções adjacentes de duas miofibrilas e a definição de sarcômero. (C) Diagrama esquemático de um único sarcômero, mostrando a origem das bandas claras e escuras vistas nas micrografias eletrônicas. A linha Z, localizada nas extremidades dos sarcômeros, estão ligadas a sítios dos filamentos finos (filamentos de actina), a linha M, na metade do sarcômero, é a localização de proteínas específicas que ligam filamentos grossos adjacentes (filamentos de miosina). As regiões verdes marcam a localização dos filamentos grossos e são referidas como banda A. As regiões vermelhas contêm somente filamentos finos e são chamadas de banda I.



Etapas da Contração Muscular

1) Um potencial de ação trafega ao longo de um nervo motor até suas

terminações nas fibras musculares;

2) Em cada terminação, o nervo secreta uma pequena quantidade de substância neurotransmissora: a acetilcolina;

3) Essa acetilcolina atua sobre uma área localizada na membrana da fibra

muscular, abrindo numerosos canais acetilcolina-dependentes dentro de moléculas protéicas na membrana da fibra muscular;

4) 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;

5) O potencial de ação cursa ao longo da membrana da fibra muscular da

mesma forma como o potencial de ação cursa pelas membranas neurais;

6) 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;

7) 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;



8) 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 relativos 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 fibras Seqüência de eventos na contração muscular 1)Com o sítio de ligação de ATP livre, a miosina se liga fortemente a actina (figura 8); 2) Quando uma molécula de ATP se liga a miosina, a conformação da miosina e o sítio de ligação se tornam instáveis liberando a actina; 3) Quando a miosina libera a actina, o ATP é parcialmente hidrolisado (transformando-se em ADP) e a cabeça da miosina inclina-se para frente; 4) A religação com a actina provoca a liberação do ADP e a cabeça da miosina se altera novamente voltando à posição de início, pronta para mais um ciclo. 5) Todo este ciclo leva ao deslocamento dos filamentos e o músculo contrai;

Figura 7: Sliding filament theory como modelo de contração muscular. Os filamentos de actina e de miosina deslizam uns sobre os outros sem diminuição no tamanho do filamento.



6) A ativação continua até que a concentração de cálcio caia e libere os complexos inibitórios troponina-tropomiosina, relaxando o músculo.

Tipos de Fibras Musculares

Há diferentes e controversos critérios para a classificação do músculo esquelético humano. Baseados nas características de contração e metabolismo podemos classificar dois tipos de fibras, as de contração rápida e lenta (figura 9).

Figura 9: (A) Células especializadas em produzir contrações rápidas são marcadas com anticorpos contra miosina “rápida”. (B) Células especializadas em produzir contrações lentas e longas são marcadas com anticorpos contra miosina “lenta”.

Figura 8: O ciclo de mudanças nas quais a molécula de miosina “caminha” sobre os filamentos de actina (Baseado em I. Rayment et al., Science 261:50-58, 1993).



Uma técnica comum para estabelecer o tipo de fibra é baseada na

sensibilidade diferencial a alteração de pH da miosina ATPase. São as características dessa enzima que determinam a velocidade de contração do sarcômero. Nas fibras rápidas (fast-twitch), a miosina ATPase é inativada por pH ácido mas é estável em pH alcalino, essas fibras coram escuro para esta enzima. Para fibras lentas (slow-twitch) a atividade da miosina ATPase permanece alta em pH ácido e fica estável em pH alcalino.

As fibras rápidas são conhecidas como células musculares brancas porque elas contém relativamente pouco de mioglobina, proteína que se torna vermelha quando na presença de oxigênio. As fibras lentas são chamadas de células musculares vermelhas, porque elas contêm muito mais desta proteína. As células podem ajustar-se à característica rápida ou lenta através de mudanças de expressão gênica de acordo com o padrão de estimulação nervosa que elas recebem. Características dos diferentes tipos de fibra muscular

Figura 10: Percentagem do grupo de fibras lentas nos músculos de atletas de diferentes categorias.

Cada esporte exige uma demanda de energia, esforço e obviamente uma velocidade de contração muscular diferente. Sendo assim é mais do que lógico imaginar que existem tipos diferentes de fibras que compõem a musculatura. Como observado na figura 10, cada atleta possui uma percentagem específica de fibras de contração rápida e lenta.



Slow-twitch – tipo I

?? Metabolismo aeróbio ?? Baixa atividade de miosina ATPase ?? Baixa velocidade de captação e liberação de cálcio ?? Capacidade glicolítica menor do que na fast-twitch ?? Número grande de mitocôndrias, tamanho das organelas é maior ?? A concentração de mitocôndria e citocromos combinada com alta

pigmentação por mioglobina são responsáveis pela coloração característica. ?? Alta concentração de enzimas mitocondriais para o metabolismo aeróbio ?? Usadas para treino de resistência ?? SO : slow speed of shortening ?? Adaptadas ao exercício prolongado

Fast-twitch – tipo II

?? Alta capacidade de transmissão eletroquímica dos potenciais de ação ?? Alta atividade de miosina ATPase ?? Alta velocidade de liberação e captação de cálcio (reticulo endoplasmático

desenvolvido) ?? Gera energia rapidamente para ações rápidas e potentes ?? Velocidade de contração é de 3 a 5 vezes maior que na slow-twitch ?? Sistema glicolítico de curta duração bem desenvolvido ?? Metabolismo anaeróbio

Tipo IIA Intermediaria: contração rápida e capacidade aeróbia moderada (alto nível SDH) e anaeróbia (PFK) = FOG (fast oxidative glicolytic fiber) Tipo IIB Potencial anaeróbio maior – verdadeira fast – twitch FG (fast glicolytic) Tipo IIC Rara e não diferenciada; envolvida na inervação motora.



Tipo de fibra pode ser mudado? Treinamento: pode induzir mudanças, mas há controvérsias. Pode ser que só haja um aumento na capacidade aeróbia das fast. Ou vice versa. Altamente determinado pelo código genético. Idade não é impedimento Diferenças entre grupos atléticos 45 a 55% de slow-twitch slow twitch – atletas de resistência

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 IIa do músculo deltóide 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 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.



Câimbras e Fadiga Muscular

Apesar de existirem muitas causas para câimbras musculares ou tetania, grandes perdas de sódio e líquidos costumam ser 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 que o 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 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 idéia. 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 (figura 11).



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 freqüência 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 sangüíneo e muscular elevado de ácido lático, com um subseqüente aumento drástico na concentração de H+ dos músculos que estão sendo exercitados. 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.

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.

Figura 11: Representação esquemática da fadiga de contrações intermitentes submáximas. A capacidade máxima de geração de força diminui logo a partir do início da atividade.



1. Preencha a tabela abaixo, indicando para cada esporte, qual seria o tipo de fibra predominante (tipo I - lenta, tipo II - rápida), a fonte de energia mais utilizada e se o exercício é aeróbio ou anaeróbio Tipo de Esporte Tipo de fibra Fonte de energia Aeróbio/anaeróbio Corrida 100m Maratona Caminhada Natação Sedentário 2. Além do ATP, a creatina fosfato também fornece energia e sua reserva é de 3 a 5 vezes maior do que as de ATP. A creatina fosfato é produzida nos períodos de repouso, por fosforilação à custa de ATP: A reação é reversível catalisada pela creatina quinase. Durante a atividade muscular, processa-se no sentido da regeneração de ATP, o doador imediato de energia para a contração. A quantidade de ATP e de Creatina Fosfato (CP) armazenada no músculo é de aproximadamente 5 mmol e 15 mmol por kg de músculo, respectivamente. A hidrólise de 1 mol de ATP libera aproximadamente 7 kcal/mol e a de Creatina fosfato, 10kcal/mol. Seja uma pessoa de 70kg com 30kg de massa muscular que mobiliza 20kg dos músculos durante uma atividade física. Para cada uma das atividades, calcule por quanto tempo seria possível realizar a atividade, levando em consideração os dados de gasto energético fornecidos na tabela. Tipo de Esporte Gasto energético

(kcal/min) Tempo

Ciclismo (rápido) 12,0

Creatina + ATP Creatina Fosfato + ADP + H+

Figura 12: Figura esquemática representando a “cadeia de comando” da contração muscular.



Judo 13,8 Karate 13,8 Corrida (rápido) 20,5 Natação (intenso) 12,0 Competição pólo aquático

13,6

Baseado nos seus cálculos, explique como essas atividades podem ser mantidas por um período de tempo maior, como ocorre usualmente. Que tipo de substrato seria utilizado como fonte de energia? Você se lembra das vias de utilização desses substratos? Para utilizar os substratos que você citou, é necessário que haja oxigênio?

REVISÃO – VIAS METABÓLICAS


2. Revisão – Vias metabólicas (retirados do livro de Bioquímica básica do Bayardo)

Geral Mapa pg 340 (mapa1) Ex1 Qual é a finalidade biológica dos processos descritos no mapa 1? Quais os compostos aceptores de hidrogênio? Qual é a função das coenzimas e do oxigênio na oxidação dos alimentos? Ex2 Mapa pg 116 Observe o mapa abaixo. Ele mostra de forma simplificada o metabolismo de degradação de carboidratos, lipídeos e proteínas, com reações reversíveis e irreversíveis. Em que composto há convergência dessas vias?





Complete o quadro abaixo, indicando se as conversões indicadas são possíveis e quais etapas seriam percorridas para cada conversão possível Conversões Possível? Etapas a. Proteína ? Glicose

b. Proteína ? Ácido Graxo

c. Glicose ? Ácido Graxo

d. Glicose ? Proteína

e. Ácido Graxo ? Glicose

f. Ácido Graxo ? Proteína



GLICOSE

GLICOSE 6 P

FRUTOSE 6 P

FRUTOSE 1,6 BISFOSFATO

hexoquinase

fosfofrutoquinase 1

DIIDROXIACETONA FOSFATO

GLICERALDEÍDO 3 P

FOSFOENOLPIRUVATO

PIRUVATO

piruvato quinase



2.1. Glicólise 1. Quais são os substratos iniciais da via? 2. Quais são os seus produtos? 3. O NADH produzido na glicólise pode ser oxidado aerobia ou anaerobiamente?

Que vias ou reações estariam envolvidas? O que ocorre com o piruvato? 4. Fosfofrutoquinase 1: Esta enzima tem como inibidor o ATP e como efetuador

alostérico positivo o AMP. Pense, em um músculo em contração vigorosa, qual é a conseqüência dessa regulação? Se o aporte de oxigênio for insuficiente para o músculo, o que deve ocorrer com as coenzimas? Haverá produção de lactato?

2.2. Conversão de piruvato a acetil-coA

A conversão do piruvato a acetil-coA é catalisada por um complexo multienzimático chamado complexo piruvato desidrogenase que requer cinco coenzimas: tiamina pirofosfato (TPP), coenzima A (CoA), nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+), flavina adenina dinucleotídeo (FAD) e ácido lipóico. As quatro primeiras coenzimas são derivadas de vitaminas hidrossolúveis: tiamina, ácido pantotênico, nicotinamida e riboflavina, respectivamente. O ácido lipóico também é uma vitamina. A equação da reação é a seguinte: Piruvato + Coenzima A + NAD+ ? Acetil-CoA + NADH + CO2 a) Qual é a importância dessa reação no metabolismo? De onde vem o piruvato? b) O que a falta de uma das vitaminas causaria? c) Em que compartimento celular ocorre esta reação? d) Se um indivíduo possuir um excesso de vitamina, haverá um aumento na velocidade de reação?



2.3. Ciclo de Krebs ACETIL-CoA

MALATO

CITRATO

? -CETOGLUTARATO

SUCCINIL-CoA SUCCINATO

ISOCITRATO

FUMARATO

OXALOACETATO

NAD+

NADH + H+

CO2

NAD+

NADH + H+

CO2

Co-A

GDP + Pi GTP

CoA

FAD

FADH2

NADH + H+

NAD+

H2O

CoA

isocitrato desidrogenase

?-cetoglutarato desidrogenase

citrato sintase

succinato desidrogenase

H2O

1. O ciclo de Krebs se inicia com a condensação de acetil-coA e oxaloacetato.

Observe o mapa 1. De onde vem o acetil-CoA? (Na sua opinião, qual é a contribuição de cada composto para formação de acetil-CoA?)

2. Quantas coenzimas são reduzidas para uma molécula de acetil-coA? 3. Como o ciclo de Krebs pode contribuir para a formação de grande parte do ATP

produzido na célula se ele gera somente 1 ATP e 1 GTP por molécula de acetil-coA? Esta via pode funcionar em condições anaeróbias?

4. Em um programa de treinamento, foram medidas a atividade da succinato desidrogenase e da citrato sintase. Em que vias essas enzimas participam? Qual seria o motivo para utilizar essas medidas para avaliação em um programa de treinamento físico?

2.4. Cadeia de transporte de elétrons e Fosforilação oxidativa 1. Qual é a função da cadeia de transporte de elétrons? Esta via poderia funcionar

sem oxigênio? 2. As necessidades celulares de ATP variam bastante de acordo com o estado

fisiológico da célula. Uma fibra muscular pode ter suas necessidades



aumentadas de 100 vezes em poucos segundos quando passa do repouso para uma atividade física intensa. Para promover o ajuste de produção de ATP e seu gasto, o transporte de elétrons só ocorre com a síntese de ATP e vice-versa. Para que essas reações ocorram, os substratos são: coenzimas reduzidas, oxigênio, ADP e Pi, dentre os quais somente o ADP atinge concentrações limitantes na célula. Descreva o que ocorre no ciclo de Krebs, cadeia de transporte de elétrons, fosforilação oxidativa e glicólise quando a) a razão ATP/ADP aumenta b) a razão ATP/ADP diminui 1) a razão NAD+/NADH aumenta 2) a razão NAD+/NADH diminui

2.5. Glicogênio 1. O glicogênio é sintetizado principalmente pelo fígado e músculos quando a

oferta de glicose supera as necessidades energéticas imediatas destes órgãos. O glicogênio deve ser sintetizado em uma situação fisiologicade razão ATP/ADP alta ou baixa? Por que? Essa condição deve ocorrer durante o exercício ou durante o repouso?

2.6. Gliconeogênese 1. A gliconeogênese é uma via que se processa no fígado e minoritariamente nos

rins e tem como objetivo a síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos, aminoácidos, lactato e glicerol. Essa via utiliza as reações reversíveis da glicólise e substitui por outras irreversíveis. Há gasto de energia para efetuar a síntese de glicose? Qual é a necessidade de sintetizar glicose para um organismo? Essa via é realmente necessária já que temos reservas de glicogênio?

(-OXIDAÇÃO


3. ? -Oxidação

A continuação você tem os mapas das vias metabólicas mais importantes tal e qual elas são conhecidas em mamíferos. Eles estão relativamente simplificados ao efeito de que você consiga relembrar coisas básicas e não fique perdido no meio da complexidade que elas possuem. Logo de cada via, se apresentam detalhes dos pontos importantes por serem pontos de regulação, por envolverem gasto ou produção de energia ou poder redutor, ou por mostrar moléculas que serão nomeadas de aqui em diante e cujo destino você conseguirá seguir pelo universo metabólico. Alguns desses detalhes serão de utilidade não nessa fase de revisão e sim ao longo do curso. -Observe a via de degradação de triacilgliceróis e oxidação (?-oxidação) de ácidos graxos.

(-OXIDAÇÃO


Revisemos alguns pontos dos caminhos indicados no diagrama anterior: (1) - Utilização do glicerol

(2) - Ativação ao nível da membrana externa da mitocôndria

- Transporte ao nível da membrana interna da mitocôndria

(-OXIDAÇÃO


(3) - ? - Oxidação

(E) A TRANSFERASE cataliza o processo e é regulada por (-) malonil-CoA (Ver na via da síntese de ácido graxo)

(-OXIDAÇÃO


Em determinadas condições fisiológicas, o acetil-CoA gerado na ? - oxidação não pode ser aproveitado no ciclo de Krebs e se produz a formação de corpos cetônicos (acetona, acetoacetato, .e ?-hidroxibutirato), como se indica em baixo.

Tente responder: 1- Observando a via geral, de que depende a mobilização dos depósitos de triacilgliceróis? Considerando que os hormônios catecolaminas (epinefrina ou adrenalina e norepinefrina ou noradrenalina) são sintetizados em situações de perigo, hipoglicemia, exercício físico e exposição a baixas temperaturas, estimulando a produção de glucagon e inibindo a da insulina, em que condições

(-OXIDAÇÃO


fisiológicas é ativada a lipase dos adipócitos? Nessas condições, quais serão as principais fontes de energia do tecido muscular? 2- Os subprodutos das vias que estão realçados (diidroxiacetona fosfato, o acetil-CoA e o Succinil-CoA) funcionam como intermediários de outras vias nas quais eles são processados. Quais são essas vias. 3- A carnitina é um composto amplamente distribuído pelos diferentes tecidos mas encontrado em concentrações elevadas no músculo. O que sugere este dado? 4- Em quais das seguintes situações haverá estímulo da formação de corpos cetônicos: -dieta rica em hidratos de carbono e normal em lipídeos -jejum - dieta rica em lipídeos e normal em hidratos de carbono

SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS


4. Síntese de Ácidos Graxos A primeira etapa da síntese de ácidos graxos é o transporte de Acetil-CoA para o citossol

Revisemos o ponto da síntese dos caminhos indicados no diagrama anterior:

(1)

SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS


4.1. Síntese de triacilgliceróis

Discuta a seguinte afirmação: 1) “Os triacilgliceróis constituem a forma de armazenamento de todo o excesso de nutrientes”

TOMADA DE OXIGÊNIO


5. Tomada de Oxigênio

A figura acima mostra a tomada de oxigênio pulmonar durante os minutos iniciais de uma corrida com velocidade constante por 10 min, ou seja, um exercício leve. Nos primeiros minutos, há um aumento exponencial da tomada de O2. A região do gráfico onde nível de tomada de O2 permanece constante é considerado o estado estacionário.

1. O que significa o estado estacionário em relação ao balanço energético? 2. A produção de ATP ocorre de forma aeróbia ou anaeróbia? 3. Ocorre acúmulo de lactato?

DÉFICIT DE O2


6. Déficit de O2 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.

1. Enquanto a tomada de oxigênio é pequena, qual é a fonte de energia utilizada preferencialmente?

2. Por que há sempre um atraso do aumento na tomada de oxigênio em relação ao gasto de energia? Responda levando em consideração a produção de substratos oxidáveis.

3. Por que o déficit de oxigênio é menor nos indiv íduos treinados?

VO2MAX - CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO


7. VO2max - Consumo máximo de oxigênio

Em uma conversa entre atletas profissionais, provavelmente você irá ouvir a frase: "qual é o seu VO2Max?" Um alto nível de consumo máximo de oxigênio é uma das características principais de atletas de esportes de alta intensidade como corrida e ciclismo, portanto, deve ser uma característica importante... Mas o que é e como ele é medido?

7.1. 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.

7.2. Por que o dele é maior que o meu???

Devemos começar perguntando: "quais são os determinantes do VO2Max?" Toda célula consome oxigênio para converter a energia dos alimentos em ATP para o trabalho celular. As células musculares em contração têm alta demanda por ATP, o que faz com que o consumo de oxigênio aumente durante o exercício. A soma total de bilhões de células de todo o corpo consumindo oxigênio e gerando CO2 pode ser medida pela respiração, usando equipamentos que medem o volume e a presença de oxigênio. Portanto, se medimos um consumo maior de oxigênio durante o exercício, sabemos que mais células musculares estão contraindo e consumindo oxigênio. Para receber e usar o oxigênio para gerar ATP para a contração muscular, as fibras musculares são absolutamente dependentes de dois fatores:

1) um sistema de delivery para levar o oxigênio da atmosfera para as células

musculares 2) mitocôndrias para realizar o processo de transferência de energia aeróbia

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. Mas, qual seria o fator limitante na VO2Max, o delivery ou a utilização de oxigênio? Esta questão criou muito debate entre os fisiologistas, mas agora já temos uma resposta clara. 7.3. Os músculos dizem, se você entrega-ló, 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 sangüínea 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 dissso, o VO2Max costuma aumentar em pessoas não-treinadas antes que ocorra uma mudança na capacidade aeróbica do músculo. Todas essas observações demonstram que o VO2Max pode ser dissociado das caracterísiticas 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 com que haja um aumento do stroke volume e portanto, um aumento da capacidade caríaca 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 nos múculos que não são treindados, VO2max será menor apesar de uma maior capacidade de delivery.

7.4. 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 pesados mas terminam rapidamente.

Eis um exemplo do que ocorre durante um teste. Sua freqüência 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 ira 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. Mais uma informação: antes de você ficar muito impressionado com o corredor na TV, lembre-se ue os humanos não são nada em comparação com muitos animais atletas - o VO2 de um cavalo treinado é de 600 litros/min ou 150ml/min/kg! Como vimos no texto, um dos fatores que afeta o VO2max é a pressão de oxigênio. Isso ocorre pois a ligação do oxigênio à hemoglobina é regulada pelo 2,3 bisfosfoglicerato (2,3 BPG). O 2,3 BPG está presente em concentrações relativamente altas nos eritrócitos e faz com que a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio seja bastante reduzida de acordo com a pressão de oxigênio. A concentração de BPG no sangue de um indivíduo normal é de aproximadamente 5 mM no nível do mar e de aproximadamente 8 mM em grandes altitudes. O gráfico abaixo mostra uma curva de saturação de oxigênio para a hemoglobina em função da pressão de oxigênio para diferentes concentrações de BPG. a) Explique por que o BPG é importante para a adaptação fisiológica em regiões de

grandes altitudes. b) A afinidade da hemoglobina fetal por BPG é maior ou menor que nos adultos?

Por que? c) Os indivíduos treinados possuem maior ou menor concentração de 2,3 BPG. Este

fato é coerente com a diferença de déficit de oxigênio observada no gráfico da tomada de oxigênio?

RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO


8. Recuperação após o exercício 8.1. 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) Então, se um total de 5.5L de oxigênio foi consumido durante a recuperação até atingir o valor de repouso de 0.310L/min e o tempo de recuperação foi de 10 min, o débito de oxigênio seria de 5.5L - (0.310L x 10 min) = 2.4L.



Os gráficos acima mostram a tomada de oxigênio durante e depois do

exercício. Indique para cada um dos gráficos a intensidade do exercício: a) leve b) aeróbico moderado a pesado c) máximo (aeróbico + anaeróbico)

Justifique, tentando explicar o por que de uma componente mais rápida e

outra mais lenta nos dois últimos gráficos, relacionando com a intensidade e duração do exercício. Que elementos indicados no gráfico levaram a essas conclusões? 2. Qual seria a função desse excesso de oxigênio pós-exercício? 3. Implicações do EPOC na recuperação 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 o 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. Que tipo de recuperação seria mais adequado para: a) exercício feito com uptake de O2 abaixo de 50% de VO2 max b) exercício cuja intensidade ultrapassa 60 a 75% do VO2 max Justifique, levando em consideração a função do EPOC e a formação de ácido lático. Observe o gráfico abaixo e responda: 1. Descreva as diferenças observadas no gráfico entre um indivíduo treinado e não treinado para as diferentes intensidades de exercício físico.



2. No exercício leve, como o ATP necessário é gerado? Há aumento na concentração do lactato? Por que? 3. Assumindo que ocorre hipóxia nos tecidos, como explicar o acúmulo de lactato no exercício moderado? Explique, utilizando na sua resposta a via glicolítica e a produção de NADH. 4. Por que durante o repouso há produção de lactato? O que significa o nível basal de lactato? O lactato pode ser formado continuamente em repouso e durante o exercício moderado. Em condições aeróbias, há um balanço entre a produção e a remoção de lactato por outros tecidos, mantendo a concentração estável. Quando a taxa de remoção não é equilibrada pela produção, ocorre o acúmulo de lactato. Por que nos indivíduos treinadas o acúmulo de lactato é menor no exercício moderado? Por que no exercício intenso o acúmulo de lactato no indivíduo treinado é maior?? 5. A enzima lactato desidrogenase (LDH) favorece a conversão de piruvato em lactato nas fibras musculares de contração rápida. Já nas fibras lentas, a LDH favorece as reações contrárias, transformando preferencialmente lactato em piruvato. Como isso é possível? Nos exercícios em que há maior mobilização de fibras do tipo II, o que seria esperado em relação à concentração de lactato? Este fato dependeria da oxigenação dos tecidos? Como pode uma mesma enzima favorecer reações no sentido contrário? 6. A enzima lactato desidrogenase é uma enzima oligomérica formada por diferentes subunidades. Os vertebrados possuem duas subunidades distintas dessa enzima: M, que predomina nos músculos e H, que predomina no tecido cardíaco. Para saber quantas subunidades compõem a enzima, as diferentes proteínas oligoméricas (formadas somente por subunidades M ou H) foram purificadas, misturadas, dissociadas de suas subunidades componentes em condições suaves de



desnaturação (mudança de pH, adição de uréia) e foram então incubadas juntas para se reassociarem (retirando as condições desnaturantes). Foi feita uma eletroforese onde na primeira canaleta a amostra aplicada foi a isoenzima composta somente de subunidades M, na segunda, a mistura após desnaturação leve e renaturação e na terceira, a isoforma H, como mostra a figura. O que representam as diferentes bandas na canaleta contendo a mistura? Quantas subunidades compõem a enzima? Quantas isoformas da LDH existem? Descreva a composição de subunidades das isoformas.

M mistura H

Origem (-)

(+)

8.2. INFORMAÇÕES ADICIONAIS A Lactato Desidrogenase encontra-se na maioria de todos os tecidos. Quando há dano nas células em tecidos contendo LDH, há liberação de LDH na corrente sangüínea. Como a LDH é amplamente distribuída, a análise total de LDH não é útil para o diagnóstico de uma doença específica. Mas, devido a suas diferentes isoformas, a análise dos níveis de LDH pode auxiliar no diagnóstico de certas doenças, mas há controvérsias. As diferentes isoformas são: LDH-1, LDH-2, LDH-3, LDH-4, LDH-5. Em geral, cada isoforma é usada por um tecido específico. LDH-1 é encontrada preferencialmente no coração, LDH-2 está associada com sistemas de defesa contra infecção, LDH-3 está encontrada nos pulmões e em outros tecidos, LDH-4 no rim, placenta e pâncreas e LDH-5 no fígado e músculo esquelético. Normalmente, os níveis de LDH-2 são maiores do que o das outras isoenzimas. Certas doenças têm padrões de níveis elevados de isoenzimas LDH. Por exemplo, um nível maior de LDH-1 em relação a LDH-2 pode ser indicação de ataque cardíaco, elevações de LDH-2 e LDH-3 podem indicar danos nos pulmões, elevações em LDH-4 e LDH-5 podem indicar danos no fígado ou músculo. Um aumento de todas as isoformas da LDH simultaneamente pode ser diagnóstico de lesões em múltiplos órgãos. Um dos testes comumente utilizados é o diagnóstico de infarto do miocárdio. O nível total de LDH aumenta em 24-48h após o ataque do coração, tem um pico em 2 ou 3 dias e retorna ao normal em aproximadamente 5 ou 10 dias. Este



padrão pode ser útil para um diagnóstico tardio. Já o diagnóstico utilizando a isoforma LDH-1 é mais sensível e específica do que o LDH total. Normalmente, o nível de LDH-2 é maior do que o de LDH-1. Um nível de LDH-1 maior do que LDH-2 pode ser um indicativo de ataque cardíaco. Essa inversão aparece em 12-24h após o ataque. Porém, o uso dos níveis de LDH como diagnóstico de infarto do miocárdio têm sido considerado obsoleto pois após mais de 10 anos tentando fazer com que os testes utilizando as isoformas de LDH tivessem mais sensibilidade e especificiade, continua apresentando muitas falhas quando utilizado na prática.

LIMIAR DE LACTATO


9. Limiar de Lactato Para determinar o limiar de lactato, podemos utilizar dois procedimentos distintos: 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:

Limiar de lactato

0

2

4

6

8

10

12

14

21 18 7 8 9 10

velocidade (Km/h)

con

cen

traç

ão d

e la

ctat

o

(mm

ol/L

)

1

2

Limiar de lactato

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. Qual seria o limiar de lactato do indivíduo abaixo, dado que o VO2max é de 61 mo/min/kg?

LIMIAR DE LACTATO


Consumo de oxigênio (ml/min/kg)

Con

cent

raçã

o de

lact

ato

(mm

ol/L

)

Freq

üênc

ia C

ardí

aca

a) Qual a finalidade de se medir o limiar de lactato? b) Observando os gráficos do item 1, responda: qual indivíduo é o treinado? Por que? Quais os fatores que devem influenciar o acúmulo de lactato no organismo? c) Qual seria uma forma de monitorar o limiar de lactato durante o exercício sem que seja efetuada a sua dosagem?

ADAPTAÇÕES NA UTILIZAÇÃO DE DIFERENTES SUBSTRATOS DURANTE O TREINAMENTO


10. Adaptações na utilização de diferentes substratos durante o treinamento Sistemas de transferência de energia durante o exercício. Exercício de duração imediata e de curta duração. 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 existentes no corpo são requisitados em forma diferenciada e a sua contribuição relativa para o exercício é distinta. -Considere o gráfico abaixo e preencha os espaços em branco com os nomes dos sistemas de transferência de energia correspondentes com cada curva. Após isso estabeleça: Que sistemas operam em forma anaeróbia e quais em forma aeróbia? Que sistemas liberam energia mais rapidamente? Existem atividades que sejam feitas em foram anaeróbia ou aeróbia exclusivamente?

0

20

40

60

80

100

120

duração do exercício

cont

ribui

ção

dos

site

mas

de

ener

gia

(%)

10s

2 min

30s

5 min

2. Segundo a gráfica em baixo, o lactato sangüíneo não se acumula a todas as intensidades de exercício. Porque o lactato aumenta a medida que aumenta a intensidade do exercício? Observe as diferenças entre treinados e não treinados e discuta quais seriam as vantagens dessa diferença no caso de um atleta e possíveis explicações para essa diferença. Que significam os pontos que estão sendo indicados pelas setas? Com que tipo de atleta (ou seja, praticando que tipo de esporte) se corresponde a curva dos “treinados”?

ADAPTAÇÕES NA UTILIZAÇÃO DE DIFERENTES SUBSTRATOS DURANTE O TREINAMENTO


0 25 50 75 100

VO2 max. (%)

Con

cent

raçã

o de

lact

ato

sang

üíne

o

Não treinados Treinados

exercíciofraco

exercíciomoderado

exercícioextenuante

3) Treino de intervalo: intercalar exercícios de alta intensidade com descanso permite realizar exercícios de alta intensidade que não seriam possíveis se foram feitos continuamente. Baseado no metabolismo energético, justifique se há ou não base para esse treino.

TREINAMENTO DE LONGA DURAÇÃO E ALTA INTENSIDADE


11. Treinamento de longa duração e alta intensidade

Treinamento de longa duração e alta intensidade

1. Os atletas que fazem esportes de alta intensidade, freqüentemente

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.

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 muscula r também foi medido 5 dias após a última corrida.

Observe as variações na concentração e na velocidade de degradação e

discuta como está sendo utilizado o glicogênio ao longo dos três dias de competição. Estão sendo utilizadas outras fontes de energia ao longo dos três dias? Como varia a utilização dessas outras fontes em relação com a variação nos níveis de glicogênio? Que pode dizer respeito da recuperação nos níveis de glicogênio (5º dia pós)? 2. 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 forças (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.

Figura 1. Efeitos da dieta no conteúdo de glicogênio no quadriceps femoris e na duração do exercício feito sobre uma bicicleta

TREINAMENTO DE LONGA DURAÇÃO E ALTA INTENSIDADE


Discuta: -O que pode dizer ao respeito da relação entre a dieta, as reservas de glicogênio no músculo e a resistência ao exercício? -Para que tipo de competições você recomendaria uma dieta rica em CHO?

EXERCÍCIOS DE INTENSIDADE BAIXA E MODERADA


12. Exercícios de intensidade baixa e moderada 1. Em condições de treinamento moderado, que tipo de substrato você espera que seja degradado preferencialmente e porque? Como espera que essa degradação evolua ao longo do tempo do exercício? 2. Observe os gráficos inseridos em baixo e discuta as seguintes afirmações:

a. O consumo de lipídeos aumenta na medida que o tempo do exercício

aumenta.

b. A contribuição relativa de cada substrato (o fonte de carbono) ao exercício que está sendo feito depende da intensidade do exercício, da duração do exercício, e da aptidão física.

c. Como resultado do treinamento as reservas de glicogênio são preservadas.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

tempo do exercicio (min)

entra

da d

e ox

igên

io (

mM

/min

)

Fontes não sangüíneas

FFA

glicose

Figura 1. Consumo de oxigênio e nutrientes durante o exercício prolongado em condições moderadas. As Fontes não sangüíneas são glicogênio, triglicerídeos e proteínas do músculo.

EXERCÍCIOS DE INTENSIDADE BAIXA E MODERADA


0

50

100

150

200

250

300

350

porcentagem do VO2max

Gas

to d

e en

ergi

a (k

cal/k

g/m

in)

glicogênio do músculo

triglicerídeos dos músculos

FFA do plasma

glicose do plasma

25 65 85

Figura 2. Utilização do substrato em diferentes intensidades de exercício

Observação: 25% do VO2 max equivale a exercício suave 65% do VO2 max equivale a exercício moderado 85% do VO2 max equivale a exercício intenso

0

50

100

150

200

250

sedentário treinado

ácidos graxoslivres no plasmatriglicerídeos

glicogênio

glicosesangüínea

Figura 3. Contribuição estimada de vários substratos ao metabolismo energético em músculos dos membros treinados e não treinados, considerando exercícios de intensidade moderada. 3. A glicose é transportada para dentro das células mediante difusão facilitada. Uma família de transportadores denominados GLUT1-7 é responsável 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. Discuta quais seriam as diferenças entre o uso da glicose proveniente da degradação dos depósitos de glicogênio muscular, hepático ou da ingestão de sacarose, pelos músculos em atividade.

PROTEÍNAS


13. Proteínas Proteínas na dieta 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. As necessidades de aminoácidos essenciais estão na tabela 1. Tabela 1: Estimativas das exigências nutricionais (mg/kg/dia) de aminoácidos por grupo de idade Aminoácido Lactentes, idade

3-4 meses Crianças, idade ~2 anos

Crianças, idade 10-12 anos

Adultos

Histidina 28 ? ? 8-12 Isoleucina 70 31 28 10 Leucina 161 73 44 14 Lisina 103 64 44 12 Metionina + Cisteína

58 27 22 13

Fenilalanina + tirosina

125 69 22 14

Treonina 87 37 28 7 Triptofano 17 12,5 3,3 3,5 Valina 93 38 25 10

Os demais aminoácidos são chamados não essenciais e são igualmente importantes na estrutura protéica. 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, podem ser condicionalmente essenciais em crianças prematuras. A arginina pode se tornar indispensável em indivíduos mal nutridos, sépticos ou em recuperação de lesão ou cirurgia. Fontes de proteína As proteínas estão amplamente distribuídas na natureza, mas poucos alimentos contêm proteínas com todos os aminoácidos essenciais, como as proteínas do ovo e do leite utilizadas como referência. Alimentos de origem animal, como carnes, aves, peixes, leite, queijo e ovo, possuem proteínas de boa qualidade, suficiente para serem considerados as melhores fontes de aminoácidos essenciais. Os dados sobre consumo de alimentos de 1985 e 1987 do departamento de Agricultura do Estados Unidos (USDA) revelaram que os alimentos de origem animal fornecem 65% da proteína consumida. No Brasil esse valor é de aproximadamente 40% dependendo do poder econômico da população. As leguminosas (10 a 30% de proteínas) são os alimentos mais ricos em proteínas, mas são deficientes em metionina. Os cereais (6 a 15% de proteínas) apresentam um conteúdo protéico menor do que as leguminosas e são deficientes em lisina, mas contribuem mais para a ingestão protéica da população, pois são

PROTEÍNAS


consumidos em grandes quantidades. Frutas e hortaliças fornecem pouca proteína (1 a 2% do seu peso). Tabela 2: Composição de aminoácidos em alguns alimentos. Aminoácidos essenciais

Queijo, ovo, leite e carne

Milho Cereal Legumes Grão integral (com germe)

Nozes, óleos de sementes, soja

Sementes de gergelim e girassol

Amendoim Vegetais, “folhas verdes”

Gelatina Levedura

Metionina X _ X _ X _ _ _ X Isoleucina X Leucina X Lisina X _ _ X X X _ _ _ Fenilalanina _ Treonina X _ _ X _ X _ X Triptofano _ _ X _ Valina X

X = Altas quantidades de aminoácidos presentes no alimento _ = Baixas quantidades de aminoácidos presentes no alimento

Recomendações nutricionais para proteínas 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 uréia e esta à urina. Isto, a longo prazo pode sobrecarregar os rins e causar desidratação. A tabela 3 mostra as recomendações nutricionais de proteínas para adolescente e adultos homens e mulheres. Em média, o consumo diário de proteína recomendado por kg de massa corpórea é 0,83g (para determinar o requerimento de homens e mulheres com idade de 18 a 65 multiplicou-se a massa corpórea em kg por 0,83. Por exemplo, para um homem com 90 kg, a necessidade diária de proteína é 90 x 83 ou 75 g). Geralmente, a necessidade e a quantidade de aminoácidos essenciais diminuem com a idade. A recomendação protéica diária para lactentes e crianças em crescimento é de 2 a 4g por kg de massa corpórea, enquanto para mulheres grávidas é 20 g e para mães em fase de amamentação é 10g. Stress e doenças aumentam a necessidade protéica. É tema de debate a grande necessidade de proteínas para atletas adolescentes que estão em crescimento moderado, atletas envolvidos em programas de desenvolvimento de força e resistência. Em geral, o aumento no consumo de proteínas desses atletas serve mais para compensar o aumento no gasto de energia. Homens e mulheres fisiculturistas e halterofilistas e outros atletas de força costumam ingerir entre 0,5 a 4 vezes o RDA para proteína por dia. Esse excesso é consumido na forma de líquido, pó ou pílulas de “proteínas” purificadas. Essas preparações que contém proteínas são “predigeridas” quimicamente em aminoácidos em laboratórios.

PROTEÍNAS


Tabela 3: Recomendação nutricional (RDA) de proteínas para adolescentes e adultos homens e mulheres. Quantidade recomendada

Adolescente homem Adulto homem Adolescente mulher Adulto mulher

Gramas de proteína por kg de peso corpóreo

0,9 0,8 0,9 0,8

Gramas de proteína por dia (baseada na média de peso *)

59 56 50 44

*A média de peso é baseada numa “referência” para homens e mulheres. Para adolescentes (idade 14-18) a média de peso é aproximadamente 65,8 kg para homens e 55,7kg para mulheres. Para homem adulto essa média é 70 kg e mulher é 56,8 kg.

Proteína exercício 1 Revisão metabolismo de aminoácidos Explique como é originado o pool de aminoácidos e o que ocorre com os aminoácidos excedentes.

No organismo não existe uma grande reserva de aminoácido livres e qualquer quantidade acima da necessária para a síntese de proteínas de tecidos e os vários compostos não protéicos, contendo nitrogênio, é metabolizada. Nas proteínas celulares existe um “pool” metabólico de aminoácido (figura 1) num estado de equilíbrio dinâmica que pode ser solicitado em qualquer situação para satisfazer uma necessidade. O contínuo estado de síntese e degradação de proteínas, fenômeno denominado “turnover”, é necessário para manter o “pool” metabólico e a capacidade de satisfazer a demanda de aminoácidos nas várias células e tecidos do organismo quando esses são estimulados a produzir novas proteínas. Os tecidos mais ativos responsáveis pelo “turnover” protéico são plasma, mucosa intestinal, pâncreas, fígado e rins, enquanto tecido muscular, pele e cérebro são os menos ativos.

Figura 1: pool de aminoácidos originado pela degradação das proteínas endógenas e pelas da dieta.

Antes da oxidação do esqueleto de carbono da molécula de aminoácido o grupo amino deve ser removido. Essa remoção é catalizada por enzimas chamadas aminotransferases ou transaminases. Na maioria dos aminoácidos o grupo ? -amino é transferido para o átomo de carbono ? do ? -cetoglutarato produzindo o ? -

PROTEÍNAS


cetoácido e glutamato. Esse processo ocorre principalmente no fígado. Esse grupo amino é convertido e, NH4

+ e aspartato que são precursores do ciclo da uréia.

Figura 2: Ciclo da uréia Os esqueletos de carbono são convertidos a algumas das formas intermediárias

(figura 3), formadas durante o catabolismo de glicose e ácidos graxos. Assim, podem ser transportados para os tecidos periféricos, onde entram no ciclo de Krebs para produzir adenosina trifosfato (ATP). Esses fragmentos podem ser usados também nas síntese de glicose ou gorduras.

Figura 3: Destino da cadeia carbônica dos aminoácidos A maioria dos aminoácidos, particularmente alanina, são potencialmente

glicogênicos. O piruvato, a partir da oxidação da glicose no músculo, é aminado para formar alanina que é transportada para o fígado, onde sofre desaminação e o esqueleto de carbono é convertido à glicose. Esse ciclo da alanina (figura 4) é importante como fonte de glicose durante o período de baixo suprimento exógeno.

PROTEÍNAS


Figura 4: Ciclo alanina-glicose. A alanina transporta a amônia e o esqueleto carbônico do piruvato do músculo até o fígado. A amônia é excretada e o piruvato é utilizado na produção de glicose (gliconeogênese)

Existe um balanço de nitrogênio, quando o consumo de nitrogênio (proteína) é

igual à excreção de nitrogênio. O organismo apresenta um balanço de nitrogênio positivo se o consumo de nitrogênio for maior do que a sua excreção. Assim, a proteína é retida como um novo tecido que começa a ser sintetizado. Isso é freqüentemente observado em crianças, durante a gravidez, em recuperação de doença e durante exercícios de resistência quando a síntese de proteínas ocorre nas células do músculo.

O balanço de nitrogênio negativo pode ocorrer quando o organismo cataboliza proteínas devido a falta de outros nutrientes que forneçam energia. Por exemplo, um indivíduo que consome quantidades adequadas ou excesso de proteína, mas pequena quantidade de carboidratos ou lipídeos. Conseqüentemente a proteína é usada como a principal fonte de energia, o resultado é um balanço negativo de proteína (nitrogênio). Em períodos de jejum também é observado um balanço negativo de nitrogênio.

Questões

Qual o principal produto de excreção do metabolismo nitrogenado no homem? Quais são os outros compostos nitrogenados excretados pelo homem? Qual é a origem dos dois átomos de nitrogênio presentes na molécula de uréia? Discuta o balanço energético no ciclo da uréia (balanço de ATP)? Quais são os destinos das cadeias carbônicas dos aminoácidos? Discuta a importância do ciclo da alanina-glicose. Onde ocorre a síntese da uréia?

PROTEÍNAS


Exercício 2 Para o estudo da dinâmica de proteínas no exercício é utilizado o método clássico de determinação da quebra de proteínas através da excreção da uréia. No experimento da figura 1 a excreção do nitrogênio foi medida a partir do suor. Discuta, a partir do gráfico, as conseqüências de uma dieta com restrições de carboidratos. O balanço de nitrogênio é a medida mais utilizada para avaliar o metabolismo protéico de um indivíduo. Sabendo que o balanço de nitrogênio é a diferença entre a quantidade de nitrogênio ingerido e a quantidade de nitrogênio excretado explique como está o balanço de nitrogênio nas situações abaixo.

Figura 1: Excreção de uréia no suor em situações de repouso, durante o exercício depois de grande ingestão de carboidratos (alto CHO) e diminuição de carboidrato (baixo CHO).

Exercício 3 Algumas proteínas do organismo não podem ser utilizadas para a obtenção de energia. As proteínas do músculo são mais lábeis e com o aumento da demanda com os exercícios ela pode ser utilizada na obtenção de energia. A figura abaixo mostra a liberação do aminoácido alanina (e possivelmente glutamina) a partir de músculos da perna em diferentes situações. Por que ocorre um aumento dos níveis de alanina nas situações apresentadas? Qual o destino dessa alanina

PROTEÍNAS


Figura 6: Influência de 40 minutos de exercícios de varias intensidades e liberação de alanina a partir dos músculos da perna.

CARBOIDRATOS


14. Carboidratos De onde vem os 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. Recomendações Nurticionais Não há uma recomendação de ingestão para carboidratos. A típica dieta americana inclui de 40 a 50% da calorias totais como carboidratos. Para uma pessoa sedentária de 70kg 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 inadequada, 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 46kg que gasta cerca de 2.800kcal por dia é de aproximadamente 450g ou 1800kcal. Um atleta com 68kg 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. Fontes de carboidratos A maior parte dos carboidratos da dieta são provenientes de alimentos de origem vegetal. A única exceção é a lactose, dissacarídeo que ocorre no leite e seus derivados. A frutose está presente em grandes quantidades em frutas e no mel. Os três açúcares duplos (dissacarídeos) que são comuns na alimentação: sacarose, lactose e maltose. A sacarose é o açúcar comum de mesa e o mais disseminado na natureza sendo encontrado em todos os vegetais que efetuam a fotossíntese e é obtida industrialmente da cana-de-açúcar da beterraba. Quando o amido é hidrolisado pela enzima diastase, um produto é a maltose. A maior fonte de maltose é a de grãos em germinação. O amido em grãos se rompe durante a germinação formando a maltose. Isso ocorre antes dos grãos serem usados na fabricação da cerveja. No processo de produção da cerveja ocorre a mudança de maltose em “malte”, que é mais fácil de ser metabolizado do que o amido original no grão. São poucas as fontes de maltose em nossa dieta. Assim, a maltose possui papel significativo como produto intermediário da digestão do amido. O amido ocorre como grânulos microscópicos nas raízes, nos tubérculos e nas sementes dos vegetais. As maiores fontes de amido incluem milho, batata, trigo e arroz.

CARBOIDRATOS


Fibra dietética Fibra dietética em alimentos corresponde à soma dos resíduos de paredes celulares e de tecidos de sustentação dos vegetais consumidos nas dietas, correspondendo a um conjunto de compostos que resistem à hidrólise pelas enzimas endógenas do tubo digestivo. O baixo consumo de fibra dietética está ligada a prevalências de desordens intestinas nos Estados Unidos comparado com países com alto consumo de complexos de carboidratos não refinados. Por exemplo, na África e na Índia as dietas apresentam de 40 a 150 g de fibras enquanto a típica dieta americana apresenta um consumo diário de somente 12g. Os principais grupos de componentes integrantes das paredes celulares de vegetais são: celulose, hemicelulose, polissacarídeos pécticos, proteoglicanas, glicoproteínas e compostos polifenólicos inclusive a lignina. A proporção desses polímeros varia e o seu grau de maturidade

A celulose é resistente à degradação e insolúvel em água. Assim, os integrantes da fração fibra classificam-se em solúveis e insolúveis em água. As fibras solúveis como a pectina e a goma de guar presentes em farinha, feijão, ervilhas, cenouras e frutas podem diminuir o colesterol do sangue. Essas fibras podem inibir a síntese e a absorção do colesterol no intestino e ao mesmo tempo se ligam ao colesterol existente facilitando a excreção nas fezes. As fibras insolúveis como hemicelulose, lignina e celulose encontradas em arroz, cereais e farelo de trigo não têm efeito na diminuição do colesterol. Embora, a fração insolúvel seja em geral a mais abundante, ela não é a mais importante. A fração insolúvel da fibra está relacionada co o aumento do bolo fecal que garante o peristaltismo intestinal e evita a constipação, evitando o aparecimento de hemorróidas e diverticulites (inflamação da parede do intestino, resultado de irritação conseqüente a diverticulose) que provocam enfraquecimento da parede intestinal causada pela pressão de fezes duras. A relação entre câncer de cólon e fibra dietética tem sido estudada, mas os resultados são conflitantes. Enquanto alguns pesquisadores afirmam não ter encontrado qualquer relação, outros descrevem diminuição ou aumento do aparecimento do câncer. Esse assunto é muito discutido em vista da variabilidade das condições experimentais. Parece que a fibra reduz a absorção de minerais reduzindo a sua biodisponibilidade. Em 1992, Sandstead aconselhou não consumir altas doses de fibra, enquanto não tivermos pleno conhecimento sobre o equilíbrio mineral, particularmente em relação ao cálcio e o zinco. É recomendado a ingestão diária de 20 a 35 g de fibra.

LIPÍDIOS


15. Lipídios

Os lipídios são fundamentais na alimentação para: transportar as vitaminas lipossolúveis, fornecer 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 linoléico e o ácido linolênico, mas há duvidas 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 linoléico é comum na maioria dos óleos vegetais. Na dieta típica americana os vegetais contribuem com 34% do consumo diário de lipídios enquanto 66% é 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 seja consumida 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. 15.1. Ácidos graxos Ômega-3 Os ácidos graxos ômega-3, de interesse nutricional, incluem o ácido linolênico e seus derivados, ácido eicosapentaenóico e ácido docosahexaenóico. Óleos de peixe, principalmente peixes de águas geladas como atum, arenque, sardinha e cavala são ricos em ácidos graxos ômega-3. O consumo regular de peixe e óleos de peixe tem efeitos benéficos, especialmente em relação a doenças cardiovasculares. Um mecanismo proposto para prevenção de ataque cardíaco é que o óleo de peixe ajuda na prevenir a formação de coágulos sanguíneos nas artérias. 15.2. Colesterol As lipoproteínas de alta densidade (HDL) são produzidas no fígado e no intestino. Essas lipoproteínas têm grande porcentagem de proteínas e um baixo teor de colesterol. As lipoproteínas de baixa densidade (LDL) contêm maior colesterol. O colesterol, juntamente com outros lipídios, é absorvido a partir do intestino e transportado para o fígado. No fígado o colesterol e os triacilgliceróis excedentes são usados na síntese das VLDL que são exportadas. Quando os triacilgliceróis presentes nas VLDL são hidrolisados pela lípase protéica ocorre a formação das LDL. As LDL transportam (“mau” colesterol) a maior parte do colesterol sérico e têm grande afinidade pelas células da parede arterial. As HDL (“bom” colesterol)

LIPÍDIOS


removem o colesterol dos tecidos e o transportam para o fígado onde é incorporado a bile e excretado. Enquanto os ácidos graxos saturados tendem a elevar tanto o LDL-colesterol como o HDL-colesterol os insaturados reduzem o LDL-colesterol e os poliinsaturados reduzem também o HDL-colesterol. 15.3. Manteiga X Margarina: O risco dos ácidos graxos Trans? A manteiga é composta por cerca de 62% de ácidos graxos saturados e a margarina com aproximadamente 20%. Durante a produção da margarina através da hidrogenação ocorre a formação de ácidos graxos na forma natural cis e na não natural trans. Na margarina a porcentagem de ácidos graxos trans insaturados é maior que na manteiga, mas como a margarina é de origem de óleo vegetal não contém colesterol como a manteiga. Suspeita-se de uma possível relação entre ácidos graxos trans e arteosclerose. 15.4. Recomendações nutricionais A dieta de lipídios representa cerca de 38% das calorias totais ingeridas nos Estados Unidos, ou cerca de 50kg de lipídios consumidos por pessoa a cada ano. Embora as recomendações para a ingestão diária de lipídios não estão estabelecidas, o consumo de lipídios não deve exceder 30% da energia total da dieta. Foi proposto que a maior parte dos lipídios seja consumido na forma de ácidos graxos insaturados, igualmente distribuído entre poliinsaturados e monoinsaturados. A principal fonte de colesterol são os alimentos de origem animal ricos em ácidos graxos saturados. 15.5. Lipídios no exercício O requerimento de energia para atividade de baixa a moderada é largamente proveniente de ácidos graxos provenientes dos estoques de triacilgliceróis e liberados do músculo como ácidos graxos livres (FFA). Durante breves períodos de exercício moderado a energia é derivada aproximadamente em igual quantidade de lipídios e carboidratos. Depois de uma hora aumenta a utilização de lipídios e os carboidratos se tornam depletados.

LIPÍDIOS


Questões carboidratos, lipídios e proteínas 1- O que é o bom e o mau colesterol? 2- Diante de duas dietas com mesma quantidade de açúcar simples (sacarose) e

amido qual é a mais recomendada? 3- Quais são as recomendações nutricionais (RDA) de carboidratos, proteínas e

carboidratos, proteínas e lipídios? 4- Quais são as principais fontes de carboidratos, proteínas e lipídios na

alimentação? 5- Compare as proteínas de origem animal com as de origem vegetal? 6- A mistura de cereais e leguminosas substitui as proteínas de origem animal

numa dieta? 7- Explique a importância de uma dieta de boa qualidade do ponto de vista

protéico para o pool de aminoácidos? 8- Quais as conseqüências de uma dieta deficiente em proteínas? 9- È recomendado uma alta ingestão protéica em atletas? 10- Além do glicogênio qual é a outra maneira do homem armazenar energia?

Qual fornece mais energia? Quem é mais facilmente disponível? 11- Explique o papel dos carboidratos em exercícios prolongados? 12- Quais as conseqüências de uma dieta deficiente em carboidratos? 13- Na tabela abaixo temos a porcentagem de ácidos graxos saturados e

insaturados em gorduras de origem animal, margarinas e óleos vegetais. Com base na tabela explique que tipo de lipídio é mais recomendado para uma dieta adequada?

LIPÍDIOS


Saturados Monoinsaturados Poliinsaturados Gorduras

Manteiga 66 31 3 Toicinho 43 44 13 Margarinas 26 49 25

Óléos

Amendoim 20 50 30 Algodão 27 22 51 Soja 15 25 60 Milho 13 25 62 Girassol 11 21 68 Oliva 14 77 9 Coco 92 6 2

14- Qual o ácido graxo essencial para o organismo humano? 15- Qual a influência dos ácidos graxos no “mau colesterol” (LDL-colesterol) e no

“bom colesterol” (HDL-colesterol)? Quais as vantagens e as desvantagens no consumo de margarinas?

16- Quais são os ácidos graxos omega-3? Quais são as suas principais fontes e funções?

17- A figura abaixo mostra a porcentagem de calorias totais consumidas como carboidratos, proteínas e lipídios, incluindo kcal total por kg de massa corpórea, em diferentes tipos de atividade física. Explique a diferença de calorias consumidas na forma de proteínas, lipídios e carboidratos em diferentes tipos de exercícios.

Porcentagem de calorias totais consumidas na forma de carboidratos, proteínas e lipídios, incluindo kcal total por kg de massa corpórea, para 8 grupos de atletas mulheres e homens e 4 grupos de atletas homens.

ESTRESSE OXIDATIVO, DEFESA ANTIOXIDANTE E ATIVIDADE FÍSICA


16. Estresse Oxidativo, Defesa Antioxidante e Atividade Física “Paradoxo do Oxigênio”

"One of the paradoxes of life on this planet is that the molecule that sustains aerobic life, oxygen, is not only fundamentally essential for energy metabolism and respiration, but it has been implicated in many diseases and degenerative disorders."

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 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. 16.1. 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 o O2



é reduzido por quatro elétrons a H2O. 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.

O2??O2

? OHH2O2 H2Oe- e-

2H+

e-H+

e-H+

Esquema 1. Passos intermediários da redução do oxigênio. A redução por 4 elétrons do oxigênio até a água ocorre em etapas sucessivas de redução por 1 elétron. Neste processo são formados os intermediários: ânion radical superóxido, peróxido de hidrogênio e radical hidroxila, que correspondem à redução por um, dois e três elétrons, respectivamente.

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 o radical hidroxila), espécies não radicalares como a água oxigenada (H2O2, mensageiro secundário na transdução de sinal intra e extra-celular), 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 o O2

?- é rapidamente convertido à peróxido de hidrogênio (H2O2) através de sua dismutação espontânea ou enzimática (superóxido dismutase). O H2O2 é menos reativo que o O2

?-, porém na presença de metais como o ferro (Fe2+) ou o cobre (Cu+), ele pode gerar radicais hidroxila (?OH). O ?OH é provavelmente um dos radicais mais reativos dentre os ROS.

H2O2 + Fe2+ ? Fe3+ + OH- + ?OH (reação de Fenton) As espécies reativas de nitrogênio (ERNs ou RNS:”reactive nitrogen

species”), como o próprio nome indica, referem-se às espécies reativas derivadas do nitrogênio. Um representante muito importante desta classe é o radical óxido nítrico (?NO), um agente vasodilatador e neurotransmissor sintetizado pelas células do endotélio vascular. Na tabela 1 estão representados os principais exemplos de radicais livres, ROS e RNS.



Tabela 1: Principais ROS e RNS

Nome Fórmula Comentários

Radical superóxido O2?- É formado através da redução por 1 elétron do

oxigênio. Produzido por células fagocíticas onde tem papel importante na inativação de vírus e bactérias. Também é produzido durante o metabolismo normal na mitocôndria

Radical Hidroxila ?OH É um dos radicais livres mais potentes. É produzido pela ação de radiações ionizantes e na decomposição de H2O2 catalisada por metais

Peróxido de hidrogênio

H2O2 É formado na dismutação de O2? - catalisada pela

SOD. Também é produzido por várias oxidases, entre elas a xantina oxidase

Ácido hipocloroso HOCl É produzido a partir de Cl- e H2O2 pela mieloperoxidase em neutrófilos ativados. Possui importante papel na destruição de bactérias. Reage com H2O2 produzindo 1O2

Oxigênio singlete 1O2 É uma forma bastante reativa do oxigênio. É produzido nas reações de fotosensibilização e em outras reações envolvendo peróxidos

Óxido nítrico ?NO É um radical com importantes papéis fisiológicos. É formado a partir da L-arginina numa reação mediada por enzimas do grupo da NO sintase.

Peroxinitrito ONOO- Formado na reação entre O2?- e NO?. Sua

protonação torna-a altamente oxidante sendo capaz de lesar uma série de biomoléculas

16.2. Quais são as fontes de radicais livres durante o exercício físico?

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.

A figura abaixo ilustra de maneira geral as vias principais de formação de radicais livres durante o exercício.



Célula EndotelialCélula Muscular

Neutrófilos/Macrófagos

XantinaOxidase

O2??

O2??

O2H2O2

Mitocôndria

NADPHoxidase

NOsintase

NO

O2

O2??

H2O2ONOO-

?OH

Fe2+

L LOO?

O2NOsintase

NO

ONOO -

Fe2+?OH

HOCl

MieloperoxidaseL?

NOsintase

NO

16.2.1. Mitocôndria – Cadeia de Transporte de Elétrons Uma das principais fontes de radicais livres durante o exercício físico e o vazamento de elétrons que ocorre na cadeia de transporte de elétrons. Sabe-se que em torno de 1 a 3 % de todo o oxigênio consumido pela mitocôndria resulta na formação de radicais superóxido. Sugere-se que a produção de O2

?- ocorra principalmente nos complexos I (NADPH-ubiquinona oxidoredutase) e complexo III (citocromo c redutase). Logo após a sua produção, o O2

? - é rapidamente convertido a H2O2 pela SOD mitocondrial (MnSOD).

O consumo de oxigênio pelos tecidos pode aumentar cerca de 100 vezes

durante o exercício intenso o que, teoricamente, levaria a um aumento proporcional da conversão de O2 a O2

?-. Entretanto, até o momento poucas evidencias demonstram esse efeito, ou seja, as suposições existentes sobre esse aumento são baseadas em observações indiretas como o aumento da peroxidação de lipídios mitocondriais, perda de grupos tióis em proteínas e inativação de enzimas oxidativas. 16.2.2. Xantina Oxidase

pontos de ”vazamento de eletrons”

Complexo I

Complexo II

Complexo III Complexo IVQ Cit c

Succinato

NADH

e-

O22 H2O

4H+/4e-

O2O2

•-

e- e-

e-

O2



As reações catalisadas pela Xantina Oxidase (XO) têm sido demonstradas como uma das principais fontes geradoras de radicais livres durante situações de isquemia e reperfusão no coração. Durante a isquemia, a alta demanda de energia do miocárdio leva a degradação do ATP a ADP e AMP. Nas células musculares o ATP é regenerado a partir de 2 ADPs pela ação da enzima adenilato quinase (AK). Caso o fornecimento de energia ainda não seja suficiente para nova produção de ATP, o AMP é degradado a hipoxantina. Em condições normais, a degradação de hipoxantina ocorre via xantina desidrogenase (XDH) utilizando NAD como aceptor de elétrons, porem durante a isquemia a XDH e convertida a XO. Esta enzima por sua vez converte hipoxantina (HX) à xantina (X) e ácido úrico (UA) mediante a redução de O2, o que leva a formação de O2

? -.

ATP

AMP

2 ADP

HX

X

UA

HX

X

UA

O2

O2??

O2

O2??

NAD+

NADH

NAD+

NADH

Repouso Exercício

XDH

XDH

XO

XO

Ca2+

protease

Ca2+

protease

AK

Situações de isquemia e reperfusão também podem ocorrer nos músculos. Sabe-se que durante exercícios extenuantes os músculos podem sofrer algum grau de privação de oxigênio, especialmente quando o trabalho beira ou atinge o nível de exaustão. Após intensa contração muscular, foi demonstrado que ocorre um acúmulo de hipoxantina e um aumento da concentração de ácido úrico, tanto nos músculos quanto no plasma sanguíneo, sugerindo que houve a ativação da XO. Também é observado um aumento nas concentrações de xantina e hipoxantina sanguínea. Embora existam fortes evidências de uma relação ente a ação da XO e a formação de radicais livres, as situações em que esta relação ocorre ainda não foram esclarecidas. Em condições aeróbicas, por exemplo, quando músculo é suprido com quantidades suficientes de oxigênio, a via de formação de ATP é mais utilizada que a via da xantina/hipoxantina, e como o músculo esquelético possui pouca atividade de XO, a XO deve possuir maior importância quando o músculo se encontra em atividade anaeróbica, ou seja, quando há um déficit na produção de ATP. 16.2.3. Neutrófilos e Reposta Inflamatória (NADPH oxidase) Neutrófilos Polimorfonucleares (PMN) são células sanguíneas que possuem como função a defesa de tecidos contra invasões virais e bactericidas. Quando recrutados para um foco de infecção os PMNs migram até o foco e liberam primordialmente dois fatores, lisozimas e O2

?-. Mesmo que esta resposta



inflamatória seja crítica para a remoção de proteínas danificadas e restos celulares, ROS e outros oxidantes liberados pelos neutrófilos podem causar danos ao seu redor como lipoperoxidação. A produção de O2

?- por Neutrófilos e células fagocitárias ocorre através da redução por um elétron do oxigênio na presença de NADPH, numa reação catalisada pela enzima NAPH oxidase (processo conhecido como “respiratory burst”). A maior parte do O2

?- produzido é convertido a H2O2 e, a partir destes, são formados vários outros agentes microbicidas oxidantes, como o HOCl, o ?OH, ONOO-, e vários outros (Tabela 1).

2 O2 + NADPH ? 2 O2- + NADPH+ + H+

Como um dos fatores de ativação dos neutrófilos constitui a presença de danos teciduais, quando tais danos são causados por exercício intenso é ativada uma resposta inflamatória no músculo que está sendo utilizado. Um exemplo deste fato foi observado por Hack e colaboradores (1992), ao demonstrar que após exercício exaustivo há um aumento significante nas quantidades de leucócitos, linfócitos e neutrófilos circulantes. Devido ao longo tempo necessário para a infiltração dos neutrófilos, provavelmente esta via de ação não está associada como uma fonte primária de radicais livres para exercícios curtos, ou seja, deve ser uma fonte secundária de radicais livres e contribuir para a danificação celular em exercícios pesados e de longa duração. 16.3. NO sintase

A NO sintase catalisa a formação de óxido nítrico (NO) a partir de L-arginina, oxigênio e NADPH.

L-arginina + O2 + NADPH ? NO + citrulina + NADP+

O NO e uma molécula de grande interesse biológico por exercer papel

importante no sistema vascular sanguíneo (importante fator de relaxamento dos vasos), no sistema nervoso (neurotransmissor, importante nos processos de memória), e em processos inflamatórios. Estudos recentes demonstram que o NO também influencia vários aspectos da contração muscular. A NO sintase está presente nas células endoteliais e macrófagos. Sabe-se que as fibras musculares também expressam a NO sintase e a sua atividade varia entre os tipos de fibras musculares, sendo em geral mais elevada nas fibras de contração rápida (Tipo II) do que nas lentas (Tipo I). Estudos imunohistoquímicos mostram a presença de NO sintase do tipo neuronal no sarcolema de fibras do tipo II e NO sintase do tipo endotelial associado à mitocôndria.

Qual é o papel do ?NO no músculo?

Além disso acredita-se que o ?NO em baixas concentrações funcione como antioxidante. No entanto, em situações de hiperatividade muscular, em que a produção de ?NO é elevada, este pode agir como um agente pro-oxidante, pois o ?NO produzido em excesso pode reagir com o O2

?- gerando o peroxinitrito (ONOO-), uma espécie altamente reativa capaz de oxidar e nitrar biomoléculas.

?NO + O2?- ? ONOO-

16.4. Metais



Metais como o ferro e o cobre podem catalisar reações de formação de radicais livres. Eles reagem com H2O2 gerando ?OH ou com peróxidos derivados de lipídeos (LOOH) gerando radicais peroxila (LOO?) ou alcoxila (LO?). Estes radicais são bastante reativos e podem danificar biomoléculas importantes do organismo.

Normalmente os metais encontram-se cuidadosamente seqüestrado por proteínas ligadoras como a ferritina e a transferrina.

Porem, danos teciduais, como as decorrentes de lesões musculares, podem liberar metais agravando assim a lesão.

16.5. Como agem os radicais livres?

Os radicais livres podem atacar uma série de biomoléculas, iniciando reações em cascata onde um radical reage com um composto gerando novos radicais.

O alvo celular dos radicais (proteínas, lipídeos e DNA) está relacionado ao seu sítio de formação. Um alvo clássico são os ácidos graxos poliinsaturados presentes nas membranas celulares e em lipoproteínas. O processo de oxidação resultante do ataque de radicais livres sobre a membrana chama-se lipoperoxidação. A lipoperoxidação é dividida em 3 etapas, iniciação, propagação, e terminação. Na etapa de iniciação, o radical livre ataca a cadeia do ácido graxo (LH) abstraindo um hidrogênio, gerando um radical centrado no carbono da cadeia alifática do lipídeo (L?). Na etapa de propagação, o L? reage rapidamente com o oxigênio formando radicais peroxila (LOO?), que por sua vez atacam outros ácido graxos adjacentes gerando mais L?, resultando numa reação em cadeia. A etapa de terminação é resultante da reação entre os radicais formando compostos não radicalares. Durante a lipoperoxidação os intermediários radicalares podem sofrer quebras gerando hidrocarbonetos de cadeia curta (etano, pentano), aldeídos (como o malonaldeído, 4-hidroxinonenal), epóxidos e outros produtos altamente citotóxicos. Como resultado da lipoperoxidação as membranas sofrem alterações na fluidez e na permeabilidade, resultando em perda na homeostase e morte celular.

Membrana Celular

LH LOO?O2

L?

L?

LOOH

LH

1

2

Os passos intermediários da lipoperoxidação

1. Iniciação: LH ? L?

2. Propagação: L? + O2 ? LOO?

LOO? + LH ? LOOH + L?

3. Terminação: LOO? + LOO? ? produtosLOO? + L? ? nãoL? + L? ? radicalares

Aldeídos: MDA, 4-HNE, etc. Etano, PentanoEpóxidos Etc.



As proteínas também são alvos de ataque dos radicais livres. A oxidação dos aminoácidos resulta na formação de carbonilas, tióis oxidados, entre outras modificações que alteram a função normal da proteína.

Outro alvo muito importante dos radicais livres é o DNA. A formação de radicais livres próximo ao DNA pode resultar na oxidação de bases de pirimidina e purina, formação de adutos e quebras na fita. Dentre as bases, a guanina é altamente sensível à oxidação (formação de 8-hidroxiguanina, 8-OHdG) mediado por radicais livres. Essas alterações no DNA têm sido associadas com processos mutagênicos e carcinogênicos.

O esquema acima ilustra de maneira geral os principais alvos celulares dos

radicais livres. 16.6. Como o organismo se protege dos radicais livres?

A produção contínua de radicais livres durante os processos metabólicos levou as células a desenvolverem mecanismos de defesa que controlassem os níveis de radicais livres e impedissem a indução de danos, os antioxidantes.

O sistema de defesa antioxidante inclui antioxidantes enzimáticos (como a superóxido dismutase, glutationa peroxidase e catalase), antioxidantes não-enzimáticos (como ácido ascórbico, tocoferol, glutationa, e carotenóides), proteínas extracelulares ligantes de ferro e cobre (como a albumina,transferrina, lactoferrina, ferritina, haptoglobina e ceruloplasmina) e antioxidantes exógenos polifenólicos (como os flavonóides, produto presente nas frutas, vegetais e legumes). Tabela 2 – principais agentes de defesa antioxidante Antioxidantes enzimáticos

Enzima Antioxidante

Propriedades Tipos

Superóxido Transforma o radical superóxido Cu, Zn-SOD: localizado no



dismutase (SOD)

em H2O2 2 O2

? - + 2 H+ ? H2O2 + O2

citoplasma Mn-SOD: localizado na matriz mitocondrial Extracelular SOD: contem Cu e Zn no sítio catalítico

Glutationa peroxidase (GPx)

Remove o H2O2 e outros peróxidos orgânicos H2O2 + 2 GSH ? 2 H2O + GSSG LOOH + 2GSH ? LOH + H2O + GSSH

c-GPX: GPX clássica PHGPX: GPX específica para hidroperóxidos de fosfolipídio p-GPX: GPX plasmática GI-GPX: GPX encontrada principalmente no trato digestivo. * todas possuem Selênio no sítio ativo

Catalase Remove o H2O2 2 H2O2 ? 2 H2O2 + O2

Heme-Catalase: abundante no fígado e em eritrócitos. Mn-Catalase

Antioxidantes não-enzimáticos

Antioxidante Propriedades Reações importantes

Vitamina E (? -tocoferol)

Composto lipossolúvel; principal antioxidante encontrado em membranas celulares; principal antioxidante contra radicais livres originados na membrana interna da mitocôndria

Reage principalmente com radicais peroxila (LOO?) da membrana celular formando hidroperóxidos (LOOH). Neste processo o tocoferol forma radical tocoferoxil, o qual é relativamente estável.

Vitamina C (ácido ascórbico)

Localizado na fase aquosa das células; intercepta radicais livres e regenera a vitamina E

Neutraliza vários radicais gerados na fase aquosa da célula, entre eles o O2

? -, HOCl, etc.

Carotenóides Antioxidante lipossolúvel presente em membranas e tecidos

Neutraliza os radicais formados em membranas. Ótimo neutralizador de oxigênio singlete.

Glutationa (GSH)

Tripepitídeo presente em altas concentrações nas células; exerce papel fundamental no funcionamento da GPX.

Reduz peróxidos (H2O2, LOOH) a água ou álcool numa reação catalisada pela GPX. Capaz de neutralizar radicais O2

?- e ?OH. Reduz dehidroascorbato à ascorbato.

Proteína Propriedades

Transferrina Glicoproteína sintetizada no fígado responsável pelo transporte de



ferro na circulação sanguínea

Ferritina Proteína estocadora de ferro. Liga-se ao ferro intracelular.

Lactoferrina Secretado por neutrófilos. Liga-se ao ferro.

Ceruloplasmina Proteína ligadora de cobre

Albumina Proteína de transporte do sangue, liga-se ao ferro e ao cobre.

Haptoglobina Liga-se à hemoglobina livre do plasma sanguíneo e diminui sua ação pro-oxidante.

Metalotioneínas Proteína encontrada no citosol, rica em grupos de enxofre. Liga-se à vários metais como o cobre, o zinco, o cádmio, mercúrio, etc.

16.7. O que é estresse oxidativo? “Para a maioria dos animais, o movimento é essencial para a sobrevivência. Em humanos, o exercício não representa mais uma maneira de sobrevivência, mas sim um estilo de vida, recreação e, algumas vezes, uma maneira de tratamento terapêutico. Uma elevada taxa metabólica como resultado de exercício pode aumentar dramaticamente o consumo de oxigênio nos músculos locomotores, coração e outros tecidos. Na década passada, têm sido acumuladas evidências de que o exercício esporádico ou excessivo pode manifestar um desbalanço entre a quantidade de espécies reativas de oxigênio (ROS) e defesa antioxidante, resultando em um ambiente de estresse oxidativo para o organismo”

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 ou nitrogênio podem agir como moduladoras do metabolismo celular, da expressão gênica e de modificações pós-traducionais em proteínas.

Célula Muscular

Estresse OxidativoSevero

Estresse OxidativoAmeno

Lesões Respostas Adaptativas:-Indução de enzimas antioxidantes

-Indução de proteínas de choque térmico 16.8. Como se pode monitorar o estresse oxidativo associado ao exercício? Uma forma de verificar se o exercício praticado esta 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. 16.8.1. Detecção direta da produção de radicais livres

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). 16.8.2. 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. A) 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. Exemplo: Detecção de TBARS em fibras do tipo I antes e após uma corrida de intensidade moderada e de alta intensidade.

? Níveis de etano e pentano no ar exalado: Estudos mostram que os níveis de pentano no ar exalado aumenta após o exercício físico intenso ou prolongado. Este método tem a vantagem de não ser invasivo, sendo que o ar exalado é coletado e analisado por um sistema de cromatografia a gás.

Exemplo: Níveis de pentano exalado em relação ao nível de exercício realizado em bicicleta ergométrica. ? Dienos conjugados: Os dienos conjugados são formados como conseqüência do rearranjo da cadeia poliinsanturada do ácido graxo após a abstração do elétron pelo



radical livre. Sua medida é feita através de sua absorbância característica em 235?m. B) Marcadores de danos em DNA

O método freqüentemente para o monitoramento dos danos em DNA é medida da base de guanina oxidada, a 8-hidroxi-2’-deoxiguanosina (8-OHdG). Também existem técnicas em que se mede a quebra da dupla fita de DNA, formação de adutos entre DNA e produtos da peroxidação lipídica, etc. C) Níveis de tióis oxidados e reduzidos

Normalmente faz-se o monitoramento dos níveis sanguíneos de glutationa reduzida (GSH) e oxidada (GSSG). Os níveis de tióis oxidados e reduzidos são indicativos do estado redox (estado oxidoredutivo) da célula. A atividade de várias enzimas requerem grupamentos tióis na forma reduzida. O principal tiol não protéico é a glutationa, o qual desempenha papel fundamental na manutenção do estado redox celular e também na defesa antioxidante. Acredita-se que a razão normal da GSH em relação à GSSG seja em torno de 10:1 a 50:1. Esta razão se altera após exercício intenso de longa duração (endurance training), sendo que os níveis de GSH sanguíneo diminuem enquanto os de GSSG aumentam. Por outro lado exercícios de curta duração parecem ter pouco efeito sobre os níveis de GSH/GSSG sanguíneo. D) Avaliação do status antioxidante Durante o exercício tem-se verificado alterações na defesa antioxidante do organismo. A avaliação do status antioxidante é normalmente feita no sangue ou eritrócitos isolados. Normalmente são monitorados os seguintes parâmetros:

- níveis de GSH e GSSG - quantidade de vitamina E, vitamina C e outros antioxidantes - atividade das enzimas antioxidantes: SOD, Catalase e GPX

16.9. 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. 16.9.1. 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 pela músculo liso.

• CK-II ou MB, produzido principalmente pelo músculo cardíaco.

• CK-III ou MM, produzido principalmente pelo músculo esquelético.

O monitoramento de danos musculares durante o exercício é feito normalmente através da medida de CK-III.



16.9.2. Aspartato aminotransferase A aspartato aminotransferase, AST (transaminase glutâmica-oxaloacética,

GOT) é uma enzima intracelular que catalisa a transferência reversível dos grupos amino de um aminoácido para o ? -cetoglutarato, formando um cetoácido e ácido glutâmico. Esta reação de transaminação é importante tanto na síntese como na degradação de aminoácidos.

As aminotransferases estão amplamente distribuídas nos tecidos humanos, sendo que atividades mais elevadas de AST (GOT) encontram-se no miocárdio, fígado e músculo esquelético. Normalmente observa-se uma elevação de 4-8 vezes na AST (GOT)em casos de distrofias musculares. 16.9.3. Lactato desidrogenase

A lactato desidrogenase (LD) é uma enzima que catalisa a oxidação reversível do lactato a piruvato. A LD encontra-se no citoplasma de todas as células do organismo, sendo rica no miocárdio, fígado, músculo esquelético, rim e eritrócitos.

Existem 5 tipos de LD que são designadas conforme a sua mobilidade eletroforética em: ?? LD-1 (HHHH): miocárdio e eritrócitos ?? LD-2 (HHHM): miocárdio e eritrócitos ?? LD-3 (HHMM): pulmão, linfócitos, baço e pâncreas ?? LD-4 (HMMM): fígado, músculo esquelético ?? LD-5 (MMMM): fígado, músculo esquelético

O monitoramento de danos musculares durante o exercício é feito normalmente através da medida de LD-4 ou LD-5. Observa-se uma elevação nos níveis de LD-5 em casos de distrofia muscular, trauma muscular e exercícios muito intensos. 16.9.4. Medida da concentração de lactato plasmático.

A medida de lactato é uma das melhores medidas de intensidade do treinamento. A grande maioria das medidas de lactato são feitas no sangue. O aumento nos níveis de lactato é uma indicação de que o sistema aeróbio não está sendo capaz de suportar a demanda de energia necessária para completar a atividade. Relação Entre o Sistema Antioxidante e o Exercício 16.9.5. Sistema não enzimático

Vitamina E – É essencial para o funcionamento normal da célula durante o

exercício. Ratos com deficiência em vitamina E, levados a realizarem exercício intenso, apresentam excesso de produção de radicais livres no fígado e nos músculos, alem de elevada taxa de peroxidação lipídica e disfunção mitocondrial

O exercício de curta duração parece não afetar significantemente os níveis endógenos de vitamina E presente nos tecidos, o que sugere que os níveis fisiológicos de vitamina E já são adequados para a proteção contra a geração de ROS, entretanto, mediante o exercício crônico, parece haver uma queda nos níveis de vitamina E.

Relatos demonstram que a suplementação de vitamina E aumenta a resistência tecidual a lipoperoxidação, entretanto, essas doses devem ser tomadas



cuidadosamente, visto que ainda não há estudos em relação aos efeitos provocados por uma possível overdose de vitamina E.

Ao que parece, exercícios intensos de curta duração não reduzem a quantidade de vitamina E nos tecidos, entretanto é encontrado um grande decréscimo da sua concentração, tanto em diversos tecidos como na mitocôndria, após um exercício de longa duração. Colaborando com esses dados, temos que a suplementação de vitamina E aumenta a resistência a lipoperoxidação provocada pelo exercícios intenso. Vitamina C – Suas propriedades químicas permitem que ela interaja diretamente com O2

? - e ?OH em meios aquosos, como no plasma onde previne danos a membrana de eritrócitos. Tem sido demonstrado que sua deficiência pode afetar a função respiratória de mitocôndrias de células do miocárdio.

Experimentos indicam que a suplementação com altas doses de vitamina C reduzem a fadiga e os danos musculares, entretanto não foram estudados marcadores para estresse oxidativo, ou seja, não se sabe até que ponto esse efeito foi relacionado às funções anti-oxidantes da vitamina C. Entretanto, doses altas de vitamina C podem causar defeitos metabólicos no coração e fadiga prematura durante exercícios prolongados, possivelmente devido as suas características pro-oxidantes ao reagir com íons metálicos gerando ROS. Glutationa (GSH) – A GSH possui a capacidade de reduzir hidrogênio e peróxidos orgânicos através de uma reação catalisada pela GPX (Tabela 2), servindo então como um scavenger de ?OH e 1O2. GSH ainda reduz radicais tocoferol, o que previne drasticamente reações de radicais livres em cadeia e peroxidação lipídica. Diversos estudos foram feitos em relação à proteção de GSH contra o estresse oxidativo induzido por exercício, e as seguintes considerações podem ser feitas em relação a sua função:

?? apesar de GSH apresentar grandes concentrações em todos os tecidos, essa concentração varia consideravelmente com o tecido e o tipo de fibra muscular, sua atividade metabólica e potencialidade para gerar ROS, ou seja, a resposta via GSH para um determinado exercício e tecido e fibra dependente

?? em geral, não ocorrem grandes alterações nos níveis de GSH devido a ação da enzima glutationa redutase, que reduz GSSG a GSH novamente

?? durante exercícios prolongados, a síntese de GSH de novo (a partir de aminoácidos ingeridos) no fígado é intensificada, suprindo uma possível deficiência de GSH que possa vir a ocorrer no músculo. Entretanto, os níveis plasmáticos e musculares de GSH podem ser reduzidos durante a prática de exercício intenso por tempo prolongado

?? embora alguns estudos tenham demonstrado uma melhora na performance em exercícios de longa duração após suplementação com GSH, o mesmo não foi constatado para exercícios de curta duração e alta intensidade

?? suplementação com análogos de cisteína (como N-acetilcistina) reduzem a concentração de GSSH e peroxidação lipídica em ratos, melhorando a contração muscular e reduzindo a fadiga nos músculos do diafragma e das pernas

16.9.6. Sistema enzimático



As enzimas antioxidantes podem ser ativadas seletivamente durante o

exercício físico dependendo da intensidade do exercício, da quantidade de radicais livres gerada e da capacidade de defesa antioxidante do tecido.

Como o músculo esquelético constitui a maior fonte de radicais livres durante o exercício, ele apresenta um mecanismo antioxidante maior que os demais tecidos, portanto como uma resposta primária a esta produção de radicais livres, há uma indução de enzimas antioxidantes como SOD, CAT e GPX.

?? O exercício intenso tem sido demonstrado como um indutor da atividade de

SOD não só no músculo esquelético, como também no fígado, coração e hemácias, indução está que está ligada ao aumento da produção de O2

? -

durante o exercício. A maioria dos estudos indica que essa indução se dá em maior grau na CuZnSOD (SOD citossólica) do que na MnSOD (SOD mitocondrial). Após 1-3 dias a quantidade de proteína e a atividade de CuZnSOD volta ao normal enquanto a de MnSOD permanece crescendo, indicando que a síntese de tais SODs são controladas por diferentes mecanismos

?? Há estudos que relatam um aumento de GPX após exercício intenso

enquanto outros não relatam nenhuma alteração na sua expressão ou atividade, portanto ainda não se pode concluir se o exercício provoca ou não alterações na expressão de GPX

?? Assim como em GPX, ainda não existe um consenso em sobre a resposta de

CAT ao exercício, entretanto, a maior parte dos dados indicam que não há alteração significativa em CAT após a prática de exercícios.

Na maior parte dos estudos em que foi constatado uma alteração da

atividade de enzimas antioxidantes frente ao exercício físico ainda não foi completamente elucidado se esta alteração se deveu a alteração na expressão gênica, e portanto na quantidade de enzima, ou a alterações na atividade das enzimas.

16.10. 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 anti-oxidantes 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 uma aumento de 45% na atividade de GPX, em músculos do tipo 2a, após o exercício. 16.11. 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 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. 16.12. Relação entre ROS e fadiga muscular

A fadiga muscular está relacionado 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 relacionado aos danos provocados por ROS no retículo sarcoplasmático e na homeostase do cálcio. 16.13. Relação entre ROS e lesão muscular e inflamação As lesões musculares associadas ao exercício normalmente ocorrem após 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 subseqüentes são associados à processos inflamatórios e produção de radicais livres. Estudos mostram que o treinamento excessivo causa danos musculares normalmente acompanhados de uma resposta inflamatória aguda, em que se observa a infiltração de neutrófilos e macrófagos no tecido muscular. Exercícios: 1. O que são radicais livres? 2. O que é estresse oxidativo? 3. Quais são os principais mecanismos de defesa antioxidante?



4. Exercícios intensos estão associados a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio. Cite os principais danos causados pelos radicais livres? 5. Existe um aumento de radicais livres durante o exercício? Caso exista, quais são as principais fontes? 6. O radical superóxido pode produzir outros radicais, quais são eles? 7. “Um adulto de 70 Kg em repouso utiliza 3.5 ml de O2/Kg/min ou 352.8L/dia. Sabendo-se que 1 – 3% desse oxigênio inevitavelmente gera anion radical superóxido, isso significa que o organismo produz em torno de 3.5 L de radical superóxido/dia. Se considerarmos que durante o exercício físico a quantidade de oxigênio utilizado aumenta em torno de 10 vezes, pode-se facilmente deduzir que a quantidade de radical gerado na cadeia de transporte de elétrons aumente na mesma ordem de grandeza. “ Sabe-se que uma das principais fontes de radicais livres durante o exercício e a cadeia de transporte de elétrons. Quais são as vias metabólicas que alimentam a cadeia de transporte de elétrons? Qual seria o tipo de exercício em que se esperaria uma grande produção de radicais livres? 8. Complete o esquema abaixo indicando a defesa antioxidante capaz de “neutralizar” os radicais livres.

Célula Muscular

O2??

O2

H2O2

Mitocôndria

?OH

Fe2+ ou Cu+

L LOO?

O2L? LOOH

H2O

H2O

GSHGSSG3

2 1

LOH

4

5

6

1.-------------------------------

2.-------------------------------

3. -------------------------------

4. -------------------------------

5. -------------------------------

6. -------------------------------

9. A figura abaixo mostra a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) em fibras musculares do tipo I (Soleus) e tipo IIb (Gastrocnemius branco) de ratos. Observa-se que a atividade da SOD e maior em fibras de contração lenta.



Observe as características de cada fibra e discuta porque a atividade da SOD é maior nas fibras do tipo I? 10. Como você poderia monitorar a produção de radicais livres? 11. O exercício produz alguma alteração no sistema de defesa antioxidante do organismo? 12. Qual seria o efeito do consumo de vitaminas C e/ou E? Por que? 13. Quais minerais têm relação com o aparecimento de radicais livres ou o sistema de defesa antioxidante? 14. Foi comprovado que o exercício leva a uma liberação de ferro nos músculos, sendo que esse ferro livre se difunde nas membranas e, ao interagir com ácido ascórbico e tióis, leva a lipoperoxidação. Por que a interação de ferro com ácido ascórbico e tióis leva a lipoperoxidação? 15. Sendo um dos marcadores de lipoperoxidação o MDA, que tipos de adaptação ao exercício podemos encontrar nos gráficos abaixo?

Caracteristicas das fibras musculares tipo I e tipo II

Tipo I Tipo IIb

Fibra Soleus White Gastroctemius

Velocidade de Lenta RápidaContração

Metabolismo Oxidativa Glicolítica

Mitocôndria Muitos Poucos

Mioglobina Sim Não

Cor Vermelha Branca

* indica diferença significativa (p<0.05)

0

5

10

15

20

25

30

35

Tipo I Tipo IIb

Fibra Muscular

Sup

erox

ido

Dis

mut

ase

(Ativ

idad

e)

Não treinadoTreinado

*

VITAMINAS E MINERAIS


UNTR=indivíduos não treinados, TRAIN=indivíduos treinados, U-EX=indivíduos não treinados após realizarem esportes e T-EX=indivíduos treinados após realizarem esporte. 16. O esquema abaixo ilustra o mecanismo de cooperação antioxidante entre a vitamina E (tocoferol) e a vitamina C (ascorbato) na prevenção da oxidação de membrana. Complete o esquema.

17. 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. Quem de vocês nunca se deparou com situações como essas: _ Ah! Como você faz nutrição na USP, pra que serve o Molibdênio? ou então:

LOO? LOOH

1 2

34



_ Estou tomando carnitina e agora estou correndo muito mais. Olha, é impressionante, mas já no primeiro dia eu dobrei minha performance. Olha, vou te dar um pouco. Dia seguinte você toma a “Santa Carnitina”, vai pro CEPEUSP, faz seu treino mas não percebe muita diferença. No dia seguinte é a mesma coisa. E no terceiro dia: nada. Você encontra seu amigo e rola a conversa: _ Então, comecei tomar a carnitina, mas... _ Legal né? O barato é coisa fina! Dobrei a dose e já to dando umas 20 voltas sem cansar. Daí você olha meio desconfiado, mas fica quieto porque não sabe exatamente o que está acontecendo. Onde está o problema. “Deve ser comigo.” pensa você, e fica na dúvida.. Repetimos: Não queremos que vocês decorem todas as funções metabólicas e respectivas enzimas relacionadas as vitaminas e minerais, queremos que vocês adquiram uma visão geral e crítica do tema. A parte de apostila referente ao assunto é composta por uma pequena introdução geral, uma lista de exercícios, que serão resolvidos por vocês durante a aula e um apêndice com um pouco de teoria sobre as vitaminas. Introdução 17.1. Vitaminas: Características básicas: - São compostos orgânicos, os quais precisamos ingerir em pequena quantidade.

- Não são utilizadas para propósitos estruturais ou geração de energia. - Em geral são co-fatores de enzimas. - Exemplo: piruvato dehidrogenase: possui 5 co-fatores, 4 deles são

vitaminas.

- Em geral são absorvidas em formas inativas e ativadas posteriormente: inativa ativa 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- 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. 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 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. 17.2. Minerais 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 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 dessas características dos metais fica mais fácil de entender o porque determinados metais encontram-se no organismo (precipitados, ligados a proteínas, reduzidos, oxidados, etc) e como exercem suas respectivas funções. 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 o tônus da contração do músculo da orelha direita e assim por diante. Mas em termos científicos muito pouco tem comprovação. Não existem provas 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. E quando o assunto é um esportista de ponta, um atleta olímpico, o tema fica mais complexo, uma vez que esses atletas são exigidos no limiar das possibilidades humanas. Vocês acham que a vida desses atletas é saudável? Toxicidade das vitaminas O conceito de que vitaminas não fazem mal para a saúde mesmo em grandes quantidades é amplamente difundido. Realmente algumas vitaminas, mesmo em doses muito elevadas, não causam maiores transtornos, porém certas vitaminas podem levar a quadros de intoxicação. Os melhores exemplos são a vitamina A e a vitamina D. Essas duas vitaminas são lipossolúveis e podem se acumular no tecido adiposo, além de possuírem ação hormonal, interagindo diretamente na transcrição gênica. A ingestão de doses 10 vezes maiores que a RDA durante a gestação pode promover danos cerebrais a criança. Essa mesma dose pode levas a sintomas neurológicos e danos a visão, tanto em crianças como em adultos. Outros sintomas



comuns são dor de cabeça, vômitos, lesões cutâneas e ósseas, anorexia e queda de cabelo. O ? -caroteno é uma substância muito comum em vegetais vermelhos ou alaranjados, como exemplo clássico, temos a cenoura. O ? -caroteno faz parte de uma família (os carotenóides) de substâncias que podem sem convertidas em nosso organismo para vitamina A. Cada molécula de ? -caroteno pode ser convertida em duas moléculas de retinol, daí a denominação pró-vitamina A. Apesar disso, a ingestão de altas doses dessa substancia não é tão tóxica como a ingestão de retinóis. Observa-se que indivíduos que recebem altas doses diárias tem a concentração plasmática em caroteno aumentada, mas não em retinóis. Aparentemente essa conversão é cuidadosamente regulada. Inclusive ocorre acúmulo de carotenóides no tecido gorduroso, levando inclusive a uma coloração avermelhada da pele. O excesso de vitamina D também é altamente prejudicial. Nessas situações ocorre deposição de minerais tecidos moles, como rins, coração e pulmões. Em geral o quadro é irreversível. Os sintomas de intoxicação são náusea, vômitos, anorexia, dor nas juntas, e se a ingestão for continuada, pode ocorrer a morte. A toxicidade em altas doses não é “privilégio” das vitaminas lipossolúveis. Doses 1000 vezes maiores de vitamina B6 podem levar a danos neuropáticos periféricos, como formigamento e analgesia de mão e pernas, até dificuldades de manuseio de pequenos objetos e alterações no caminhar. A recuperação completa de um quadro desse leva de 2 a 3 anos após drástica redução de vitamina B6 na dieta. Biodisponibilidade, dietas inadequadas e relação entre cultura e deficiência. Um dos pontos mais importantes quando discutimos necessidades nutricionais é o conceito de biodisponibilidade. Não basta uma vitamina ou mineral estar presente em um determinado alimento, ele tem que estar disponível para a digestão e absorção. Isso significa que não podemos simplesmente pegar uma tabela contendo a porcentagem de vitamina ou mineral presente em dois alimentos diferentes e sistematicamente classificar como melhor fonte àquela com maior quantidade por grama. Temos que levar em conta a forma em que se encontra o nutriente, e a constituição química total do alimento. Exemplos: - Ferro: o ferro para se absorvido precisa estar no estado de oxidação (Fe2+). Então fontes contendo o ferro no seu estado oxidado não são boas fontes. Esse problema pode ser contornado com a ingestão de vitamina C junto com o ferro (a vitamina C é redutora). Mas esse não é o único detalhe quanto à absorção de ferro. O ferro, como outros metais de transição, pode ser complexado por várias substâncias. Se o complexo formado for estável e não houver mecanismo de transporte trans-membrana, não haverá uma absorção apreciável. Exemplo dessa situação é o ferro em vegetais que possuem grandes quantidades de ácido fítico. As melhores fontes de ferro são as carnes e sangue, onde ele não só está presente em boas quantidades, mas também está na forma heme (grupo prostético da hemoglobina e mioglobina), que é uma forma facilmente absorvida. - Riboflavina e niacina: a riboflavina (como FAD) e a niacina (como NAD), quando ligadas covalentemente a certas proteínas não podem ser liberadas e absorvidas. O milho representa um exemplo de alimento que possui niacina pouco



disponível, porém se o mesmo milho tratado em solução alcalina ocorre a liberação da vitamina. - Zinco e cobre: normalmente cerca de 1/3 do cobre presente na dieta é absorvido. O zinco é absorvido proporcionalmente a quantidade presente no alimento. Quanto maior a quantidade de zinco, menor a porcentagem absorvida, e vice-versa. Uma das formas que encontramos o zinco é ligado a uma proteína chamada metalotionina. O zinco é capaz de induzir a expressão dessa proteína. Quando essa proteína é produzida no trato gastrointestinal, parte do metal se liga a mesma e é eliminado nas fezes. A metalotionina não liga especificamente apenas o zinco, outros metais como o cobre, chumbo e cádmio também se ligam a essa proteína. O cobre também induz a expressão de metalotionina, porém é um indutor muito mais fraco. Para que houvesse uma expressão significativa de metalotionina grande quantidade de cobre deveria ser ingerida, porém, na presença de quantidades relativamente discretas de zinco, ocorre a expressão e a disponibilidade do cobre é reduzida. A falta de vitaminas pode ser causada pelo consumo de dietas desbalanceadas, inadequadas ou insuficientes. A situação mais constrangedora é realmente a avitaminose provocada por uma dieta insuficiente ou pouco diversificada, que ocorre normalmente em populações muito pobres. Nesse caso é comum também o déficit calórico. O teor de certos minerais nas plantas em geral depende das quantidades encontradas no solo do local. Por exemplo, na região Sudeste do Brasil não há muito selênio, porém na região Norte a quantidade de selênio é tão signif icativa que uma castanha do Pará satisfaz plenamente nossa necessidade diária. Dietas estritamente vegetarianas (onde não se consome nem leite, ovos e derivados) são pobres em vitamina B12 e em ferro (discutido acima). Nessas pessoas é comum encontrarmos anemia. Certas religiões são favoráveis a exclusão de carne da dieta. Essas populações são susceptíveis a alta incidência de anemia. Algumas populações baseiam sua dieta em pão. No pão encontramos zinco, porém também encontramos ácido fítico. O resultado é uma deficiência endêmica de zinco, que promove distúrbios no crescimento e no amadurecimento sexual. Quando adolescentes dessas populações afetadas são suplementados com zinco, em poucos meses surgem os pelos púbicos e a genitália pouco desenvolvida até então, assume tamanho normal. O alcoolismo é uma doença que normalmente leva a diversas deficiências nutricionais. Isso ocorre por dois motivos, o primeiro por redução de absorção ou por interação metabólica do etanol e o principal motivo é que certos indivíduos obtêm 80 % do aporte calórico necessário, pela ingestão de destilados. O resultado é que apenas 20 % da alimentação desses indivíduos contém vitaminas.



Exercícios

1. A falta de vitamina B12 leva a uma doença denominada anemia

perniciosa, cujos sintomas são anemia e medula megaloblásticas, e sintomas neurológicos diversos. Cerca de 25% dos pacientes desenvolve os sintomas neurológicos, dentre eles a dormência de pés e mãos. Quando não devidamente tratados, os danos neurológicos podem ser irreversíveis ou mesmo fatais, daí o nome anemia perniciosa. O quadro hematológico de pacientes acometidos por anemia megaloblástica decorrente da falta de B12 ou por falta de folato são indistinguíveis.

O tratamento com folato, em geral reverte ambos os casos, provavelmente pelo aumento dos níveis de H4folato. Você considera apropriado esse tipo de tratamento? Porque?

2. O bócio é uma doença conhecida, que proporciona a hipertrofia da

glândula tireóide. A causa da doença é a deficiência em iodeto. Certas algas marinhas, conhecidas como joio marinho contém elevados níveis de iodeto. Certas dietas comuns no Japão são baseadas em sopas feitas com essas algas, o que pode levar a uma ingestão diária de 80 a 200 mg de iodeto (1000 vezes mais que a quantidade indicada). Essa dieta promove bócio em adultos e crianças. Qual seria o motivo? Como o bócio foi praticamente eliminado no Brasil?

3. Qual a relação entre o ácido retinóico e o ß-caroteno?

4. Quais são as vitaminas lipossolúveis? Como são absorvidas? Comente a absorção dessas vitaminas nas seguintes situações: durante o tratamento com XenicalR ; em dietas com teores muito baixos de lipídeos; se a pessoa sofre de esteatorréia.

5. Qual a relação entre a vitamina C, a vitamina E, e o selênio? 6. Relacione as vitaminas tiamina, riboflavina, ácido pantotênico e niacina com

as vias metabólicas relacionadas a obtenção de energia. Os cofatores NAD e FAD e a Coenzima A tem alguma relação com essas vitaminas? Qual? Porque o alcoolismo crônico leva a deficiência dessas vitaminas (assim como de muitas outras)?

7. Dietas vegetarianas (em especial as restritas) muitas vezes levam a um

quadro de anemia. Que vitaminas e/ou minerais estão relacionados? 8. Se houver uma freqüente exposição a luz do sol não precisamos ingerir

quantidade alguma de vitamina D. Essa afirmação está correta? Qual é o precursor da vitamina D?

9. Quais as vitaminas e minerais relacionados com a remoção de radicais

livres? Como atuam (resumidamente)?



10. Qual o mecanismo de ação das vitaminas A e D? Como o zinco está

relacionado? Use as figuras para responder.



11. A doença de Wilson se manifesta em adolescentes e pré-adolescentes. A

causa é a inibição da excreção biliar de cobre. Dessa forma ocorre acúmulo de cobre no fígado, rins e cérebro, resultando em danos cerebrais e hepáticos. Observam-se também depósitos nas córneas, com a formação de anéis amarronzados. Uma das abordagens terapêuticas é a Outra abordagem é a suplementação oral de zinco (150 mg/dia). Qual o mecanismo do tratamento da doença de Wilson com a suplementação de zinco?

12. O que você acha dos suplementos multi-minerais (aqueles que contem

cobalto, ferro, zinco, cobre, e mais metade da tabela periódica)? Existe alguma necessidade de ingestão de cobalto?

13. Não precisamos ingerir sulfato. O sulfato tem funções estruturais diversas no organismo. As duas afirmações anteriores estão corretas. Qual a explicação para esse fato?

14. Um dos sintomas de deficiência em vitamina B6 é a presença de

convulsões. A inibição de qual via metabólica relacionada a essa vitamina deve ser a responsável pelo sintoma? Porque?

15. Qual a razão dos sangramentos observados na deficiência de vitamina C? 16. Qual a função do cálcio na contração muscular? 17. A figura abaixo demonstra um experimento com a fosfofrutoquinase, onde

vários tubos contendo diferentes concentrações de Mg foram incubados nas mesmas condições e concentrações de enzima (fosfofrutoquinase), ATP e substrato (frutose-6-fosfato). O que o experimento indica?

0 1 2 3 4

0

20

40

60

80

100

% d

a at

ivid

ade

máx

ima

Mg / mM



18. O leite é uma boa fonte de diversas vitaminas e alguns minerais e aminoácidos essenciais, porém apresenta pouca niacina. Antes da descoberta da niacina, a ingestão de leite era o tratamento indicado para a cura da pelagra. Como você explica o fato?

19. Em geral as vitaminas são substâncias de baixa toxicidade. Você concorda

com a afirmação “Se bem não faz, mal também não faz?”.



Algumas coenzimas apresentam em suas moléculas vitaminas que são obtidas através da dieta. Com base no esquema geral abaixo sobre o papel das vitaminas solúveis em água no metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas complete a tabela abaixo.

Coenzima Vitamina Grupo Transportado Via Metabólica

Tiamina pirofosfato

(TPP)

Tiamina (B1)

Flavina adenina

dinucleotídio (FAD)

Riboflavina (B2)

Coenzima A Ácido pantotênico (B3)

Nicotinamida adenina

dinucleotídeo (NAD+)

Nicotinamida (B5)

Piridoxal-fosfato Piridoxina (B6)

Biotina Biotina (B7)

Tetraidrofolato Ácido fólico (B9)

Metilcobalamina Cobalamina (B12)

ADAPTAÇÕES AO EXERCÍCIO EM DIFERENTES POPULAÇÕES


18. Adaptações ao exercício em diferentes populações 18.1. Atletas Jovens 18.1.1. Capacidade Aeróbica e Função Cardiorespiratória 1. Observe os gráficos a seguir. O gráfico 1 relaciona o ganho de gordura e massa magra de homens e mulheres entre 8 e 28 anos. O gráfico 2 mostra a capacidade aeróbica de atletas jovens (representado pelo volume máximo de O2). Baseado nas informações contidas nestes gráficos sugira uma hipótese sobre as diferenças de rendimento entre atletas homens e mulheres durante o desenvolvimento.

Gráfico 1: Ganho de massa magra e de gordura com o desenvolvimento em homens e mulheres.

Gráfico 2: Mudanças no volume máximo de oxigênio com a idade. Valores expressos em (a) l/min e (b) relativos ao peso corporal (ml/min.kg)



Comentário: O gráfico 1 revela o ganho de gordura e massa magra entre homens e mulheres durante o desenvolvimento. Nota-se que ao redor dos 15 anos (início da puberdade) há uma estagnação no acúmulo de massa magra, mas não de gordura em mulheres. Isto é devido ao aumento dos níveis de estrógeno circulante, o que não acontece nos homens, que tem um aumento de massa magra até o fim da puberdade (21 anos), quando os níveis de testosterona são máximos. A capacidade aeróbica pode ser medida através do volume máximo de O2. Este aumenta de acordo com o crescimento do corpo, parando de aumentar quando o corpo para de crescer: 16 anos para mulheres e 21 anos para homens (gráfico 2a). No entanto quando se normaliza estes dados com o peso corporal (gráfico 2b) nota-se um decaimento em mulheres que coincide com o início da puberdade, que além de ter um aumento dos níveis de estrógeno/testosterona em mulheres também demonstra um estilo de vida mais sedentário em mulheres. 2. Analise estas proposições:

Um garoto de 14 anos pode correr uma distância de 1 milha (1,6 km), duas vezes mais rápido do que um garoto de 5 anos, com mesmo estado de treinamento. No entanto se analisarmos seus valores de V O2 MAX/peso corporal, veremos que eles são muito similares, demonstrando que a performance atlética aumenta até certa idade, mesmo apesar do V O2 MAX não aumentar.

A pressão cardíaca é diretamente relacionada com o tamanho do corpo, portanto é menor em crianças do que em adultos.

A disponibilidade de oxigênio nos tecidos é um os fatores limitantes para a melhora na performance atlética em situações de exercício intenso. Utilizando os gráficos a seguir, responda:

Por que crianças possuem um menor desempenho em situações de exercício intenso do que adultos, apesar de ambos terem capacidade aeróbica similares?

Como elas podem compensar isto?



Figura 1: (a) freqüência cardíaca, (b) volume circulante, (c) débito cardíaco e (d) diferença de oxigênio arterial-venoso em um garoto de 8 anos de idade e um homem completamente desenvolvido Comentário: um dos fatores limitantes em função cardiovascular em crianças é a disponibilidade de oxigênio nos músculos durante a atividade intensa. Como o tamanho do coração de crianças é menor do que de adultos, consequentemente, o débito cardíaco e o fluxo sangüíneo são menores. Para compensar isto em parte, a pressão cardíaca em crianças é menor do que em adultos, portanto mesmo com um débito cardíaco pequeno mas com maior freqüência, o fluxo para os tecido aumenta. Outro ponto é que a diferença da concentração de O2 do sangue arterial em relação ao venoso é maior em crianças, demonstrando assim uma maior disponibilidade de O2 durante a atividade física. 18.1.2. 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. Por quê?

Comentário: Ganho de força é dependente também de estímulos nervosos. O controle neuromuscular é limitado até que a mielinização das fibras esteja completa. Esta geralmente só ocorre ao final da maturação sexual.

18.2. Mulheres vs. 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).

O que são estas medidas e o que elas significam? 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 as medições tem a limitação da 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. Na Tabela..., é possível observar as diferenças entre homens e mulheres "modelo" em relação com a composição do corpo.

Olhe as diferenças nos lipídeos essenciais. Os lipídeos essenciais incluem os armazenados na medula dos ossos, no coração, nos pulmões, no fígado, no bazo, nos rins, nos intestinos, nos músculos e nos tecidos ricos em lipídeos do sistema nervoso. Nas mulheres os lipídeos essenciais também envolvem lipídeos específicos ou característicos do sexo e isso faz uma diferença do 9% em relação à contribuição nos homens.

Tabela 1. Distribuição dos componentes corporais em homens e mulheres. Componentes do corpo Homem "modelo" (kg e %) Mulher "modelo" (kg e %) Massa corporal Massa corporal magra (inclui os lipídeos essenciais) Músculo Osso Lipídeos totais Total Armazenamento Essenciais

70 61,7 (88,1) 31,3 (44,7) 10,4 (14,9) 10,5 (15,0) 8,4 (12,0) 2,1 (3,0)

56,7 48,2 (85,0) 20,4 (36,0) 6,8 (12,0) 15,3 (27,0) 8,5 (15,0) 6,8 (12,0)

Desconhece-se quanto dessa diferença na porcentagem de lipídeos se deve a diferenças biológicas. Uma das hipóteses é que as diferenças hormonais têm um papel preponderante.

As potências anaeróbica e aeróbica não ficam fora dessa distinção. Conseqüentemente com o exposto em cima, as diferenças entre os sexos deveriam ser grandemente reduzidas ou eliminadas se o rendimento for expresso em relação com algum componente corporal. Nos dados disponíveis, nem sempre isso acontece. As diferenças na capacidade de potência anaeróbica e de potência aeróbica, ficam por volta do 20 % (quando se mede o topo no déficit de oxigênio, uma medida válida da capacidade anaeróbica) e entre 15 e 30% (quando se mede VO2 max. em mL/(kgxmin), uma medida válida da capacidade aeróbica). As atletas ainda têm uma proporção de lipídeos maior do que os homens (em média, 15 %), por tanto a relativização do volume de oxigênio à massa corporal não é suficiente. Outros fatores vão sendo considerados: a concentração de hemoglobina, que nas mulheres é entre 10 e 14 % menor que nos homens, o que é atribuído ao maior nível de testosterona masculina, diminui a diferença encontrada na potência aeróbica para 11 %.

A diferença na oxidação de substratos no exercício aeróbico entre homens e mulheres, é tema de discussão recente nas revistas especializadas e dos exercícios apresentados em baixo. Uma das medidas que os pesquisadores utilizam para avaliar o substrato metabolizado é a taxa de intercâmbio respiratório ou respiratory exchange rate (RER). A oxidação completa de CHO e lipídeos, produz CO2 e H2O; no caso das proteínas se geram também compostos nitrogenados e enxofrados. Devido às diferenças na composição química de CHO, lipídeos e proteínas, a quantidade de oxigênio necessário para oxidar completamente os átomos de hidrogênio e carbono a CO2 e H2O, é diferente dependendo do substrato. Portanto, a relação CO2 produzido/O2 consumido será diferente e é usada como indicativa do substrato que é usado. Como a relação H/O nos CHO é a mesma que na água (2:1), todo o oxigênio consumido será usado para oxidar o carbono a CO2; em conseqüência, o RER = 1. Nos lipídeos e nas proteínas, mais oxigênio é requerido para a oxidação do excesso de hidrogênio e dos compostos nitrogenados e enxofrados, respectivamente; portanto o RER <1 (geralmente RER = 0,7). O RER é



normalmente indicativo de uma oxidação mista dos nutrientes (tipicamente CHO e lipídeos porque a contribuição das proteínas é pouco significativa numa dieta normal), e da contribuição de cada um deles dependendo de seu valor.

Exercícios 1- Vários estudos mostraram que, para uma dada intensidade de exercício

absoluta, treinamentos de curta e longa duração, mudam o balanço de utilização de substrato de CHO para lipídeos (Ver exercício... já analisado).

Os dados disponíveis sobre as diferenças entre os sexos na utilização do substrato para a obtenção de energia, sugerem que, no repouso e para intensidades submáximas de exercício, as mulheres oxidam uma menor proporção de carbohidratos (CHO) relativo aos lipídeos do que os homens (Friedlander, 1998).

O objetivo deste problema e analisarmos alguns dos dados estudados pelos pesquisadores e discutirmos as conclusões às que eles chegaram.

a) A diminuição no fluxo de glicose que ocorre após treinamento é um indicador

de mudança no substrato utilizado de CHO para lipídeos ( porque? ). Observe os dados na Figura 1a,b referentes ao fluxo de glicose sangüínea. Há uma diferença no fluxo de glicose após o treinamento? Homens e mulheres seguem o mesmo padrão de fluxo de glicose como resposta ao treinamento e a intensidade do exercício? Qual é a diferença entre comparar o consumo de glicose em função da capacidade aeróbica medida como mL/(kgxmin) e como porcentagem do VO2 max?

Figura 1. Relações entre a taxa de desaparição de glicose (Rd) e a intensidade de exercício para homens e

mulheres. (a) intensidade de exercício expressada como VO2 por kg de massa corporal e (b) intensidade de exercício expressada como % de VO2max. Os valores são médias +/- SE de medidas de derivados [1-13C]-glicose usando GCMS (cromatografia gasosa com espectrometria da massa ). b) Os pesquisadores também observaram os dados referentes à taxa de intercâmbio respiratório ou respiratory exchange rate (RER) (Tabela 1). Que indicam as diferenças na RER registradas entre homens e mulheres?

Tabela 1. Parâmetros indicadores da cinética da glicose em mulheres e homens, seguindo protocolos de exercício e treinamento semelhantes.

Repouso Exercício Variável Sexo Pré

treino Pós

treino 65% VO 2max (Pré treino)

65% VO 2max (Pós treino)

F 0,84 0,81* 0,92 0,87* RER M 0,86 0,86* 0,94 0,94*



F 0,91* 0,85 2,86 2,12* Lactato no plasma (mM) M 0,78* 0,85 3,25 2,66*

?? = significativamente diferente entre os sexos.

c) Analise os gráficos relativos às concentrações de epinefrina (Figura 2) antes e depois do trenamento em homens e mulheres, e observe as diferenças nos níveis de lactato no plasma (Tabela 1). Qual seria um dos mecanismos pelo qual as mulheres oxidariam menos CHO que os homens?

0

50

100

150

200

250

300

350

Pré Pós 65% (pré) 65% (pós)

epin

efrin

a (p

g/m

l)

mulheres

homens

*

Repouso Exercício

Figura 2. Comparação entre as concentrações de epinefrina em homens e mulheres antes e depois do treinamento. * = significativamente diferente respeito das mulheres

2. É sabido que a prática de exercício ao longo prazo (endurance training) ,

aumenta o uso de lipídeos endógenos como fonte de energia durante o exercício, porém a fonte de triglicerídeos adicionais oxidados após o treinamento é matéria de discussão e poderia ser diferente dependendo do sexo das pessoas consideradas.

Dados e um estudo feito em homens que fizeram ciclismo durante pelo menos três meses, mostram que o exercício sustenido não incrementou a oxidação de ácidos graxos plasmáticos, sugerindo que o acréscimo na oxidação de graxas após treinamento, é derivada de triglicerídeos intramusculares.

Dois estudos feitos em mulheres e publicados em 1998 e 2000, mostram diferentes resultados sobre o efeito do exercício ao longo prazo sobre o metabolismo de lipídeos em mulheres.

No primeiro estudo a prática foi feita após 4-6 hs do café da manhã (a refeição noturna tinha sido de 505 kcal: 52% de COH - 32% de lipídeos – 16% de proteínas e o café da manhã de 300 kcal: 83% de COH – 17% proteínas) (Figura 1).

No segundo estudo, a prática foi feita após jejum de 12 hs e uma refeição noturna de aproximadamente 690 kcal (60% COH – 25% graxas – 15% proteínas) (Figura 2).



Figura 1.

Figura 2. * : significativo respeito dos não treinados O que você pode dizer do aproveitamento de lipídeos como fonte de energia em mulheres durante o exercício comparando as duas figuras? A que variáveis você pode atribuir as diferenças? Compare com o resultado do estudo feito em homens e discuta se é possível afirmar se há ou não diferença entre os sexos em relação com o aproveitamento de lipídeos durante o exercício com os dados disponíveis (O estudo em homens, foi feito após jejum de 12 hs.) 18.3. Obesidade

Em 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 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.

*

*



Exercícios: Em um estudo exaustivo (Malenfant P et al., 2001), vinte pessoas obesas

(entre homens e mulheres) foram avaliadas após dieta de baixo conteúdo de lipídeos e após dieta mais exercício sustenido, na variação de suas medidas antropométricas (Tabela 1 e 2), nos níveis de reservas energéticas musculares (glicogênio e triglicerídeos) (Figuras 1 a, b) e nos níveis de enzimas mitocondriais indicadores de mudança de metabolismo energético (Figura 3).

1. O que você poderia dizer considerando as variáveis medidas na Tabela 1,

respeito dos resultados obtidos após dieta e dieta mais exercício? Observe as diferentes medidas de massa corporal e discuta o que aconteceu com o peso. Há uma tendência à mudança no metabolismo baseado no RER? Segundo a Tabela 2, há diminuição de lipídeo no músculo? E do tamanho das fibras musculares? Tabela 1. Variáveis antropométricas, metabólicas e plasmáticas transitórias (fasting plasma variables) em pessoas obesas antes, depois de dieta e depois de dieta e exercício de resistência.

Os valores são as médias ? SE. IMC = índice de massa corporal. * = significativamente diferente de Sem dieta; ! = significativamente diferente de Com dieta; $ = significativamente diferente dos obesos. Tabela 2. Mudanças morfológicas de tipo de fibras musculares em pessoas obesas. * = significativamente diferente do Tipo I, # = significativamente diferente do Tipo I e do Tipo II A.

Fibra Tipo I Fibra Tipo II A Fibra Tipo II b Pré D D + E Pré D D + E Pré D D + E

Tamanho da fibra (µm)

6,231 ? 503

5,366 ? 451

5,979 ? 303

6,138 ? 497

4,667 ? 355

5,116 ? 336

4,874 ? 444

3,610 ? 274

3,849 ? 407

Número de agregados lipídicos

251 ? 58

253 ? 30

243 ? 37

165 ? 44

150 ? 14*

143 ? 32*

77 ? 18*

82 ? 12#

68 ? 14*

2) Os pesquisadores também mediram o conteúdo de lipídeo e de glicogênio

intramuscular em um total de 100 fibras representativas, tomando em conta o tamanho e a distribuição dos distintos tipos. Estas medidas dão informação sobre o total armazenado no músculo (Figura 1 a, b). Discuta a que se deve a tendência à diminuição nos níveis de lipídeos no músculo após dieta. Você esperava diminuição significativa nos níveis de glicogênio após dieta? E a sua recuperação após dieta mais exercício?

a)

Sem dieta Com dieta Com dieta + exercício

Control

Idade (anos) 42 ? 2 42 ? 2 42 ? 2 39 ? 3 Peso (kg) 100 ? 6 89 ? 4* 84 ? 4* 67 ? 3 $ IMC (kg/m2) 34 ? 1 31 ? 1* 29 ? 1* 24 ? 1 $ Massa graxa no tecido adiposo (kg) 39 ? 3 30 ? 3* 23 ? 1*! Massa corporal magra (kg) 61 ? 5 59 ? 5 62 ? 4 Gasto energético (kcal/min) 1,6 ? 0,3 1,1 ? 0,1 1,1 ? 0,1 Taxa de intercâmbio respiratório (RER) 0,78 0,77 0,81 FFA (mmol/l) 0,5 ? 0,1 0,5 ? 0,1 0,5 ? 0,1 Triglicerídeos (mmol/l) 1,6 ? 0,3 1,2 ? 0,3 0,9 ? 0,1*



b)

Figura 1. Conteúdo de lipídeo (a) e de glicogênio (b) intramiocelular total. Pré

= antes do treinamento; D = com dieta; D + E = com dieta mais exercício. * = significativamente diferente dos obesos antes e depois de D e D + E.; # = significativamente diferente da situação inicial (Pré). UA = unidades arbitrarias.

4) Observe os níveis das enzimas indicadoras do metabolismo. Nem a dieta

nem a dieta mais exercício resultaram em mudanças estatisticamente significativas, mas houve um aumento de 37 % e de 22% nas atividades de CS e de COX, respectivamente. Além disso, a relação PFK/CS foi maior que às dos controles após a dieta mas se normalizou após dieta mais exercício. O que estão indicando estas mudanças?

Tabela 3. Atividades enzimáticas no músculo esquelético de indivíduos

adultos obesos antes e depois de dieta e dieta mais exercício. Os dados são médias ? SE. As unidades são U/g de tecido. PFK = fosfofructokinase; CS = citrato sintase; COX = citocromo c oxidase; HADH = 3-hidroxiacetil-CoA deshidrogenase. * = significativamente diferente dos controles. Pré D D + E Control PFK 64 ? 4 * 65 ? 4 * 59 ? 4* 46 ? 4 CS 9,7 ? 1,1 10,0 ? 0,7 13,3 ? 1,6 10,0 ? 0,7 PFK/CS 7,1 ? 1,0 * 6,8 ? 0,8 * 4,6 ? 0,4 4,7 ? 0,4 COX 6,9 ? 0,5 * 6,4 ? 1,0 * 8,4 ? 0,9 8,1 ?0,8 HADH 15,0 ? 1,6 15,0 ? 1,4 16,2 ? 0,7 14,2 ? 0,5

5) Após o discutido em cima, é possível concluir que o exercício não é

recomendável para pessoas obesas? Justifique a sua resposta.



18.4. 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 freqüentes 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 conseqüência 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 declinar. Vários estudos indicam que com aumento da idade as taxas de sínteses das proteínas musculares misturadas ou mixed muscle protein (responsáveis pela produção anaeróbica de ATP), e as das proteínas mitocôndrias (responsáveis pela produção aeróbica de ATP), diminuem com a idade. No entanto, essas taxas de sínteses representam a média da taxa de síntese de várias proteínas. Como cada proteína tem diferentes funções, uma melhor aproximação ao entendimento da sarcopênia pode resultar do estudo das taxas de sínteses de proteínas individuais. A cadeia pesada da miosina (ou MHC) é a proteína principal no aparelho de contração muscular, convertendo a energia química (hidrólise do ATP em ADP) em mecânica. As várias isoformas da MHC diferenciadas pela sua atividade ATPase em diferentes pHs (MHCI, MHCIIa e MHCIIb) compõem as fibras musculares em diferentes proporções estequiométricas. A isoforma dominante, determina o tipo de fibra. Exercício: 1- Um grupo de pesquisadores estudou os níveis dos RNA mensageiros das três isoformas da MHC em homens jovens (24 ? 1 a), maduros (25 ? 0,8 a) e idosos (71 ? 1 a), e o efeito de um programa de treinamento ao longo prazo (resistance training) na tensão muscular (strength) e nos níveis de transcritos da MHC. Como resultado do programa de treinamento, os pesquisadores observaram melhorias significativas nos movimentos estudados (extensão da perna, flexão da perna e bench press) e foram observar os níveis de RNAm antes e depois do treinamento. Os resultados foram os das Figuras 1, 2 e 3 . a- Baseado na Figura 1, que pode dizer respeito da regulação transcricional nas diferentes isoformas.?



Figura 1. Efeito da idade nos níveis de RNAm das isoformas MHC. * = significativo respeito do grupo jovem; # = significativo respeito do grupo maduro. b- O treinamento de resistência (nas condições da experiência que mostra a Figura 2) reverteu as diferenças observadas ao nível de transcrição em maduros e idosos?

Figura 2. Efeito do exercício ao longo prazo sobre os níveis de RNA das isoformas de MHC. Homens e mulheres maduros e idosos foram escolhidos aleatoriamente dos grupos originais para fazer o exercício ou ficar como controles durante 3 meses * = significativamente diferente de Antes de fazer o exercício (no caso do Grupo que fez). c- Os mecanismos da senescência não estão bem definidos. Os pesquisadores indicam que uma das hipóteses é que a senescência é o resultado da progressiva acumulação de danos no DNA e tecidos causados pelas EROS. Qual é a relação entre esta colocação e os resultados dos experimentos? d- Finalmente, os pesquisadores avaliaram a taxa de síntese proteica das MHCs em su conjunto, observando um aumento após exercício. Qual seria a contribuição a esse aumento das diferentes isoformas?



Figura 3. Efeito do exercício ao longo prazo (vs. Controle) sobre a taxa de síntese da MHC (considerando as três isoformas juntas) e sobre às das proteínas musculares misturadas. Não houve diferenças entre as idades na resposta ao exercício. * = significativamente diferente de Antes de fazer o exercício (no caso do Grupo que fez). e- Discuta uma das possíveis causas da sarcôpenia e o tipo de movimento que seria mais afetado na velhice.

DOPING


19. Doping 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. A dopagem 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 esportista.

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 defin ição que mais concorda com a prática é: "Dopagem é tomar qualquer substância contida na lista oficial publicada pelo COI e o Conselho Superior dos Esportes".

Dois mecanismos gerais de ação hormonal.

Os hormônios peptídicos e as aminas são de ação mais rápida que os hormônios esteróides

Esteróides anabolizantes Os esteróides anabolizantes são hormônios sintéticos análogos da testosterona. No organismo 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.


Mecanismo de ação dos hormônios esteróides:

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.

Por quanto tempo os esteróides anabolizantes permanecem detectáveis no organismo?

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.

Agora estudaremos um modelo de ação hormonal desde o nível celular até seus

efeitos metabólicos no organismo como um todo, tomando como modelo o cortisol.

O uso excessivo de esteróides suprime a espermatogênesis. Em atletas que

tinham usado esteróides por três meses, a contagem média do esperma foi menos de 20 milhões/ml, a diferença daqueles que tinham parado seu uso por 24 meses


antes da contagem calculando a média de 84 milhões/ml. As pesquisas não observaram nenhuma diferença com respeito à mobilidade do esperma.

Isto foi mais extensivamente estudado com testosterona enantato, para o

qual os atletas foram injetados semanalmente durante seis meses com diferentes dosagens da testosterona. Depois do tempo estipulado se notou uma redução na contagem das populações de esperma das diferentes dosagens.

Os esteróides anabólicos são chamados anabólicos porque incrementam a sínteses de proteína através das interações com os receptores específicos nos tecidos alvos que incluem o músculo esquelético, cardíaco e outros.

Os hormônios esteróides podem passar através da membrana celular e entrarem na célula por simples difusão, dentro da célula ligam-se ao seu receptor; o complexo receptor-hormônio interage com o sitio do receptor nos cromossomos estimulando a transcrição gênica obtendo como resultado final deste processo enzimas e proteínas estruturais.

Os esteróides anabólicos competem com os receptores dos glucocorticoides, tendo por resultado um efeito anti-catabólico obstruindo a inibição da síntese de proteínas. Os distribuidores de esteróides recomendam exercitar-se antes, durante e depois do uso dos esteróides sempre com esforços máximos, alem de uma dieta rica em proteínas e rica em calorias. Freqüentemente, são experimentados aumentos de euforia e agressividade pelos consumidores, estimulando a praticar por períodos mais longos e sem experimentar fadiga.

Em agosto de 1999, na Universidade do Texas, foi realizado um estudo sobre a efetividade da oxandrolona, que é um análogo sintético da testosterona, em promover a síntese de proteína muscular e o transporte de aminoácidos. Seis jovens saudáveis com idade média de 22 anos foram estudados antes e depois de 5 dias de oxandrolona via oral, na dose de 15mg/dia. Foram medidos mRNA, IGF-1 e receptores androgênicos em músculo esquelético. A síntese protéica sofreu aumento ao redor de 53,5 nmol/min. O mecanismo de ação é predominantemente por aumento de expressão do receptor androgênico no músculo esquelético.

Os experimentos que indicam que as condições musculares foram melhoradas pelo uso dos esteróides ainda não são aceitas por toda a comunidade científica.


Uma pesquisa sob o decanoato de nandrolona (Deca-Durabolin) concluiu que os esteróides anabólicos podem promover o aumento do peso em pessoas com HIV, segundo o reporte da 11º Conferência Internacional sob HIV em Vancouver 1996, foi efetuada em 73 pessoas com baixo nível de testosterona, fadiga, depressão, e com o placebo; foi administrado 100 mg de nandrolona intramuscular uma vez por semana . Depois de 12 semanas, todos as pessoas foram estimuladas a fazer exercício.

Depois das 12 semanas, o grupo submetido ao tratamento ganhou um total de 1.0 kg, em comparação de 0.1 kg do grupo placebo.

Têm sido realizados muitos estudos e experimentos sobre os efeitos dos anabolizantes esteróides androgênios e o colesterol sangüíneo. Enquanto que o consenso geral era de que os esteróides elevavam os níveis de colesterol do soro plasmático, resultando num aumento do colesterol total, um aumento do colesterol LDL e uma diminuição do colesterol HDL. (transporta colesterol para o fígado, aonde ele é metabolizado).

O HDL colesterol transporta as partículas de colesterol para o fígado, aonde serão metabolizadas. O LDL colesterol pode se concentrar nas paredes das artérias e assim limitar a quantidade de sangue que vai para o coração e outros tecidos, aumentando o risco de que ocorra um ataque cardíaco; este risco aumenta ainda mais com a elevação do nível de triacilglicerídeos no plasma sangüíneo.

A redução da HDL é devido à estimulação da atividade da triacilglicerol lipase hepática uma enzima que regula os ácidos graxos plasmáticos. A estimulação desta enzima leva a redução primaria da subfração HDL-2 do colesterol e da apoproteína-A1.

A redução da HDL é considerada um fator de risco para doenças da artéria coronária. Na Framingham Heart Study foram feitos estudos para avaliar este fator de risco, onde compararam o nível inicial de 50 mg/ml de HDL com uma redução a 25 mg/dl, obtendo como resultado o aumento do risco em três vezes mais.


Questionário

1. Na sua opinião qual seria a melhor definição de dopagem? 2. Qual é o precursor básico dos esteróides anabolizantes? 3. Quais são os hormônios que levam ao aumento direto da transcrição gênica? 4. Qual é a concentração da testosterona no plasma sangüíneo? 5. Quais são os efeitos colaterais causados pela administração de altas doses de

testosterona em homens ou mulheres? 6. Você acha que o consumo de hormônios esteróides tenha algum efeito sob a

esterilidade. 7. Porque os hormônios esteróides são chamados de anabólicos? 8. Um treinador propõe a um atleta diabético que consuma alguns esteróides

para aumentar seu rendimento físico. O que você acha que poderia acontecer? Explique.

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

Anfetaminas

As anfetaminas são potentes agonistas catecolaminérgicos (induzem liberação de catecolaminas pelas terminais nervosas). 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 nestas 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 diabéticos.

Finalmente, trabalhos recentes em animais de laboratório mostram que o uso continuado de anfetaminas pode levar a produzir lesões irreversíveis nas células do cérebro.


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 desidrogenase 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.

Uma pesquisa feita com nove ciclistas competitivos, com um VO2 máx de 60 ml/kg/min, demonstrou que consumindo a quantidade de cafeína encontrada geralmente em 2,5 copos do café filtrado (350 mg) 60 minutos antes de exercitar, aumenta o tempo de exercício total até a exaustão em 19.5%, em comparação àqueles que não consumiram cafeína. Os atletas podiam executar exercícios por


uma média de 90,2 minutos em comparação com um período muito mais curto de 75,5 minutos, sem cafeína.

Na pesquisa, a cafeína consumida produziu níveis plasmáticos maiores de glicerol e valores de QR menores para todas as comparações temporais. A utilização dos valores de QR permitiu aos pesquisadores calcular a oxidação dos carboidratos durante os exercícios (cerca de 240 g de carboidratos em ambos ensaios). Em contraste, a oxidação das gorduras em cafeína foi (118 g) maior que em descafeínado (57 g).

Esta pesquisa demonstrou que a ingestão de cafeína acelerava o ritmo de lipólise durante o exercício constante. Um maior ritmo de lipólise poderia evitar a depleção do glicogênio no fígado e nos músculos esqueléticos durante os exercícios e, subseqüentemente, aprimorar o desempenho.

D

D

C

C

D

C


Conteúdo de cafeína em alimentos populares, bebidas, refrigerantes e preparações medicamentosas.


Questionário

1. Quais são as drogas que afetam o SNC e de quais outros produtos naturais podem ser obtidos?

2. Qual é o efeito metabólico das anfetaminas no músculo? 3. Em que medicamentos podemos encontrar cafeína? 4. Como a cafeína regula o AMP cíclico, e qual seria a conseqüência disso? 5. Porque é arriscada a utilização de anfetaminas em atletas diabéticos?

Explique.

Hormônios peptídicos

Os hormônios peptídicos são substâncias naturais cuja molécula é formada por dois aminoácidos ligados (um peptídeo). Sua função principal é a fixação de proteínas no organismo. São utilizados em esportes de potência ou força pura, como arremesso, ciclismo, remo e levantamento de peso.

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.

Questionário

1. Em quais esportes são mais utilizados os hormônios peptídicos? Porque?

2. Qual hormônio peptídico é considerado equivalente à administração exógena de testosterona?

3. Porque muitas atletas engravidam antes das competições?


4. Como a corticotropina estimula a secreção dos hormônios esteróides?

5. Qual é a diferença no modo de agir dos esteróides anabólicos e os hormônios peptídicos?

6. Em maio de 1999, o Instituto de Medicina Legal de Strasbourg, França, realizou testes em dois fisiculturistas que portavam hormônios, eles alegaram ser apenas para consumo pessoal e não para tráfico. A comissão decidiu fazer um teste dos cabelos e do sangue dos esportistas. Quais poderiam ser os possíveis resultados? Se os esportistas tivessem consumido EPO, qual seria o resultado esperado?

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 mecanismo para a captação de oxigênio pelo sangue são melhorados e maximizados. Porem começaram a ocorrer casos sérios de o 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%.


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; alem de estimular o crescimento da cartilagem e dos ossos produzindo gigantismo e acromegalia.


Questionário

1. Quais são os efeitos causados pela EPO no sangue?

2. Porque é arriscada a utilização de altas concentrações de EPO? Explique.

3. Pode-se falar em dopagem quando se encontra um número alto de hemáceas em pessoas que moram em lugares de altitudes elevadas? Porque?

4. O que são as câmaras de descompressão?

5. O que acontece no sangue na reinfusão sangüínea?

6. Como age a somatotropina?

7. Porque se atribui um efeito diabetogênico a somatotropina?


20. Suplementos 1. Para testar a eficiência da L-carnitina foi elaborado o seguinte experimento:

Foram tomados dois grupos de ratos sedentários; o grupo suplementado com L-carnitina (S) e o grupo de controle (C). O grupo dos suplementados foi subdividido em três grupos: um suplementado com 0,1g de L-carnitina . kg-1 de massa corporal (S0,1 ), outro com 1,0 g de L-carnitina . kg-1 de massa corporal (S1,0 ) e o último com 2,0 g de L-carnitina . kg-1 de massa corporal (S2,0). A suplementação foi realizada por 14 dias e 28 dias e foi servida quantidade controlada de ração para esses animais.

Abaixo mostramos os gráficos do consumo de ração de cada grupo e a variação de peso desses grupos. Com esses dados como podemos analisar a variação de massa ao longo do tempo (14 e 28 dias)? O que podemos concluir a respeito da suplementação de L-carnitina e a sua contribuição na degradação lipídica ?

800

830

860

890

920

950

Con

sum

o (g

)

C S0,1 S1,0 S2,0

Grupos

Fig. 1: Consumo médio de ração aos 14 dias de tratamento

Fig. 2: Peso absoluto

150

180

210

240

1 5 9 14

Tempo (dias)

Pes

o (g

) grupo decontrolemédia dossuplementados

Figura 2: Progressão da massa corporal (g) dos animais, aferida a cada 4 dias, por 14 dias.

SUPLEMENTOS


Fig. 4: Peso absoluto

100

150

200

250

300

1 5 9 13 17 21 25 28

Tempo (dias)

Pes

o (g

) grupo decontrolemédia dossuplementados

Figura 3: Progressão da massa corporal (g) dos animais, aferida a cada 4 dias, por 28 dias.

(Fonte: “Suplementação oral com L-carnitina em ratos: efeito sobre a concentração corporal da amina e sobre aspectos da utilização de ácidos graxos pelo músculo esquelético”. Almeida, André Luís A.R., Dissertação de mestrado apresentada ao Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, 2002)

(Fonte: LABEX – Unicamp)

2. O gráfico abaixo mostra o percentual de utilização de fosfocreatina e glicólise durante um exercício em intensidade máxima de 30 segundos. O que podemos inferir desses dados?

SUPLEMENTOS


3. A Tabela abaixo mostra a concentração de creatina nos músculos tibial anterior (TA) reto femural (RF) em um grupo submetido à suplementação com creatina (4x5g/dia) e outro com placebo (4x5g/dia), sem treinamento. Placebo Creatina Antes Depois Antes Depois Total Cr (TA) 342.3 ? 5.1 346.1 ? 7.7 335.8 ? 8.9 368.1 ? 9.7 Total CR(RF) 372.8 ? 5.7 371 ? 4.6 365.4 ? 5.5 430.9 ? 7.6 PCr/ATP 1.043 ? 0.017 1.096 ? 0.020 1.005 ? 0.021 1.246 ? 0.016

O gráfico abaixo mostra as concentrações de creatina antes e após a suplementação, administrada em diferentes doses. Os números abaixo de barra representam o período e a quantidade ingerida por dia. Os números acima indicam a quantidade total ingerida.

De acordo com os dados da Tabela e do gráfico acima, o que podemos concluir em relação a concentração de creatina após a suplementação?

SUPLEMENTOS


4. A tabela abaixo mostra a composição corporal, medida antes e após 6 semanas de treinamento de resistência, de um grupo submetido a suplementação de creatina (4x5g/dia durante 5 dias consecutivos) e placebo.

Creatina Placebo Medidas Antes Depois Antes Depois

Massa Corporal(kg) 86.7 88.7 81.6 82.0 Massa Gorda(kg) 15.6 15.7 13.1 13.6 Massa magra(kg) 71.2 72.8 68.6 68.5 Gordura corporal(%)

17.8 17.7 16.0 16.5

De acordo com esses dados, quais as alterações observadas na composição corporal? 5. Os gráficos abaixo estão relacionados com a performance em diferentes atividades. O gráfico 1 mostra o desempenho de um grupo placebo e um suplementado com creatina (20g/dia durante 5 dias) em três séries de 30s numa bicicleta (80rpm). O gráfico 2 mostra o desempenho em 10 sprints realizados numa bicicleta ergométrica durante 6 segundos com pausa de 30 segundos em intensidade máxima num grupo suplementado(20g/dia durante 5 dias).O gráfico 3 está relacionado à força, mostrando o efeito da suplementação (4x5g/dia durante 5 dias) em 1RM de flexão de braço.

Gráfico 1:

SUPLEMENTOS


Gráfico 2:

Gráfico 3:

SUPLEMENTOS


No Gráfico 1, por quê a coluna 3 apresenta um resultado próximo ao placebo. De acordo com esses dados, quais as conclusões que podemos chegar em relação à performance? 6. O gráfico abaixo se refere à concentração de lactato no sangue em um grupo suplementado com creatina (20g/dia durante 5 dias) e um grupo placebo colhido após cada um dos 10 sprints em bicicleta ergométrica (6segundos com 30 segundos de pausa) em intensidade máxima.

O que podemos inferir sobre a diferença observada nos dois grupos? 7. O gráfico abaixo mostra a relação entre a concentração de fosfocreatina (bolinha branca) e creatina (quadradinho preto) obtidos através de biópsia muscular nos tempos 0, 20, 60 e 120 segundos após uma contração máxima em um grupo suplementado com creatina (20g/dia durante cinco dias). Os símbolos vazios se referem a resultados obtidos antes da suplementação e os cheios após a suplementação.

SUPLEMENTOS


Discuta qual a concentração de Pc nos dois grupos após 20, 60 e 120 min de recuperação? 8. ? – Hidroxi – ? – Metilbutirato (HMB) é um suplemento utilizado como anticatabólico, ou seja, os usuários procuram minimizar possíveis perdas de massa magra decorridas pelas horas de treinamento intenso. Entretanto outros efeitos têm sido observados com o uso desse suplemento (como veremos adiante). Uma estratégia para aumentar a eficácia do treinamento é a tentativa de atenuar o turnover protéico com a nutrição. Isso mostraria resultados no ganho massa e diminuição no tempo ou intensidade do treino. O metabólito da leucina (HMB) tem demonstrado ser um candidato no decréscimo da proteólise muscular e aos danos aos músculos, aumentando o ganho de massa magra.

Experimentos realizados com a suplementação de HMB em dois grupos (placebo e suplementado) durante 8 semanas, sob treinamento, obtiveram os seguintes resultados:

SUPLEMENTOS


50

52

54

56

mas

sa m

agra

(kg

)Fig. 1: Massa magra

semana 0

semana 4

semana 8

placebo HMB

Figura 1: massa magra nas semanas zero, quatro e oito de um programa de treinamento com adultos consumindo 3g/dia de HMB ou 3g/dia de placebo.

Fig. 2: Porcentagem de gordura corporal

-1

-0,5

0

0,5

1 2 3 4

Var

iaçã

o d

a %

de

go

rdu

ra c

orp

ora

l

placebo

HMB

Figura 2: Variação da porcentagem de gordura corpórea após 8 semanas de treinamento em adultos consumindo 3g/dia de HMB ou 3g/dia de placebo. (Fonte:Matthew D. Vukovich, Nancy B. Stubbs e Ruth M. Bohlken; Body composition in 70 year old adults responds to dietary ? – Hidroxy – ? – Methilbutyrate similarly to that of young adults, Journal of Nutrition, 2001, 2049-2052) 9. O que se pode afirmar a respeito da suplementação de HMB? 10. Como você explicaria os dados obtidos nesses experimentos? 11. Que ações metabólicas estão sendo constatadas nesses experimentos para o HMB?

Outros experimentos de metodologia similar foram realizados obtendo-se resultados parecidos, como podemos ver na tabela abaixo:

SUPLEMENTOS


Entretanto um experimento realizado com 37 adolescentes (homens), submetidos a seções de exercícios 3 vezes por semana e utilizando 76mg/kg dia de HMB (o equivalente a 3-6g por dia) demonstraram resultados diferentes.

O grupo suplementado com 38mg/kg dia mostrou um grande acréscimo no torque do pico isométrico e o grupo suplementado com 76mg/kg dia apresentou um aumento no pico isocinético

A atividade da creatina quinase plasmática foi maior no grupo não suplementado do que nos grupos de 76mg/kg dia ou 38mg/kg dia, medidos 48h após o início do treinamento. Em contrapartida nenhuma alteração na massa gorda foi observada nos três grupos. No entanto o grupo de 38mg/kg dia apresentou um aumento na massa magra (ver tabela a seguir).

mg . kg-1 . dia-1

0 38 76 N 14 12 11 Idade 22,3 ? 0,9 21,0 ? 0,9 21,8 ? 1,1 Altura (cm) 178,8 ? 2,8 180,7 ? 1,6 181,8 ? 2,6 Antes (kg) 77,2 ? 4,0 76,1 ? 2,7 81,7 ? 5,3 Depois (kg) 77,6 ? 3,8 78,2 ? 2,7 81,8 ? 2,1 Massa magra (kg) Antes 65,3 ? 2,5 64,4 ? 1,6 69,2 ? 3,0 Depois 65,3 ? 2,2 66,3 ? 1,6 69,0 ? 3,0 Variação 0,0 ? 0,1 1,9 ? 0,6 -0,2 ? 0,5

12. Que conclusões podemos tirar acerca desses dados? A que você atribui a diferença dos resultados obtidos?

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Nissen et al.1996 -

homens 19a 29 anos

Nissen et al.1996 -

homens 19 a 22 anos

Kreider et al.1999 -

homens ~25 anos

Panton et al.2000 -

mulheres ~24anos

Panton et al.2000 -

homens ~27anos

Gallagher etal. 2000 -

homens 18a 29 anos

Presenteestudo -

homens emulheres ~70

anos

% d

e m

assa

mag

ra g

anh

a p

or

sem

ana

SUPLEMENTOS


Em um informe publicitário do produto PowerBar, publicado na revista

“Academia Esportes” ano 3, nº 14 de 2002, constam as seguintes informações: O carboidrato é considerado o “combustível” mais eficiente para os músculos em funcionamento. É armazenado nos tecidos musculares sob a forma de glicogênio e é utilizado como primeira fonte de energia para o corpo. O carboidrato é essencial para a prática de qualquer atividade física, seja ela de baixa ou alta intensidade. 1) Você considera que o uso de suplementação de carboidratos é necessário a todos os praticantes de atividades físicas? Quando você recomendaria a ingestão de carboidratos a um esportista? 2) Nessa mesma propaganda, o anunciante cita um artigo publicado por McArdle, W.D. et al no livro Sports and Exercise Nutrition 148:152,1999:

Quanto mais longo ou intenso o exercício, maior a utilização do carboidrato como combustível, e maior a possibilidade de você se esgotar ou seu rendimento cair.

Junto a esta declaração aparecem os gráficos seguintes:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

descanso leve e moderado alta intensidade ecurta duração

alta intensidade elonga duração

alta intensidade ealtíssima duração

gordura

carboidrato

proteína

Figura 1

SUPLEMENTOS


02 04 0

6 08 0

1 0 01 2 0

1 4 01 6 01 8 0

d i e t a b a i x a e mc a r b o i d r a t o s

d i e t a n o r m a l d i e t a r i c a e mc a r b o i d r a t o s

tem

po

de

ex

au

stã

o (

min

)

Figura 2

1) Você concorda com a afirmação da propaganda? 2) Preencha a coluna vazia da Figura 1 para exercícios de alta intensidade e

duração ainda mais longa do que o da última coluna apresentada. 3) Quais tipos de exercícios apresentados na Figura 1 são aeróbios e quais

são anaeróbios? 4) Por que no exercício de alta intensidade e curta duração há predomínio da

utilização de carboidrato? 5) A propaganda ainda questiona como potencializar a recuperação pós-

exercício. Há gasto de proteína durante o exercício? 6) A concentração protéica normal é restabelecida durante o período diurno

ou noturno? E os estoques de glicogênio? 7) Justifique a resposta à questão anterior com base na razão

insulina/glucagon ao longo do tempo. Para responder essa questão use a tabela abaixo:

Período

absortivo (2 a 4h)

Período pós-absortivo (12h)

Jejum de 3 dias

Glicose (mM) 6,7 4,4 3,6 Insulina (?m/ml) 100 15 7 Glucagon (? g/ml) 80 100 150 Insulina/glucagon 1,25 0,15 0,05

8) Que procedimento você sugere que sejam realizados para melhorar a

recuperação após o exercício físico? 9) Quais as conseqüências do uso de carboidratos durante a atividade física?

Como a relação adrenalina/insulina/glucagon influencia o uso de substratos para a obtenção de energia?

10) Como devemos proceder à ingestão de carboidratos antes da atividade física para melhorarmos a performance do atleta?

11) A partir de que tipo de nutriente é refeito o glicogênio utilizado durante o exercício?

SUPLEMENTOS


A maltodextrina é um oligossacarídeo de glicose, com ramificações ? (1? 6). Chamado de carboidrato complexo devido à sua longa cadeia, é encontrado naturalmente na batata e na mandioca. A sua digestão e absorção se dão de maneira mais lenta que a da glicose ou da sacarose. Produtos industrializados como o Carb Up? possuem maltodextrina e frutose nos seus ingredientes.

Informações nutricionais do Carb Up gel: Energia Proteínas Glicídios Lipídios 1 sachê (30g)

80 kcal 0g 20g 0g

Em 100g 266 kcal 0g 66,6g 0g

A suplementação com maltodextrina tem sido recomendada para repor as reservas de glicogênio gastas durante a atividade física e ao mesmo tempo evitar picos glicêmicos. Você concorda que esse produto tem essa capacidade? Você conseguiria propor uma explicação para a sua resposta? 12) O consumo da frutose teria alguma vantagem sobre o consumo da

sacarose? 13) Podemos apontar diferenças entre os suplementos de carboidratos na

forma de barras, em pó (para o preparo de soluções) ou gel? 14) A partir de que tipo de nutriente são refeitas as proteínas utilizadas

durante o exercício? 15) O aumento de massa magra tem relação direta com a quantidade de

proteínas ingeridas? 16) Para uma pessoa que pretende ganhar massa magra seria adequado

ingerir suplemento protéico ou de carboidrato?

SUPLEMENTAÇÃO DE AMINOÁCIDOS


21. 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 pode necessitar de 1,5 – 2,0g de proteína/kg de peso corporal. Essa quantidade é facilmente obtida das fontes protéicas de uma dieta saudável.

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.

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.

Composição nutricional do Whey Protein

Composição Nutricional por 100g Proteínas 80g Gordura 6g Carboidratos 5g H2O 9g Composição nutricional do Power Bar (Protein Plus)

Composição Nutricional por 100g Proteínas 31g Gordura 6,5g Carboidratos 50g



Composição nutricional de alguns alimentos

Carne de Boi por 100g Proteínas 22g Gordura 2,4g Carboidratos - H2O 75g

Soja por 100g Proteínas 33g Gordura 16g Carboidratos 36g H2O 9g

Frango por 100g Proteínas 25g Gordura 1,6g Carboidratos 0g H2O 70g Com base nos dados das tabelas acima você acha indicado o uso do suplemento Whey Protein ou do Power Bar (Protein Plus)? Existem algumas situações aonde o seu uso fosse mais indicado ou menos indicado? Proteínas são constituídas de aminoácidos e sofrem digestão para poderem ser absorvidas no tubo digestivo. Qual seria a diferença de uma suplementação protéica para o uso de suplementos a base de aminoácidos? A recomendação de 2g de proteína/kg faria com que um atleta que pesasse 80kg tivesse a necessidade de ingerir 160g de proteína por dia. Esse valor seria suprido com a ingestão diária de cerca de 320g de frango, sem levar em consideração qualquer outro alimento ingerido durante o dia e que fosse constituído por proteína (cereais, ovos, leite, etc). Com essas informações você acha necessário uso de suplementos proteicos? Num experimento realizado com humanos, foi dada uma dieta a base de carboidratos (como estímulo à liberação de insulina) e aminoácidos e medido a porcentagem de síntese de proteína muscular. Os resultados se encontram na Fig.1:



0

0,1

0,2

Basal PE PE + Ins PE + AA

Sín

tese

de

Pro

teín

a M

usc

ula

r (%

/h)

Fig. 1: Síntese de proteína muscular no descanso (Basal); após o exercício de resistência (PE); após exercício de resistência e durante hiperinsulinemia local (PE + Ins) e após exercício de resistência e durante sistema hiperaminoacidêmico (PE + AA).

O mais potente iniciador da síntese protéica no músculo é uma combinação de exercício de resistência e elevada taxa de aminoácidos disponíveis. Esse pressuposto justifica uma suplementação por aminoácidos? A hipótese do Overtraining e o BCAA propõe que a suplementação desses aminoácidos diminuiria a concentração plasmática do triptofano, precursor da serotonina, substância responsável pela fadiga do sistema nervoso central durante a atividade física. Estudos realizados por Gastmann, Uwe A. L. e Lehmann, Manfred J. da Ulm University Medical Center, Ulm, Alemanha, chegaram aos seguintes resultados:

Treinamento de Alta Intensidade [?mol/l] Antes Depois Variação

Leu 135 133 -1,5% Ile 79 76 -3,8% Val 250 234 -6% Tyr 79 78 -1,3% Phe 50 59 -6% Trp 74 73 -1,4% fTrp 6,5 9,2 +41%

FTrp/BCAA 0,014 0,021 fTrp – triptofano livre fTrp/BCAA – razão antes (dia o) e depois (dia 28) sob treinamento de ciclismo

Você concorda com a hipótese do Overtraining e o BCAA? Justifique. Outra justificativa utilizada para a suplementação com BCAA seria a de esses aminoácidos poderiam auxiliar na manutenção do glicogênio muscular após o exercício. Veja o que mostra o trabalho de Eva Blomstrand e Bengt Saltin do Copenhagen Muscle Research Center, da Dinamarca.



0

100

200

300

400

500

Descanço Após oexercício

0,5h após 1h após 2h após

nív

el d

o g

licogên

io m

usc

ula

r

(mm

ol/k

g)

placebo

suplementadocom BCAA

(Experimento realizado por biópsia do músculo da perna com nível normal de glicogênio antes do exercício)

0

100

200

300

400

500

Descanço Após o

exercício

0,5h após 1h após 2h após

nív

el

do

gli

co

gê

nio

mu

sc

ula

r

(mm

ol/

kg

)

placebo

suplementadocom BCAA

(Experimento realizado por biópsia do músculo da perna com nível baixo de glicogênio antes do exercício)

Procure discutir esses dados e conflita-los com as hipóteses do

enunciado dessa questão.

HIDRATAÇÃO


22. Hidratação

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). Para evitar possíveis problemas associados à desidratação, uma pessoa deve consumir água antes e durante o exercício.

1) Porque a sede não é um estímulo adequado para atingir um equilíbrio hídrico?

2) O estômago é capaz de esvaziar até 1,7 litros de água por hora. Qual

volume de água (por hora) você recomendaria para fazer uma reposição hídrica durante uma atividade física?

3) O acréscimo de pequena quantidade de glicose e sódio na solução oral de

reidratação pode facilitar a captação dos líquidos depois de alcançarem a luz intestinal devido ao acoplamento ativo ou co-transporte de glicose-sódio através da mucosa intestinal, estimulando assim a captação passiva de água por ação osmótica. A palatabilidade, bem como a temperatura do líquido é fator determinante na capacidade de ingeri-los. A fórmula do Gatorade® contém uma mistura de glicose, sacarose e frutose, sal e pode ser encontrado em diversos sabores. Com base nos dados alistados acima tente explicar a escolha pela fórmula do Gatorade®.

4) A ingestão de bebidas isotônicas é essencial para a hidratação durante a atividade física ou pode-se utilizar apenas água?

5) O que é hiponatremia? Como podemos evita-la?

6) Existe uma fórmula ótima de bebidas esportivas que atenda a crianças,

idosos, gestantes ou pessoas com doenças crônicas? Para esses diversos casos como devemos proceder a reposição hídrica?

MITOS E VERDADES ACERCA DOS SUPLEMENTOS ALIMENTARES.


23. Mitos e verdades acerca dos suplementos alimentares. 1. Para um treino de hipertrofia eu devo tomar suplementação de proteína? 2. Existe alguma diferença entre a suplementação com aminoácidos ou

suplementos proteicos como o Whey Protein? 3. O que é melhor, tomar albumina ou Whey Protein? Existe alguma diferença

entre esses dois suplementos? 4. Existe uma gama enorme de suplementos de aminoácidos. Como devo proceder

na escolha entre amino 5655, amino 4400, amino 2822, amino 2222, amino 1700, egg amino 1200, BCAA 1000, glutamina, L-carnitina, por exemplo?

5. Proteína engorda? E os aminoácidos? 6. Suplementação com proteína pode causar acne? 7. Para minimizar os efeitos colaterais de uma suplementação com proteínas eu

devo beber muita água? Isso tem algum efeito? 8. Quando é a melhor hora para se ingerir meu suplemento protéico, antes do

treino, após o treino ou antes de dormir? 9. Whey Protein repõe o glicogênio perdido durante a atividade física? 10.Devo associar o suplemento protéico com o uso de esteróides anabolizantes

para obter um melhor resultado no treino de hipertrofia? 11.Existem diferenças entre os suplementos importados e os nacionais? Qual devo

dar preferência? 12.Os aminoácidos são produtos naturais da nossa dieta, portanto posso consumi-

los a vontade que não trarão danos ao meu organismo. 13.Durante a atividade física eu “queimo” os meus músculos e se eu não tiver uma

suplementação proteica eu irei emagrecer ou ficar flácido. 14.Os aminoácidos são os “tijolos” dos meus músculos, portanto quanto mais eu

ingerir produtos a base de aminoácidos maior será a minha hipertrofia 15.Durante o treino eu provoco microfissuras na estrutura das fibras musculares e

a noite, com uma suplementação proteica, eu irei reconstituir essas fibras obtendo hipertrofia muscular.

16.Outros alimentos que não sejam de origem animal também são fontes de proteínas?

17.Os suplementos possuem proteínas mais “puras” que as fontes naturais (carnes, ovos, etc)?

18.Proteína em excesso não faz mal. 19.É melhor tomar suplementos como Whey Protein em vez de complexos de

aminoácidos porque o primeiro é uma forma mais natural de se ingerir os aminoácidos.

20.Glutamina auxilia na hipertrofia. 21.L-carnitina emagrece. 22.Arginina, lisina e ornitina aumentam a performance? 23.L-cisteína ajuda na recuperação de articulações e ligamentos? 24.Gelatina é indicada para uma dieta de hipertrofia? 25.O que são BCAA? 26.BCAA aumenta a coordenação durante o exercício? 27.BCAA diminui a fadiga do sistema nervoso central. 28.BCAA são os aminoácidos mais fáceis de entrar no músculo e que perfazem a

maior porcentagem das proteínas musculares, portanto a sua suplementação causa hiopertrofia.

29.Quando é o melhor momento para se fazer uma suplementação de carboidratos?



30.Quando devo tomar o meu suplemento de carboidrato, antes durante ou depois do exercício?

31.O que é maltodextrina? 32.Existe alguma diferença entre o uso de suplemento de carboidrato em barra ou

em gel? 33.A maltodextrina diluída em água tem absorção mais lenta que em gel? 34.Suplementação com carboidrato engorda? 35.Maltodextrina engorda? 36.Posso substituir o meu suplemento de maltodextrina por uma bolacha de

maisena ou uma refeição com batata cozida? 37.É mais indicado eu utilizar sacarose ou frutose para adoçar o meu suco? 38.Não devo ingerir carboidratos na minha dieta para não engordar mas devo

suplementar com Carb Up para repor as minhas reservas de glicogênio. 39.O que são carboidratos complexos? Como posso coloca-los na minha dieta? 40.Existe açúcar ligth? 41.Uma suplementação para hipertrofia deve conter produtos como Carb Up,

Carbomax ou Carbo Plus para dar “gás” durante o treino e para não queimar a proteína dos meus músculos e L-carnitina e “fat burners” para não engordar. Assim estarei maximizando os efeitos anabólicos e minimizando os efeitos catabólicos e ganharei massa magra.

42.Suplementos de carboidratos aceleram a recuperação durante exercícios intensos?

43.Quais são os efeitos de uma dieta rica em carboidratos? 44.Quais são os efeitos de uma dieta pobre em carboidratos? 45.Gatorade leva carboidratos na sua composição? 46.Qualquer pessoa pode tomar isotônicos em substituição da água? 47.Creatina causa hipertrofia? 48.Creatina faz mal? 49.O que é a creatina? 50.Creatina é para dar “gás”. 51.Creatina dá força. 52.Com uma suplementação de creatina você irá conseguir levantar pesos maiores. 53.Creatina retêm líquido, portanto quando estiver suplementando beba bastante

água. 54.É bom usar creatina quando estiver “bolando” porque aumenta os efeitos do

anabolizante e dá mais força. 55.Creatina líquida tem melhor efeito do que a em pó ou comprimidos e dispensa o

período de “super dose”. 56.Creatina líquida não possui os efeitos colaterais da creatina em pó. 57.Creatina é uma fonte natural de ATP. 58.Creatina é utilizada na transferência de energia para o músculo, aumentando a

produção e o armazenamento de ATP. 59.O que é creatina micronizada? 60.Creatina deve ser ingerida junto com carboidrato para aumentar a sua absorção. 61.Creatina é considerada dopping? 62.O que são anticatabólicos? 63.O que é catabolismo? 64.Durante o dia nós estamos preponderantemente em um processo catabólico e à

noite em processo anabólico. 65.Se eu sou muito magrinho eu preciso usar hipercalóricos? 66.Suplemento é “bola”? 67.Quantos quilos por mês eu posso ganhar usando suplementos?



68.Quais suplementos eu devo tomar ao iniciar um treino de musculação? 69.Para emagrecer eu devo cortar o carboidrato e os lipídios da minha dieta e fazer

pelo menos 1h de academia três vezes por semana. 70.Posso usar suplementos a base de epinefrina para emagrecer? Isso traria algum

risco a minha saúde? 71.Devo almoçar, comer uma barrinha energética à tarde e ir treinar a noite para

poder emagrecer? 72.O que é efedrina? Ela ajuda a emagrecer? 73.Existe uma dieta adequada para ganhar um grupo muscular específico? 74.Existe uma dieta para emagrecer em determinadas regiões do meu corpo? 75.Água fria emagrece? 76.Água é calórica? 77.Fruta engorda? 78.Posso jejuar e não praticar atividade física que eu vou emagrecer? 79.O que é dieta da proteína?. Ela é eficiente? 80.Existe suplementação lipídica?

APÊNDICE


24. Apêndice Biotina Essa vitamina é cofator de quatro carboxilases dependentes de ATP: acetil-CoA carboxilase, piruvato carboxilase, propionil-CoA carboxilase e ? -metilcrotonil-CoA carboxilase. Normalmente encontra-se ligada a resíduos de lisina. A RDA não está bem estabelecida, e as estimativas estão em torno de 30 a 100 ? g/dia. Pode ser encontrada em vegetais, leite e carne, normalmente ligada a proteínas. No processo de digestão a enzima biotinidase é responsável pela clivagem da ligação entre a biotina e a lisina. No leite encontra-se livre, pois alem da mucosa intestinal o leite e o sangue apresentam atividade de biotinidase. Estima-se que a microflora intestinal seja responsável pela produção de metade da quantidade de biotina necessária. Bioquímica da biotina A biotina catalisa reações de carboxilases. Primeiro, em uma etapa ATP-dependente, uma molécula de bicarbonato é transferido ao nitrogênio 1’ (ver figura 1), que posteriormente é transferido para um substrato, acrescendo um grupo carboxila.

Figura 1. Fórmula estrutural da biotina. Deficiência em biotina A deficiência em biotina é muito rara em humanos. Pode ser encontrada em indivíduos acometidos por uma rara doença genética (1 entre 40.000) que impossibilita a produção de biotinidase. Os sintomas são erupções nas sobrancelhas bochechas, além de sintomas neurológicos como dores musculares, forte cansaço e entorpecimento. Pessoas que tiveram parte do intestino retirado ou que estão tomando antibióticos por um período prolongado podem vir a apresentar déficit de biotina. Existe um fator anti-nutricional chamado avidina. A avidina é uma proteína encontrada na clara de ovo. Nessa proteína a biotina liga-se muito fortemente (porém na de forma covalente) e impede sua absorção no trato intestinal. Para que ocorra a deficiência causada pela avidina a dieta deve ser baseada em ovos

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crus (seis por dia) durante muitos meses. Ovos cozidos não oferecem qualquer risco, pois a avidina é destruída com o aquecimento. A deficiência de biotina induz a acumulação de propionil-CoA, que passa a ser reconhecida pela sintetase de ácido graxo, levando a produção de pequenas quantidades de ácidos graxos com número ímpar de carbonos (15 ou 17)., Estudos em animais revelaram que a deficiência durante a gestação promove defeitos ao feto. Vitamina B6 A RDA para essa vitamina é 2,0 mg para adultos e 0,3 mg para crianças. A vitamina B6 possui diversas formas: oiridoxina, piridoxal, piridoxamina, e as respectivas formas fosforiladas (figura 2). As formas ativas são a piridoxal fosfato (PLP) e a piridoxamina fosfato (PMP). O cofator permanece ligado via um resíduo de lisina o tempo todo. A ligação da PLP é mais estável. Figura 2. Formas estruturais da vitamina B6 São fontes apreciáveis de vitamina B6: peixe, aves, fígado e ovos. O leite e a carne de mamíferos menores quantidades. Em todas essas fontes praticamente toda a vitamina é biodisponível. Vegetais possuem, além das formas já descritas, a piridoxina glicosídeo (figura 3). Em vegetais como o feijão, laranja, cenoura, brócolis, etc., de 50 a 75 % da vitamina B6 encontra-se nessa forma, pouco disponível (absorvemos menos que 50 % da vitamina ingerida).

Figura 3. forma estrutural da piridoxina glicosídeo Bioquímica da vitamina B6

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A PLP é cofator de várias enzimas usadas no metabolismo de amino ácidos e compostos relacionados. Algumas das enzimas que requerem B6 estão listadas na tabela que segue: Enzima Função Glutamato-piruvato aminotransferase Interconverção de alanina e piruvato Glutamato-oxaloacetato aminotransferase

Intervonverção de aspartato e oxaloacetato

BCAA aminotransferase Catabolismo do BCAA Serina desidrogenase Catabolismo da serina Serina hidroximetiltransferase Produção de uma unidade de carbono

utilizada no metabolismo mediado pelo folato

Sistema de clivagem da glicina Catabolismo da glicina na mitocôndria DOPA descarboxilase Conversão de DOPA a dopamina, na

via de síntese de catecolaminas Histidina descarboxilase Produção de histamina Glutamato descarboxilase Conversão de ácido glutâmico em

GABA Cistationina sintetase Biosíntese de cistationina a partir de

homocisteía e serina Cistationase Desdobramento de cistationina a ? -

cetobutirato e cisteína Cisteína sulfinato aminotransferase Produção de sulfato Cisteína sulfinato descarboxilase Síntese de taurina Ácido aminolevolínico (AL) sintetase Síntese do grupo heme Cetoesfingosína (KS) sintetase Síntese de esfingosina Fosfatidilserina descarboxilase Síntese de Fosfatidiletanolamina Glicogênio fosforilase Quebra do glicogênio Nas aminotransferases o cofator muda de forma com a reação. Por exemplo: Glutamato + enzima-PLP ?? ? -cetoglutarato + enzima-PMP Oxaloacetato + enzima-PMP ??ácido aspártico + enzima-PMP A PLP é também cofator da glicogênio fosforilase, uma enzima importante do metabolismo energético. A PLP media a transferência de um grupo fosfato para as moléculas de glicose do glicogênio, resultando na liberação de glicose-1-fosfato. A maior parte do glicogênio do nosso corpo está armazenado no tecido muscular, que contém também a maior quantidade da glicogênio fosforilase. Praticamente toda a vitamina B6 encontrada nos músculos está associada a essa enzima. Deficiência Novamente o alcoolismo crônico é uma das principais causas de deficiência.

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Os sintomas apresentados em quadros de deficiência incluem depressão, confusão mental e em alguns casos convulsões. Esses problemas são decorrentes do bloqueio da síntese do neurotransmissor ácido ?-aminobutírico (GABA). HOOCCH2CH2CHNH2COOH ? CO2 + HOOC CH2CH2CHNH2 Ácido glutâmico GABA Certos nutrientes aparecem no nosso organismo em grandes quantidades em alguns tecidos. De fato são verdadeiros estoques que podem ser mobilizados quando passamos a apresentar uma alimentação deficitária nesse elemento. Esse conceito se aplica a reservas de energia (glicogênio, proteínas e triacilglicerídeos), vitamina A, cálcio, etc. Embora entre 70 e 80 % da vitamina B6 encontrada no nosso corpo está no tecido muscular (como cofator da glicogênio fosforilase), não ocorre mobilização desse elemento para a realização de funções enzimáticas mais vitais. Toxicidade A vitamina B6 apresenta toxicidade se presente na dieta em doses 1000 vezes maior que a RDA. Doses diárias de 2 a 5 g de vitamina B6 podem levar a dificuldade para caminhar e formigamento das pernas e sola dos pés. O consumo continuado dessas doses resulta num agravamento do quadro, com o andar cambaleante, dificuldade para manusear pequenos objetos e analgesia das mãos. Quando a suplementação é descontinuada a recuperação começa após 2 meses. A recuperação total pode levar de 2 a 3 anos. Vitamina B2 A RDA para indivíduos adultos é 1,7 mg. Fígado é uma excelente fonte de riboflavina, que também é encontrada em boas quantidades no leite, carne e vegetais verde-escuros, como o brócolis e o espinafre. Grãos e legumes também apresentam essa vitamina. A riboflavina é foto-sensível, por esse motivo o leite deve ser conservado em embalagens que não permitem a passagem de luz. Após a absorção, cerca de metade da vitamina B2 se liga a albumina. Quando ingerimos altas doses (20 a 60 mg), grande parte é prontamente eliminada na urina, conferindo uma cor laranja bem característica. Os cofatores FAD, derivados da riboflavina, são chamados de flavinas, enquanto as respectivas enzimas que se ligam a eles são denominadas flavoproteínas. A conversão da riboflavina para flavina mononcleotídeo (FMN) é catalizada pela flavoquinase, numa reação que pode ocorrer na própria mucosa intestinal quando da absorção, ou posteriormente em outros órgãos. A FAD sintetase cataliza

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a conversão da FMN em FAD. O ATP é a fonte do grupo adenil incorporado (figura 4).

Figura 4. Conversão de riboflavina em FAD. Várias fosfatases da mucosa intestinal são capazes de desdobrar a FAD em FMN e a FMN em riboflavina. Essas reações são necessárias para a absorção de vitamina. As flavinas ligadas covalentemente a proteínas não podem ser absorvidas. Bioquímica Em mamíferos cerca de 50 enzimas utilizam flavinas como cofatores. As mais estudadas são aquelas utilizadas nas vias principais do metabolismo energético, como a dihidrolipoil desidrogenase, a acil-CoA desidrogenase a succinato desidrogenase e a NADH desidrogenase. Os cofatores FMN e FAD ligam-se fortemente, mas não de forma covalente, as respectivas enzimas dependentes. Esses cofatores participam das reações recebendo ou transferindo elétrons. O cofator NADH + H+ é capaz de transferir elétrons para a FAD.

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As enzimas que contém flavinas covalentemente ligadas incluem a succinato desidrogenase, monoamina oxidase, e a monometilglicina desidrogenase. A tabela apresentada a seguir relaciona algumas das principais flavoproteínas. Enzima Cofator Função Dihidrolipoil desidrogenase FAD Metabolismo energético Acil-CoA desidrogenase FAD Oxidação de ácidos graxos Succinato desidrogenase FAD Ciclo de krebs NADH desidrogenase FMN Cadeia respiratória Xantina desidrogenase FAD Catabolismo de purinas Glutationa redutase FAD Redução de GSSG para 2 GSH Metileno-H4folato redutase FAD Produção de 5-metil-H4folato Esfinganina oxidase FAD Síntese de esfingosina Piridoxina fosfato oxidase FMN Metabolismo da vitamina B6 Monoamina oxidase FAD Metabolismo de neurotransmissores D-amino ácido oxidase FAD Catabolismo de D-AAs para ceto ácidos L- amino ácido oxidase FMN Catabolismo de L-AAs para ceto ácidos Colina oxidase FAD Catabolismo da colina Dimetilglicina desidrogenase FAD Catabolismo da colina Monometilglicina desidrogenase

FAD Catabolismo da colina

A seguir (figura 5) será mostrado o ciclo de reações catalisadas pela piruvato desidrogenase. Note a presença do ácido lipóico, que também é um cofator, mas sintetisado pelo nosso próprio organismo. Esse ciclo requer quatro vitaminas, a riboflavina (FAD), tiamina (TPP), niacina (NAD) e ácido pantotênico (coenzima A).

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Figura 5. 1- O piruvato é descarboxilado, resultando na transferência de um grupo hidroxietil para a TPP; 2- O grupo hidroxietil é oxidado e acetil e transferido para o ácido lipóico; 3- O grupo acetil é transferido para a CoA, gerando a acetil-CoA. Simultaneamente é gerado o ácido dihidrolipóico; 4- O ácido dihidrolipóico transfere elétrons para a FAD, gerando FADH2; 5 – Dois elétrons são transferidos da FADH2 para a NAD, gerando NADH + H+. Deficiência Os sinais de deficiência em riboflavina são lesões na boca, conhecidas como quelose e estomatite angular. A quelose provoca inchaço e fissura dos lábios, o que é causa de dor e sangramento. A estomatite angular provoca fissura e ulcerações nos ângulos da boca. Outros sintomas observados são dermatite e erupções no escroto ou na vulva. Normalmente não há deficiência isolada em riboflavina, mas sim associada a outras avitaminoses. Deficiências severas, induzidas experimentalmente em animais, proporcionaram parada de crescimento, esterilidade, dermatite e danos neurológicos. Niacina A RDA para adultos é 19 mg. A niacina é convertida pelo organismo a nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD), que também pode ocorrer na forma fosforilada (NADP). Ambas são cofatores de reações REDOX. Podemos encontrar esses cofatores tanto nas formas oxidadas (NAD e NADH + H+) como nas formas reduzidas (NADP e NADPH + H+). A coenzima NAD participa da glicólise, interconverção malato-aspartato, metabolismo de corpos cetônicos e oxidação de ácidos graxos. A coenzima NADP é utilizada na síntese de ácidos graxos e via das pentoses. O termo niacina compreende o ácido nicotínico e a nicotinamida. Em alimentos encontramos a niacina principalmente como NAD, NADP e suas formas

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reduzidas. Para serem absorvidas é necessário hidrolisar as coenzimas a nicotinamida ou nicotinamida nucleotídeo. No fígado ou no próprio intestino é convertida a ácido nicotínico. No fígado ocorre a conversão de ácido nicotínico a NAD:

Figura 6. conversão de ácido nicotínico a NAD. Bioquímica O NAD tende a ser um aceptor de elétrons em reações catabólicas envolvendo a degradação de carboidratos, álcool, ácidos graxos, amino ácidos e corpos cetônicos. São reações importantes para a produção de energia. O NADP tende a ser usado em reações de biosíntese. Sua forma reduzida é gerada na via das pentoses fosfato, e é utilizada para a biosíntese de ácidos graxos, síntese de colesterol e pela ribonucleotídeo redutase. As coenzimas niacínicas são usadas para transferência de dois elétrons, que é acompanhada pela transferência de dois prótons. Um dos prótons transferidos permanece dissociado, daí a notação NADH + H+, e não simplesmente NADH2. O poder redutor da NADH + H+ é maior que o da FADH2. Dessa maneira encontramos reações onde NADH + H+ transfere elétrons para a FADH2. Ambas as formas reduzidas podem ser utilizadas na cadeia respiratória, porém a NADH + H+ é capaz de gerar mais ATPs. Também encontramos processos enzimáticos onde a NAD não é usada em reações REDOX. A coenzima NAD é usada em modificações pós transcripcionais em uma série de proteínas, em destaque uma série de proteínas cromossomais relacionadas a regulação gênica. A Poli (ADP-ribose) polimerase catalisa a ligação de ADP-ribose a essas proteínas. O substrato é a NAD. A atividade dessa enzima aumenta durante o crescimento celular, diferenciação e reparo de DNA. Deficiência A deficiência severa em niacina resulta numa doença conhecida como pelagra, caracterizada por uma severa dermatite, diarréia, demência e morte. Esse quadro é mais freqüente em populações pobres, algumas com dietas baseadas no milho. O milho possui NAD, porém ligado a proteínas (não é absorvido). No México, porém, a dieta é baseada no milho e não há incidência de pelagra. A explicação é simplesmente a forma de preparo da tortilla, que em uma das etapas o milho é tratado em uma solução alcalina. Em pH alcalino ocorre a hidrólise protéica com a conseqüente liberação de niacina.

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Tanto o leite como o ovo são fontes apenas discretas de niacina, porém uma dieta rica nesses nutrientes é capaz não só de evitar mas reverter quadros de deficiência em niacina. A explicação é dada pela grande porcentagem de triptofano encontrada nesses alimentos. Nosso organismo é capaz de converter triptofano em niacina (figura 6). É aceito que a cada 60 mg de triptofano ingeridos, 1 mg de niacina é produzido.

Figura 6. síntese de niacina a partir de triptofano. Vitamina B1 A RDA para a tiamina é 1,5 mg (adulto). Essa vitamina está presente em uma série de alimentos, tanto de origem animal como vegetal, como carnes magras, vísceras (especialmente o fígado, coração e rins), gema de ovo e grãos integrais.

A forma ativa da tiamina é a tiamina trifosfato (TPP). O cofator TPP também a forma mais comum encontrada em alimentos. Para ser absorvido deve primeiro ser hidrolizado a tiamina. Numa etapa posterior a absorção e distribuição para os

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tecidos, é novamente convertida a TPP, pela ação da tiaminoquinase. A deficiência em tiamina é conhecida por beribéri, uma doença descrita pela primeira vez em 1630. No século XIX foi descoberto que a adição de carnes e cereais a uma alimentação pobre poderia prevenir o beribéri. O componente desconhecido foi chamado de tiamina. Bioquímica A TPP é cofator de um número pequeno de enzimas. São elas: piruvato desidrogenase, ? -cetoglutarato desidrogenase, BCKA desidrogenase e translocase. As três desidrogenases catalisam a redução de NAD e a liberação de uma molécula de CO2 do substrato. A translocase é a responsável pela transferência de duas unidades de carbono em duas reações da via das pentoses fosfato. A via das pentoses é importante pela síntese da ribose-5-fosfato, molécula constituinte dos ribonucleosídeos, como o ATP e o GTP, e deoxiribonucleosideos, como o dATP e o dGTP, além do RNA e DNA. O outro evento importante dessa via é a redução do NADP a NADPH + H+. A tiamina consiste de um anel pirimidínico ligado ao tiazol por uma ponte metílica (figura 7). Em tecido animal livre as formas fosforiladas da tiamina estão presentes em diferentes quantidades sendo TPP a mais abundante. No corpo animal as quatro formas de tiamina sofrem interconversão de várias enzimas (figura 8).

Figura 7: Estruturas da (T) tiamina, (TMP) tiamina monofosfato, (TPP) tiamina pirofosfato e (TTP) tiamina trifosfato.

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Figura 8: Interconversão enzimática dos compostos de tiamina. (T1) tiamina livre, (TMP) tiamina monofosfato, (TPP) tiamina pirofosfato, (TTP) tiamina trifosfato, (Pi) fosfato inorgânico, (TPK) tiamina pirofosfoquinase, (P-tranferase) tiamina pirofosfato quinase, (TMPase) tiamina monofosfatase, (TPPase) tiamina pirofosfatase, (TTPase) tiamina trifosfatase. Deficiência A deficiência está associada ao alcoolismo e a dietas baseadas em arroz polido, razão pela qual a doença beribéri se tornou endêmica em certas regiões da Ásia. Os sintomas da deficiência são anorexia e perda de peso, sintomas neurológicos e problemas cardíacos. As implicações cardíacas incluem taquicardia, aumento do tamanho do coração e falência do órgão. Outra maneira de adquirir deficiência em tiamina é através de uma dieta baseada no consumo de peixe cru. No peixe encontramos tiaminases, que são enzimas que destroem a tiamina. Folato O folato é uma vitamina extremamente importante para o crescimento, razão que leva a dobrar a quantidade diária recomendada (RDA) para gestantes e durante a lactação (o folato pode ser encontrado no leite). Essa vitamina está presente em quantidades apreciáveis em alimentos como fígado, gema de ovos, suco de laranja e vegetais verdes, como o brócolis, o espinafre e o pimentão.

figura 9. estrutura do folato

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Folato é um termo genérico para as várias formas relacionadas ao ácido fólico (PteGlu), apresentado na figura “9.1”. O ácido fólico pode ser reduzido, formando o dihidrofolato (H2PteGlu) ou o tetrahidrofolato (H4PteGlu), reduções que ocorrem nas posições 6, 7 e 8 do ácido. Outras modificações importantes são a incorporação de algumas unidades de ácido glutâmico, formando uma cauda poliglutamílica, em tecido de mamíferos geralmente com 5 (folilpentaglutamato) ou 6 (folilhexaglutamato) resíduos de ácido glutâmico, envolvendo ligações entre as ? -aninas e as ?-carbonílicas do ácido glutâmico. A ligação dos resíduos de ácido glutâmico e a redução para tetrahidrofolato fazem parte do processo de ativação do cofator. Para que exerça sua função metabólica outra modificação ainda é necessária, trata-se da incorporação de uma unidade de carbono, através de uma metilação na posição 5 ou a ligação de um grupo formil na posição 10. Ao final temos o 5-metil-tetrahidrofolilpentaglutamato (5-metil- H4PG5) e o 10-formil-tetrahidrofolilpentaglutamato (10-formil-H4PG5). Em geral o folato está presente nos alimentos como folilpoliglutamatos, em geral com de 4 a 7 resíduos de ácido glutâmico. Em geral estão na forma reduzida tetrahidrofolato, carregando ou não os grupos metil e formil. Embora os resíduos de ácido glutâmico sejam importantes para a atividade do cofator, essa forma não é absorvida em quantidades significativas pelo trato gastrointestinal. De fato, para que ocorra a absorção da vitamina é necessário que os resíduos sejam removidos. Os enterócitos contêm uma enzima de membrana ? ? glutamil hidrolítica, que catalisa a hidrolise da forma folilpoliglutamato para folilmonoglutamato, forma amplamente absorvida. A forma mais comum de folato na corrente sanguínea é o 5-metil- H4PteGlu. O grupo metil é mantido com a absorção ou incorporado quando da absorção pelo próprio enterócito ou com a passagem pelo fígado. Após a entrada na célula alvo, ocorre a reconstituição da cauda poluglutamílica. Os resíduos de ácido glutâmico exercem papel importante, pois além de evitar a difusão da vitamina para fora da célula ainda promove a ligação do folato à enzima, aumentando inclusive a velocidade de catálise da mesma. A atuação mais interessante dessa cauda é em uma enzima polifuncional. O poliglutamato permite que o folato exerça sua função de forma intermitente como cofator em dois sítios distintos da mesma enzima, sem a dissociação do complexo enzima-cofator. Bioquímica Os folatos atuam como cofatores em uma série de reações conhecidas como metabolismo de 1-carbono. A função do folato é mediar a transferência de uma unidade de carbono para uma série de substratos. Junto com a vitamina B12 o folato propicia a transferência de um grupo metila para a homocisteína, formando como produto a metionina. O ponto mais importante é que a metionina pode ser convertida em S-adenosilmetionina (SAM), uma molécula reconhecida como doadora universal de metilas. A SAM é usada, por exemplo, nas sínteses da creatina e da carnitina. Os folatos também tem papel importante na síntese do DNA. Mais especificamente, o folato é requerido duas vezes para a síntese da inosina-5’-monofosfato (IMP) e também é necessário para a conversão do ácido deoxiuridílico monofosfato (dUMP) em ácido deoxitimidílico monofosfato (dTMP).

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O dUMP é precursor tanto do dTMP como da citidina trifosfato (CTP), porém o folato não participa na conversão de dUMP em CTP. A IMP é convertida em adenosina monofosfato (AMP) e guanosina monofosfato (GMP). Pergunta: Ao ler essa passagem do texto, o que é de se esperar que ocorra com as células em crescimento na falta de folato? E na falta de vitamina B12? Para responder essa questão, baseie-se no mapa metabólico apresentado mais adiante. Qual é a origem da unidade de carbono que o folato media a transferência? Resposta: Pergunta: A enzima DNA polimerase reconhece dATP, dTTP, dGTP e dCTP como substratos para a síntese do DNA, porém, se houver um grande excesso de dUTP, a DNA polimerase aceita esse substrato no lugar do dTTP. Quando ocorre esse tipo de erro, uma enzima denominada uracil DNA glicosilase executa o reparo. O reparo envolve uma etapa em que a fita de DNA é temporariamente quebrada no local, o que normalmente não é problema, porém, quando esse erro ocorre em grande quantidade, o DNA apresenta tantos fragmentos que é totalmente destruído. Com base nessas informações e no mapa metabólico apresentado mais adiante, proponha uma droga que proporcione esse tipo de dano ao DNA. Quais as células mais afetadas por esse tipo de droga? Então, existe alguma aplicação para a droga? Resposta:

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TS: timidilato sintetase DR: dihidrofolato redutase SAM: S-adenosilmetionina SAH: S-adenosilhomocisteína GAR: glicinamida ribonucleotídeo AICAR: aminoimidazolcarboxamida ribonucleotídeo Figura 10. mapa do metabolismo de 1-carbono mediado por folato.

5-metil-H4folato

5,10-metileno-H4folato

10-formil-H4folato

GAR

formil-GAR

B6

serina

H4folato

homocisteína

metionina

SAM SAH

molécula metilada

molécula

AICAR formil-AICAR

D

B

H2folato

TS

timidilato

dUMP

glicina

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Vitamina B12 A vitamina B12 é genericamente denominada cobalamina, termo usado para designar um conjunto de formas químicas com atividade vitamínica B12. A ingestão de uma quantidade muito pequena de vitamina B12, algo em torno de 2,0 ?g, é suficiente para suprir nossas necessidades diárias. Trata-se da vitamina hidrossolúvel mais potente. As principais fontes de vitamina B12 são a carne, frango, peixes e leite, ou seja, fontes animais. Os vegetais e as leveduras não contêm essa vitamina. Estruturalmente é complexa e volumosa. A B12 possui um átomo de cobalto complexado, o qual assume normalmente três estados diferentes, Co+, Co2+, Co3+, dependendo do grupo que se liga a esse átomo. Mais importante que o número de oxidação do cobalto é que dependendo do grupo ligado a vitamina B12 assume funções diferentes, atuando em pontos diferentes do metabolismo. A figura 11 mostra a estrutura química da cobalamina, enquanto a tabela que aparece na seqüência complementa a figura, relacionando o grupo ligado à função da vitamina.

Figura 11. estrutura da vitamina B12.

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nome grupo X função cianocobalamina ciano forma medicinal hidroxicobalamina hidroxila forma medicinal metilcobalamina metila cofator da metionina sintetase 5-deoxicobalamina

deoxiadenosil cofator da metilmalonil-CoA mutase

Apenas três enzimas requerem cobalamina, além da metionina sintetase e da metilmalonil-CoA mutase, a leucina aminomutase, porém essa última não possui, aparentemente, papel fundamental para o metabolismo.

Bioquímica

Apenas três enzimas requerem cobalamina: a metionina sintetase, a

metilmalonil-CoA mutase, e a leucina aminomutase, porém essa última não possui, aparentemente, papel fundamental para o metabolismo.

A metionina sintetase é a enzima responsável pela conversão da homocisteína em metionina, reação que consome um grupo metila, ligado até então ao tetrahidrofolato. Como conseqüência da falta de vitamina B12, ocorre um acúmulo de homocisteína nas células e no plasma, em detrimento a formação de metionina, e conseqüentemente a formação de SAM. A não regeneração do H4folato também impede a formação de 10-formil-H4folato, o que para a síntese de nucleotídeos e impede o crescimento (ver o mapa metabólico apresentado no estudo do folato).

A inibição da metilmalonil-CoA mutase impede a síntese de succinil-CoA a partir de substratos como valina, isoleucina e ácido propiônico. A inibição dessa via não causa efeitos diretamente, uma vez que um suprimento suficiente de succinil-CoA pode ser obtido através de ácidos graxos e carboidratos, porém ocorre um acúmulo de metilmalonil-CoA.

Uma fração de metilmalonil-CoA é decomposta nas células, formando ácido metilmalônico e CoA. O aumento das concentrações de ácido metilmalônico nas células é refletido no plasma, fato de interesse direto para diagnose de deficiência de vitamina B12.

O aumento da concentração de metilmalonil-CoA pode reverter a reação mediada pela propionil-CoA carboxilase, que passa a catalizar a formação de propionil-CoA a partir de metilmalonil-CoA. Quando o acúmulo de propionil-CoA é significativo a sintetase de ácidos graxos passa a substituir em parcialmente o acetil-CoA por propionil-CoA, o que leva a formação de pequenas quantidades de ácidos graxos com número ímpar de carbonos.

Além de ácidos graxos com número ímpar de carbonos, surgem alguns ácidos graxos metilados. Conforme a deficiência de B12 se acentua, ocorre aumento nas concentrações de ácidos graxos com cadeias ímpares ou ramificadas, que passam a ser incorporados nas membranas celulares, inclusive de células nervosas. Sugere-se que esse seja o mecanismo dos distúrbios neurológicos muitas vezes associados com a deficiência de vitamina B12.

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Pergunta: Porque surgem os ácidos graxos ramificados na deficiência de vitamina B12? Como são formados? Resposta:

Deficiência de vitamina B12 O primeiro ponto que deve ser abordado ao discutirmos a deficiência de

vitamina B12 é lembrando como é dada a absorção dessa vitamina. A absorção de B12 é dependente de uma proteína denominada fator intrínseco (FI), secretado pelas células parietais do estômago. O FI combina-se com a vitamina B12 e depois o conjunto formado liga-se a sítios na superfície de células epiteliais na porção inferior do íleo, onde ocorre a endocitose do complexo formado. Apenas uma pequena parcela é absorvida sem o FI.

A deficiência de B12 é comumente relacionada com uma doença auto-imune denominada anemia perniciosa (AP). Portadores de AP produzem anticorpos anti-FI, que levam a inativação do FI e conseqüente baixa taxa de absorção de B12. Em alguns casos as células parietais são destruídas, o que promove atrofia gástrica, assim como falta das secreções gástricas.

Pergunta: Como diferenciar uma anemia provocada por deficiência de folato de uma anemia provocada por deficiência de B12? Através de um hemograma seria possível a diferenciação entre uma e outra? Resposta:

Os sintomas da AP são anemia e medula megaloblásticas, e sintomas

neurológicos diversos. Cerca de 25% dos pacientes desenvolvem os sintomas neurológicos, dentre eles a dormência de pés e mãos. Quando não devidamente tratados, os danos neurológicos podem ser irreversíveis ou mesmo fatais, daí o nome anemia perniciosa.

Alguns sintomas prévios importantes que permitem o diagnóstico prematuro da AP são os fraqueza, cansaço, dispepsia, perda de apetite e flatulência.

A AP pode ser tratada com a administração de uma dose oral diária de 1 mg de B12, ou injeções periódicas de B12, numa dosagem mensal total de 1 mg de B12. Na administração oral, a enorme quantidade de vitamina consegue suprir a deficiência através de um mecanismo de absorção não dependente de FI.. O tratamento de se estender durante toda a vida do paciente.

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Dietas estritamente vegetarianas são dietas compostas apenas por alimentos

de origem vegetal, portanto ovos e leite também são excluídos. Esse tipo de dieta é um dos fatores de deficiência de vitamina B12. Para exemplificar dois casos de deficiência são descritos a seguir:

Caso 1. Um indivíduo adulto, apresentava dor de garganta e fadiga cada

vez com maior intensidade durante um período de 8 meses. O paciente encontrava-se extremamente pálido e seu hematócrito era de 19 % (valores normais são 47 % para homens e 42 % para mulheres), indicando anemia. Não haviam sintomas de alterações neurológicas. A figura BBBB121212 apresenta um estudo de 45 dias com o paciente. A partir do 28o dia iniciou-se a aplicação de injeções de vitamina B12.

Pergunta: O paciente do caso 1 apresentava também deficiência de folato? Caso positivo, seria a deficiência provocada pela dieta vegetariana? De que forma? Resposta:

Caso 2. Normalmente neonatos não apresentam deficiência de 12. Mesmo

bebês que apresentam raras doenças genéticas que afetam a produção de FI demonstram sinais de deficiência apenas após o segundo ano de vida, indicando que as reservas iniciais de B12 são suficientes para esse período.

O caso relatado descrevia um bebê alimentado apenas pelo leite de sua mãe, uma mulher que nos últimos 8 anos praticava uma dieta estritamente vegetariana. Com poucos meses de vida o bebê apresentava anemia e sintomas neurológicos tais como flacidez, pobre controle muscular e eletroencefalograma anormal. Seu nível sérico de B12 era inferior ao normal e o nível de MMA determinado em sua urina era 2000 vezes maior que o normal.

Algumas comunidades apresentam maior propensão à deficiência de B12

devido aos seus hábitos e possibilidades alimentares. Em certas culturas Hindus os indivíduos são estritamente vegetarianos, enquanto em determinadas populações a oferta de carne é baixa. O hábito de ferver o leite também prejudica a ingestão de B12, uma vez que ocorre inativação com o aquecimento.

Muitas vezes ocorre deficiência de B12 na velhice. Nem sempre o nível de B12 está abaixo do esperado, mas os níveis plasmáticos elevados de MMA e homocisteína indicam a deficiência. De acordo com estudos, aproximadamente 15 % dos idosos apresentam deficiência de B12.

A atrofia gástrica, freqüente após os 60 anos de idade, é uma causa comum do problema. A atrofia é resultante da diminuição de liberação de HCl no estômago, denominada acloridria. Neste caso o aporte de ácido e pepsina corrige o problema, uma vez que torna possível a liberação da vitamina das proteínas em

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que se encontra ligada. A suplementação com a própria B12 também é eficiente. Apenas em casos mais avançados o estômago perde a capacidade de produzir FI em quantidades suficientes, o que obriga a administração de B12 ser realizada de forma intramuscular.

Uma outra causa de deficiência é a teníase. Esse parasita, que pode medir metros de comprimento, consome praticamente toda a vitamina, antes que essa seja absorvida pelo hospedeiro.

Pergunta: O quadro hematológico de pacientes acometidos por anemia megaloblástica decorrente da falta de B12 ou por falta de folato são indistinguíveis. O tratamento com folato, em geral reverte ambos os casos, provavelmente pelo aumento dos níveis de H4folato. Você considera apropriado esse tipo de tratamento? Porque? Resposta:

Ácido Pantotênico A RDA de ácido pantotênico (AP) não está bem definida, uma vez que a ingestão de AP é normalmente grande. Encontramos essa vitamina na forma livre (AP), como coenzima-A (CoA), acetil-CoA livre, e como acetil-CoA ligada a cadeias de ácidos graxos. Somando todas as formas, a ingestão diária em AP varia de 5 a 10 mg/dia. As maiores fontes alimentares são o fígado, gema de ovo e vegetais. As formas de Co-A são absorvidas somente depois de hidrolisada a AP no lúmem. O AP é uma vitamina hidrossolúvel que desempenha basicamente duas funções no metabolismo: síntese do cofator da sintetase de ácidos graxos e síntese da coenzima A. A CoA está presente em uma ampla gama de reações: ciclo de Krebs, síntese e oxidação de ácidos graxos, metabolismo dos aminoácidos e de corpo cetônicos, síntese do colesterol e conjugação de sais biliares. O nome Coenzima A foi dado em virtude da capacidade de transferir um grupo acetil a diversos substratos. A forma acetilada de CoA, a acetil-CoA, é vital para o metabolismo. Participa de reações catalisadas pela citrato sintetase (ciclo de Krebs) e pela colina acetil transferase (síntese de acetil colina), está presente na reação de iniciação da

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sintetase de ácidos graxos e na reação catalisada pela acetil-CoA carboxilase, a primeira enzima da via biossintética de ácidos graxos. Bioquímica do ácido pantotênico Como cofator da sintetase de ácidos graxos está presente nas formas de acetil-CoA e também covalentemente ligada a essa enzima como 4’-fosfopantoteína, que aparentemente atua apenas na sintetase de ácidos graxos. Os substratos para a síntese da CoA são o AP, ATP e cisteína. A figura 12 mostra a síntese da CoA. Vários tecidos podem realizar essa síntese. A 4’-fosfopantoteína e a sintetase de ácidos graxos: A sintetase de ácidos graxos é uma enzima de PM 540.000, contendo duas subunidades idênticas, ambas com uma molécula de 4’-fosfopantoteína. O grupo sulfidrila desse cofator esterifica-se com o ácido graxo em elongação. Uma vez formada essa ligação, o cofator funciona como um braço que movimenta-se carregando o ácido graxo para diferentes sítios ativos da enzima. São sete sítios catalíticos ao todo, dentre eles sítios de redução e de desidratação.

O cofator da sintetase de ácidos graxos é obtido a partir da CoA, sem participação do AP. Uma enzima específica catalisa a ligação da 4-fosfopantoteína

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figura 12. síntese da Coenzima A Deficiência de ácido pantotênico Conforme já mencionado, a deficiência dessa substância é muito rara e é provável que nunca tenha ocorrido a deficiência isolada de AP, exceto em estudos controlados. Animais privados de AP (assim como na forma de CoA) apresentam perda de apetite, baixa taxa de crescimento, lesões na pele, ulcerações nos intestinos, fraqueza e em alguns casos, morte. Um sintoma característico é o surgimento de uma coloração cinza em animais originalmente de pele ou pelagem coloridos. Nesses animais observou-se grande declínio do nível da vitamina em todos os tecidos, exceto nos rins e fígado (pequeno declínio) e cérebro (praticamente sem alteração). VITAMINA C No século XV uma doença comum entre os marinheiros era o escorbuto que foi curada com a adição do suco de limão na alimentação. Na década de 30 foi descoberto que a substância isolada dos limões poderia curar o escorbuto em cobaias. Essa substância é conhecida como ácido ascórbico na sua forma reduzida e

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como ácido deidroascórbico na sua forma oxidada. O ácido ascórbico é uma vitamina hidrossolúvel com um papel antioxidante pronunciado. Forma molecular O ácido ascórbico é facilmente oxidado a deidroascórbico.

Figura 13: Oxidação do ácido ascórbico O ácido ascórbico é encontrado em muitas frutas e folhas vegetais cruas (Tabela 1). Em alimentos o ácido ascórbico é facilmente oxidado a deidroasórbico. Em alimentos frescos a forma predominante é a reduzida, mas no processo de cozimento aumenta a proporção da forma oxidada. As melhores fontes são laranja, limão, acerola, morango, goiaba, brócolis, repolho, espinafre, pimentão verde entre outros. :Conteúdo de vitamina C em alguns vegetais e frutas.l

Alimento Concentração (mg/100g) Brócolis, cru 97 – 163 Repolho, cru 42 – 83

Espinafre, fresco 25 – 70 Batatas 11 – 13 Tomates 14 – 19 Bananas 12 – 19 Laranjas 53 – 63

Bioquímica O ácido ascórbico é um doador de elétrons (ou agente redutor) para reações químicas intra e extracelulares, daí ser chamado de antioxidante. O ascorbato reduz superóxido, radicais hidroxila, ácido hipocloroso e outras espécies reativas de oxigênio. Esses oxidantes podem afetar a transcrição do DNA ou danificar o DNA, proteínas, ou estruturas de membrana, ascorbato tem papel fundamental na proteção antioxidante. A vitamina C atua na fase aquosa como um excelente antioxidante sobre os radicais livres, mas não é capaz de agir nos compartimentos lipofílicos para inibir a peroxidação dos lipídeos. Estudos in vitro mostraram que essa vitamina na presença de metais de transição, tais como o ferro, pode atuar

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como uma molécula pró-oxidante e gerar os radicais H2O2 e OH?. Geralmente, esses metais estão disponíveis em quantidades muito limitadas e as propriedades antioxidantes dessa vitamina predominam in vivo.

Dentro das células o ascorbato é usado como doador de elétrons como parte da interação entre ferro e ferritina e pode prevenir a oxidação de lipoproteínas de baixa densidade (LDL). O ascorbato extracelular pode também transferir elétrons para radicais de tocoferol em partículas de lipídio ou membranas. Para muitas dessas reações existem fortes evidências in vitro e não in vivo. É essencial para a oxidação da fenilalanina e da tirosina e para conversão de folacina em ácido tetra-hidrofólico e na formação de noradrenalina a partir de dopamina. É também necessário para redução do ferro férrico a ferroso no trato intestinal.

Embora se divulgue que altas concentrações de vitamina C auxiliam o organismo na resistência a infecções, dados que ligam a maior ingestão de vitamina C com a prevenção e cura de gripes e resfriados carecem de maiores evidências científicas.

A vitamina C é, geralmente, consumida em grandes doses pelo seres humanos, sendo adicinada a muitos produtos alimentares para inibir a formação de metabólitos nitrosos carcinogênicos. A vitamina C da dieta é absorvida de forma rápida e eficiente por um processo dependente de energia.

Estudos epidemiólogicos atribuem a essa vitamina um possível papel de proteção no desenvolvimento de tumores nos seres humanos, mas a recomendação de suplementação dessa vitamina deve ser avaliada especificamente para cada caso, pois existem muitos componentes orgânicos e inorgânicos nas células que podem modular a atividade da vitamina C, afetando sua ação antioxidante. O ácido ascórbico participa de forma importante da síntese do colágeno. Tecidos conectivos como a pele, tendões, ligamentos, cartilagem e a matrix óssea (onde são depositados cristais de cálcio) são constituídos por um elevado porcentual de colágeno. O colágeno é sintetizado no retículo endoplasmático de células chamadas condrócitos, e é armazenado em vesículas que se fundem com a membrana para liberar o colágeno. A enzima prolina monooxigenase catalisa a maturação do colágeno. Nessa fase ocorre a conversão de resíduos de prolina para hidroxiprolina. O oxigênio molecular é a fonte do oxigênio usado na hidroxilação. A hidroxilação dos resíduos de prolina permitem a formação de ligações cruzadas entre as moléculas de colágeno, formando estruturas de tripla hélice. Se houver interrupção na hidroxilação da prolina a secreção de colágeno é interrompida também. A enzima prolina monooxigenase é uma metaloenzima, dependente de ferro. O ferro precisa estar na forma reduzida, ou seja, Fe2+ para que a enzima apresente atividade. O ácido ascórbico “recupera” os átomos de ferro que espontaneamente são oxidados a Fe3+ (figura 14). Portanto, a ausência de níveis adequados de vitamina C acaba por interromper a síntese normal de colágeno.

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Figura 14. Redução do ferro ligado a prolina monooxigenase, mediada pelo ácido ascórbico.

Deficiência A deficiência grave de vitamina C causa o ascorbuto. Os sintomas são sangramento, fraqueza, perda de apetite, anemia, edema, inflamação nas gengivas (podendo ocorrer perda dos dentes), dor entre outros sintomas. Podem ocorrer distúrbios neuróticos como hipocondria, histeria e depressão. Através da administração de doses terapêuticas os sintomas desaparecem rapidamente. Apesar do aparecimento do escorbuto ser raro, a deficiência de vitamina C pode ocorrer em indivíduos subnutridos, ou que têm uma dieta desprovida de frutas e vegetais, em alcoólatras e em pessoas idosas com dieta muito restritas. Toxicidade O consumo de doses altas pode levar ao aumento da concentração dessa vitamina nos tecidos e no plasma sangüíneo. A administração excessiva de ácido ascórbico leva a formação de cálculos renais. A ingestão maciça de vitamina C pode levar a sintomas de “dependência”. Através de um mecanismo homeostático existe uma saturação na absorção da vitamina C, mais ou menos no nível de 2 a 3g por dia, sendo que o excesso é excretado. Essa excreção excessiva de vitamina C pode causar náuseas e diarréia, que seriam um efeito osmótico da passagem dessa vitamina não absorvida pelo intestino. Geralmente, esses efeitos ocorrem em indivíduos que ingerem Megadoses de vitamina C. Vitamina E Vitamina E é o termo adotado para um grupo de oito substâncias encontradas na natureza com diferentes graus de atividade vitamínica. Existe duas séries de compostos: os tocoferóis, ? , ?, ?, ? e os tocotrienóis, ? , ?, ?, ?. O ? -tocoferol é o que apresenta maior atvidade biológica e o mais encontrado em fontes naturais.

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figura 15. estrutura dos tocoferóis

A forma predominante de vitamina E nos organismos é ? -tocoferol. Dentre os alimentos que apresentam altas concentrações de tocoferóis temos germe de trigo, amêndoas e avelãs e são encontrados, também, nos óleos vegetais, principalmente aqueles com ácidos graxos poliinsaturados, como o extraído do germe de trigo, o de girassol, caroço de algodão , dendê, amendoim, milho e soja. Nos alimentos de origem animal o teor de ? -tocoferol é bem menor, sendo, as principais fontes a manteiga, o toucinho e os ovos. Bioquímica Umas das principais funções da vitamina E é a sua propriedade antioxidante, principalmente a de proteção dos ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) existentes nas membranas contra a oxidação pelos hidroperóxidos in vivo. Assim, a vitamina E confere proteção às membranas celulares contra a destruição oxidativa, protegendo as células dos danos causado pelos radicais de oxigênio. Os radicais de oxigênio são produzidos através da redução do oxigênio a água, formando esses radicais livres altamente reativos podendo ocorrer ataque às duplas ligações das cadeias dos PUFA dos fosfolípides das membranas celulares. As reações de peroxidação lipídica em cadeia envolvem a formação de um radical livre por umamolécula de PUFA, seguido pela adição de oxigênio para formar peróxido que pode reagir com outra molécula de PUFA gerando outro radical livre e propagando a reação.

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Como a vitamina E protege as membranas celulares da destruição oxidativa? Deficiência A carência dessa vitamina pode causar disfunções neurológicas, miopatias e atividade anormal das plaquetas. Em recém-nascidos a deficiência pode causar anemia hemolítica devido a sensibilidade dos PUFA das membranas dos eritrócitos aos radicais livres. A deficiência de vitamina E aparece em fumantes e em casos em que há problemas de absorção de gorduras como na atresia biliar, na fibrose cística e na sindrome do intestino curto. Excesso A ingestão oral de vitamina E em adultos apresenta uma alta segurança se comparada a outras vitaminas lipossolúveis é segura uma vez que já se sabe que a ingestão de 50 a 100 vezes a recomendação da RDA não apresenta problemas. Estudos em animais mostraram que a vitamina não é mutagênica, carcinogênica ou teratogênica. Pacientes tratados com antigoagulantes na devem receber altas doses de vitamina E para previnir hemorragias Pecularidade Estudos têm sugerido que a vitamina E é utíl na prevenção de certos cânceres uma vez que devido a sua ação antoxidante a vitamina E apresenta papel importante na na imunocompetência e na reparação de membranas, funções associadas à inibição da carcinogenese. Vitamina K Trata-se de um conjunto de estruturas químicas que possuem atividade vitamínica intimamente relacionada à coagulação do sangue. A abreviação “K” vem da palavra alemã koagulation. A RDA para essa vitamina é 80 ?g para adultos e 5 a 10 ?g para crianças. Verduras tais como espinafre, alface, brócolis, repolho e couve de Bruxelas

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representam boas fontes de fitoquinona, ou vitamina K1. Bactérias também sintetizam uma estrutura similar, denominada menaquinona, ou vitamina K2. Um terceiro composto com atividade vitamínica é a menadiona, ou vitamina K3, uma substância sintética. Todos esses compostos são lipossolúveis, e suas estruturas podem ser observadas na figura 16. A função das vitaminas K1 e K2 são utilizados nas reações de transporte de elétrons para produção de energia nas plantas e bactérias. Certos vegetais, como os exemplificados acima, podem conter até 8 mg de vit.K por Kg, enquanto o leite de vaca e o possui um teor aproximado de 20 ?g/L, enquanto o leite humano contém apenas 2 ?g/L. Figura 16. formulas estruturais da vitamina K

A absorção de vitamina K ocorre no intestino delgado, de onde passa para as linfas, incorporado a quilomicrons, assim como os ácidos graxos. Funções metabólicas. A vitamina K atua como cofator das enzimas osteocalcina, que atua no crescimento dos ossos, a proteína Gas6, uma reguladora do crescimento celular e da proteína Z, cuja função ainda continua desconhecida. No entanto a função mais estudada da vitamina K é como cofator da Carboxilase dependente de vitamina K.

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A carboxilase dependente de vitamina K é uma enzima que fica ligada na membrana do reticulo endoplasmático. Essa enzima catalisa a incorporação de CO2 em resíduos específicos de ácidos glutâmicos, formando uma ligação ? -carboxílica. Essa conversão ocorre durante o processo de tradução das proteínas K-dependentes que atuam no processo de coagulação. Essas proteínas são os fatores II, VII, IX, X, proteína C e proteína S. A forma que efetivamente atua como cofator é a dihidrovitamina K. O Oxigênio é requerido como co-substrato. Após cada catalise o cofator é convertido em vitamina K epóxido. A recuperação da dihidrovitamina K é realizada pela epóxido redutase. Aparentemente a epóxido redutase também catalisa a conversão da vitamina K em dihidrovitamina K. A vitamina K participa da síntese de protrombina e proconvertina que possuem papel importante na coagulação. A protrombina e a proconvertina possuem na sua estrutura, um aminoácido monoamino tricarboxílico (ácido carboxiglutâmico). A vitamina K participa da bissíntese desse aminoácido. Na cadeia polipeptídica uma carboxilase que requer vitamina K como coenzima fixa uma molécula de CO2 ao resíduo de ácido glutâmico e as duas carboxilas vizinhas na molécula de protrombina têm a função de se ligar ao cálcio. A protrombina (fator II) vai originar a trombina através de vários fatores sendo três deles dependente de vitamina K: a proconvertina (fator VII), o fator anti-hemofílico B (fator IX) e o fator Stuart (fator X). Deficiência A deficiência de vitamina K leva a um aumento no tempo de coagulação do sangue. É muito raro ocorrer uma hipovitaminose K por deficiência priméria da vitamina, uma vez que ela aparece largamente distribuída nos alimentos, além da flora do intestino normal sintetizar menaquinona. Em adultos e crianças com sindromes de má absorção, como fibrose cística, pode ocorrer deficiência de vitamina K. Toxicidade A toxicidade dessa vitamina não é habitual, podendo resultar da administração de menadiona ao recém-nascido e infante, podendo causar anemia hemolítica e hiperbilirrrubinemia.

Vitamina A Introdução Foi a primeira vitamina a ser identificada, em meados da década de 10, simultaneamente, por Osborne e Mendel e por Mc Collum e Davis, sendo que estes a chamaram de “fator dietético não identificado lipossolúvel A”, marcando a origem da atual designação alfabética para as vitaminas. É a vitamina mais estudada porque a sua deficiência pode se transformar em sérios problemas de saúde pública de morbidade e mortalidade infantis, principalmente em alguns países da Ásia e da África, onde a carência de vitamina A é a principal causa de cegueira não acidental. O termo vitamina A é genérico e refere-se a todos os retinóides com atividade biológica de vitamina. As três formas de vitamina A encontradas no organismo ativas são: retinol (álcool), retinaldeído (aldeído) e ácido retinóico

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(ácido). O retinol se oxida reversivelmente a retinaldeído no organismo e este a ácido retinóico (oxidação irreversível). A vitamina A é proveniente de dois grupos de compostos: os carotenóides pró vitamina A existente nos alimentos de origem vegetal e o retinol ou vitamina A pré-formada, proveniente de alimentos de origem animal. Em ambos os casos, os carotenóides consistem a fonte original de vitamina A. Algumas plantas são ricas em carotenóides, característicos por sua cor amarela, alaranjada ou vermelha. Na natureza foram identificados cerca de 600 carotenóides, mas apenas 50 podem ser considerados precursores da vitamina A. Para Ter atividade de vitamina A é necessário possuir um anel de ?-ionona na sua estrutura. Exemplos de carotenóides que possuem atividade de vitamina são o ?, o ? e o ?-caroteno e a criptoxantina e sem atividade o licopeno. O ?-caroteno, o mais importante precursor da vitamina A, está amplamente distribuído nos alimentos e possui ação antioxidante.

figura 17. síntese de retinol a partir de ? -caroteno. A maior fonte de vitamina A pré-formada é o fígado, sendo também encontrado na gema do ovo, no leite integral e em produtos lácteos, como manteiga, creme de leite e queijo. Os óleos de fígado de algumas espécies de peixes, como o bacalhau, são fontes importantes dessa vitamina, mas são usados apenas como medicamentos no reino vegetal as mais ricas fontes são dois óleos extraídos de palmáceas (abundantes no Brasil): o de dendê (amarelo-dourado) e o de buriti (vermelho). Em relação às frutas e hortaliças as mais ricas em carotenóides bilogicamente ativos são aquelas de cor amarelo alaranjado, como cenoura, morango, abóbora madura, manga e mamão; ou verde escuro (por causa da enorme quantidade de clorofila mascara os pigmentos carotenóides), como mostarda, couve, agrião e almeirão. Função e deficiência

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A vitamina A é proveniente de dois grupos de compostos: os carotenóides pró vitamina A existentes nos alimentos de origem vegetal e o retinol ou vitamina A pré-formada, proveniente de alimentos de origem animal. Em ambos os casos, os carotenóides consistem a fonte original de vitamina A. Algumas plantas são ricas em carotenóides, característicos por sua cor amarela, alaranjada ou vermelha. Na natureza foram identificados cerca de 600 carotenóides, mas apenas 50 podem ser considerados precursores da vitamina A. Para Ter atividade de vitamina A é necessário possuir um anel de ?-ionona na sua estrutura. Exemplos de carotenóides que possuem atividade de vitamina são o ?, o ? e o ?-caroteno e a criptoxantina e sem atividade o licopeno. O ?-caroteno, o mais importante precursor da vitamina A, está aplamente distribuído nos alimentos e possui ação antioxidante. A vitamina A é fundamental no processo visual. Na retina existem dois tipos de fotorreceptores os bastonetes, responsáveis pela visão em luz escassa, que contêm um pigmento fotossensível, a rodopsina ou púrpura visual; e os cones, responsáveis pela visão em cores e com luz brilhante, depositários do pigmento rodopsina. Os dois pigmentos contêm 11-cis-retinaldeído como cromóforo, ligado a proteínas diferentes. A deficiência de vitamina A no sangue leva à lentidão na regeneração da rodopsina após um estímulo luminoso, resultando na dificuldade de enxergar na obscuridade, o que é conhecido como cegueira noturna, o primeiro sintoma clínico específico da deficiência. Além de participar de ciclo visual a vitamina A atua na manutenção da pele e das mucosas, por participar da diferenciação das células epiteliais e das células caliciformes, que sintetizam e secretam muco, bem como no crescimento e reprodução. Falhas no crescimento são comuns em crianças com deficiência de vitamina A. O estado nutricional em vitamina A pode influenciar o sistema imunológico e a expressão genética. A vitamina A tem apresentado ação preventiva no desenvolvimento de tumores da bexiga, mama, estômago e pele, em estudos realizados com animais. Estudos epidemiológicos também mostraram que o consumo regular de alimentos ricos em vitaminas A e C pode diminuir a incidência de câncer retal e de cólon. Toxicidade Os fenômenos de toxicidade devido à ingestão excessiva de alimentos ricos em vitamina A são raros. A automedicação e a fácil disponibilidade de vitamina A em preparações de alta potência sem prescrição médica e por tempo prolongado expõem adultos à hipervitaminose A que pode apresentar sinais inespecíficos e neurológicos (como hipertensão intercraniana), gastrointestinais, ósseos e lesões cutâneas. Os sinais inespecíficos incluem secura de pele e mucosas, irritabilidade, perda de cabelos, unhas quebradiças, mialgia, dores ósseas, artralgia, dores abdominais, esplenomegalia e anemia. A hipervitaminose A varia com estado de saúde, e tamanho do indivíduo, uma vez que crianças são mais sensíveis que adultos, assim como os idosos são mais do que os indivíduos jovens. A elevada ingestão de ?-caroteno parece não ser tóxica, embore cause carotenodermia, pois aumenta o seu armazenzmento na gordura subcutânea tornando a pele acentuadamente amarela ou alaranjada, principalmente na sola dos pés e palmas das mãos. As reações são muito individuais, além de variarem na mesma pessoa.

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Vitamina D O termo vitamina D é usado para todos os esteróides que possuem atividade biológica de colecalciferol. Existem duas formas ativas de vitamina D: o ergocalciferol (vitamina D2) e o colecalciferol (vitamina D3), ambos com atividade anti-raquítica. A vitamina D2, existente nos alimentos de origem vegetal, origina-se da irradiação do ergosterol e é a forma usada na fortificação de alimentos (aditivo alimentar). O colecalciferol provém da transformação não-enzimática do precursor 7-deidrocolesterol (intermediário na síntese do colesterol) existente na pele de mamíferos, pela ação dos raios ultravioletas do sol, da mesma maneira que o ergosterol. A viitamina A D3 é convertida em 1,25 diidroxicolecalciferol através de duas reações de hidroxilações. Numa primeira reação ocorre a formação de 25-hidroxicolecalciferol D3 catalisada por uma enzima do fígado. A subseqüente conversão de 25- hidroxicolecalciferol D3 em 1,25 diidroxicolecalciferol é catalisada por uma enzima do rim.

Figura 18. Ilustração da síntese de vitamina D mediada pela radiação solar

Poucos alimentos são considerados fontes de vitamina D: gema de ovo, fígado, manteiga e pescados gordos. Carnes em geral e peixes magros contêm as maiores concentrações de vitamina D, sendo que a sardinha e o atum enlatados possuem teores apreciáveis. Hoje em dia é possível o enriquecimento de alimentos com vitamina D, sendo que no Brasil é optativa a adição de vitamina D à margarina. Em relação à síntese cutânea do colecalciferol pela incidência da luz ultravioleta sobre o 7-deidrocolesterol, que atua como uma pró-vitamina, sua quantidade varia com uma série de fatores, como o tempo de exposição da pele, estação do ano, situação geográfica, poluição atmosférica, hábitos culturais e pigmentação da pele. O 7-deidrocolesterol é derivado do colesterol, portanto o precursor da vitamina D sintetizada em nosso organismo é o colesterol.

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Figura 19. precursores e vitaminas D2 e D3, e sua forma ativa 1,25-dihidroxivitamina D3.

Metabolismo A circulação sangüínea da vitamina D exige proteínas carregadoras como a vitamina A proteína específica é a proteína transportadora da vitamina D (DBP), que é uma globulina. A vitamina D é considerada mais um hormônio esteróide do que uma vitamina e uma das razões disso é o fato de que a formação do 1,25-diidroxicolecalciferol D3 ser regulada homeostaticamente por suas concentrações e pelo fornecimento de cálcio. A maior parte da vitamina D e dos seus metabólitos é excretada através das fezes, com auxílio dos sais biliares muito pouco é eliminado pela urina. Função A ação biológica da vitamina D está ligada ao metabolismo de cálcio e fosfato. Mostrou-se que 1,25- diidroxicolecalciferol promove a absorção de cálcio na mucosa intestinal e nos túbulos renais, estimulando a síntese de RNA mensageiro responsável pela biogênese de uma proteína específica para absorção de cálcio. A forma hormonal da vitamina D ajuda a manter o metabolismo mineral normal, principalmente a homeostase do cálcio e do fósforo, atuando em três locais: no intestino delgado, estimulando a absorção do cálcio e fósforodos alimentos pela mucosa; no ossos, facilitando a mineralização óssea, especialmente na fase de crescimento e nos rins, auxiliando a reabsorção do cálcio e fósforo dos túbulos renais. Deficiência Na infância, a deficiência de vitamina D leva ao raquitismo. O quadro clínico é característico: ossos e dentes são sujeitos a fraturas, o crescimento é deficiente e há o aparecimento de deformações ósseas, principalmente nas costelas e ossos longos.

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A forma mais comum de raquitismo é devido a falta de exposição das crianças as radiações ultravioletas do sol. Dietas com baixos teores de vitamina D, bem como de cálcio e fósforo e com altas concentrações de fitatos, como ocorre em farinhas ou cereaiss integrais, pode, também, conduzir à deficiência de vitamina D. Outra causa de raquitismo é a má-absorção da vitamina D dietética, como em casos de esteatorréia ou de insuficiência renal crônica. O principal uso da vitamina D é na profilaxia e tratamento das desordens do metabolismo de cálcio e fósforo. A prevenção e o tratamento do raquitismo requerem adequada ingestão dietética de cálcio, fósforo e vitamina D. A exposição à irradiação solar é a maneira mais simples, barata e eficaz de previnir o raquitismo. Toxicidade Quantidade excessiva de vitamina D na dieta provoca uma séria toxicidade, cujos principais sintomas são: hipercalcemia, hipercalcuíria, anorexia, fraqueza, letargia, náusea, vômitos, constipação intestinal, dores articulares, desorientação e perda de peso. A hipervitaminose D pode causar calcificação irreversível dos tecidos moles, com sérios danos aos rins, pulmões e coração. Não é possível estabelecer a dose miníma de vitamina D que conduz à hipervitaminose, pois a sensibilidade individual ao excesso é muito variável. Minerais Cobre A RDA para o cobre não está bem estabelecida, porém aconselha-se a ingestão de 1,5 a 3,0 mg de cobre por dia. Alimentos como o fígado, chocolate, nozes, avelãs, e moluscos são boas fontes de cobre. As ostras são a melhor fonte de cobre, pois possuem grandes quantidades desse e de outros metais, como o zinco, compartimentados em vesículas. O cobre está envolvido em reações de óxido-redução, assumindo os estados de oxidação Cu+ e Cu2+. Essas reações envolvem o oxigênio e algumas das enzimas que utilizam o cobre são a citocromo c oxidase (cadeia respiratória), lisina oxidase (síntese do colágeno) e dopamina ?-hidroxilase (síntese de neurotransmissor). Normalmente encontramos o cobre ligado a proteínas, como a metalotionina e a ceruloplasmina, essa última presente tanto nas células como no plasma. Bioquímica do cobre O cobre participa de reações enzimáticas como doador/receptor de elétrons. A tabela apresentada a seguir apresenta as enzimas e proteínas relacionadas com o cobre, assim como as funções das mesmas: Enzima/proteína função citocromo c oxidase cadeia respiratória lisina oxidase síntese de colágeno dopamina ?-hidroxilase síntese de neurotransmissor tirosina oxidase síntese de melanina superoxido desmutase remoção de espécies reativas

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citoplasmática (superoxidos) amina oxidase catabolismo da histamina e estruturas

correlatas metalotionina armazenagem de cobre ou desintoxicação ceruloplasmina armazenagem de cobre ou transporte A absorção de cobre não é prejudicada pelo ácido fítico, como ocorre com o cálcio, ferro e zinco. Uma vez absorvido passa pelo fígado, onde se liga a ceruloplasmina e é liberado dessa forma para a corrente sanguínea. A ceruloplasmina contém de 60 a 95 % do cobre plasmático. Cerca de 7 % do cobre se liga a albumina e a aminoácidos livres, principalmente histidina, treonina e glutamina. Embora não seja letal, a ausência de ceruloplasmina pode acarretar diabetes, degeneração da retina e formação de depósitos de cobre no cérebro, fígado e pâncreas. Existem evidências que a ceruloplasmina está envolvida no metabolismo do ferro, auxiliando na incorporação de ferro pela ferritina, embora exista outro mecanismo que permite a ligação de ferro a ferritina de forma espontânea. A ceruloplasmina, através do cobre, oxida traços de Fe2+ presentes na circulação sanguínea a Fe3+. Essa reação permite não só a ligação a ferritina como previne danos a membranas celulares (o Fe2+ apresenta essa toxicidade). Altas doses de cobre induzem a expressão de metalotionina nos enterócitos. Deficiência Dietas deficientes em cobre são raras e não atingem nenhuma população de que se tenha conhecimento. Portanto a deficiência ocorre apenas em casos extremos de mal-nutrição. Quando induzida em animais provoca anemia (não pode ser tratada com ferro), aumento do coração e drástico aumento das mitocôndrias do coração. Em alguns casos ocorre ruptura do músculo cardíaco e de artérias, provavelmente pela redução da atividade da lisina oxidase. A ocorrência de osteoporose é comum nesses casos. Infecções afetam o metabolismo do cobre, triplicando a concentração de ceruloplasmina. Animais deficientes em cobre demonstram-se pouco aptos a exercícios. Duas doenças genéticas são causas de sérias alterações no metabolismo do cobre. São doenças raras, que atingem 1 em cada 100.000 nascidos. Ambas caracterizam-se por mutações em proteínas transportadoras localizadas nas membranas. São proteínas responsáveis pela passagem do cobre pelas membranas. Doença de Wilson A doença de Wilson se manifesta em adolescentes e pré-adolescentes. A causa é a inibição da excreção biliar de cobre. Dessa forma ocorre acúmulo de cobre no fígado, rins e cérebro, resultando em danos cerebrais e hepáticos.

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Observam-se também depósitos nas córneas, com a formação de anéis amarronzados. Também ocorre redução da concentração de ceruloplasmina . Os danos hepáticos tendem a ocorrer a partir dos oito anos de idade, enquanto os danos neurológicos apenas a meia idade. Os danos neurológicos não incluem retardamento mental, e sim perda de coordenação. Formas de diagnóstico são o aumento da concentração de cobre na urina e no plasma não ligado a ceruloplasmina, com redução da concentração de cobre ligado a ceruloplasmina. Sem tratamento a doença é fatal. O tratamento baseia-se na administração de quelantes, onde a primeira escolha é a D-penicilamina. É conveniente também evitar alimentos ricos em cobre. Outra abordagem é a suplementação oral de zinco (150 mg/dia). Pergunta: Qual o mecanismo do tratamento da doença de Wilson com a suplementação de zinco? Resposta: Doença de Menke Comparada a doença de Wilson, a doença de Menke é mais severa. Envolve retardamento mental e morte antes dos três anos de idade. Uma característica marcante é o aspecto do cabelo: emaranhado, grisalho e quebradiço. Nessa doença o nível de cobre sérico, hepático e cerebral são baixos, enquanto as mucosas do intestino, renal e do tecido conectivo apresentam altos níveis de cobre. A indisponibilidade de cobre, acumulado nas células epiteliais (ligado a metalotionina), promove estagnação do crescimento, defeitos no esqueleto (osteoporose), degeneração celular e fragilidade das artérias. O tratamento não é simples. Baseia-se na administração de doses orais elevadas de cobre complexado com histidina. A dose diária é de 0,6 gramas de cobre.

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Pergunta: A que se poderia atribuir a osteoporose, fragilidade das artérias e retardamento mental obsernados na doença de Menke? Resposta: Iodeto A única função conhecida desse elemento é como componente dos hormônios tireoideanos, essenciais para o desenvolvimento embrionário, e para a regulação da taxa metabólica e produção de calor durante toda a vida. A RDA para iodeto é de 0,15mg, e sua absorção ocorre muito facilmente. Em geral a deficiência de iodeto está relacionada com a falta desse elemento em alguns solos utilizados na agricultura. A suplementação de iodeto, como KI ou KIO 3, realizada por vários programas, praticamente erradicou essa deficiência em diversas áreas do mundo. Aqui no Brasil os produtores de sal são obrigados a suplementarem o produto. Infelizmente algumas das áreas mais pobres do mundo ainda sofrem dessa deficiência. Bioquímica do iodeto O iodeto é a forma utilizada para a síntese dos hormônios tireoideanos. Se ingerido na forma de iodato, um processo redutivo não enzimático envolvendo compostos sulfidrílicos (como a glutationa) converte o iodato em iodeto. Uma vez na circulação sanguínea, o iodeto penetra na glândula tireóide, através de de um cotransportador Na-I. Aí ocorre síntese de T3 e T4. O primeiro passo á a incorporação do iodeto a tireoglobulina, uma proteína de peso molecular 660.000 que possui um grande número (140 unidades) de resíduos de tirosina. É justamente aos resíduos de tirosina que o iodeto se liga. Em geral a tireoglobulina apresenta de 10 a 50 átomos de iodeto ligados. A seqüência da síntese ocorre com a dimerização de quatro resíduos específicos de tirosina (iodados), que são os resíduos 5, 2555, 2569 e 2748. Com isso temos dois dímeros. A enzima tireoperoxidase é responsável pela incorporação do iodeto a tireoglobulina e pela dimerização dos resíduos de tirosina. Essa enzima requer peróxido de hidrogênio para sua atividade. O terceiro passo é a quebra de uma das tirosinas do dímero, com a separação do anel aromático do resto da molécula. Na seqüência, ocorre a quebra da ligação peptídica, liberando duas moléculas derivadas da tirosina, com dois anéis aromáticos tetraiodados ou triiodados. As moléculas são denominadas 3,5,3’,5’-

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tetraiodotironina (T4) e a 3,5,3’-triiodotironina (T3). Cerca de 90 % do hormônio secretado pela tireóide está na forma de T4. Após a perda das duas moléculas de hormônio, a tireoglobulina é completamente proteolisada, e os resíduos de iodotirosina não utilizados são deiodados. As concentrações normais de T3 e T4 na corrente sanguínea são 1,2 e 80 ng/ml, respectivamente. A forma ativa do hormônio é o T3, que pode ser secretado diretamente pela tireóide ou produzido a partir de T4 pelo fígado e pelos rins, através da ação da enzima 5’-deiodase. O cérebro produz seu próprio T3 a partir do T4. As deiodases são enzimas responsáveis tanto pela ativação de T4 como pela desativação de T3. Possuem em suas estruturas um (deiodases tipos I e III) ou dois (deiodase tipo II) átomos de selênio.

Figura 20. Síntese de T4

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A maior parte de T3 em circulação é produto da ação da deiodase tipo I, enquanto a conversão de T4 em T3 no próprio sito de ação é realizado pela deiodase do tipo II, presentes no cérebro, coração tireóide e músculos esqueléticos. A deiodase do tipo III é a responsável pela conversão de T4 em T3 reversa e conversão de T3 em T2, ambos inativos. Essa reação envolve a remoção do iodo 5, do anel fenólico interno (Figura 21)

Figura 21. inativação de T3 e T4 pela deiodinases. Regulação da glândula tireóide e efeito dos hormôneos tereoideanos A glândula tireóide, localizada no pescoço, é regulada pela ação de duas outras glândulas localizadas no cérebro, a pituitária e o hipotálamo. A pituitária estimula a tireóide através do TSH (hormônio tireoestimulante, ou tireotropina). A tireóide é capaz de modular sua sensibilidade ao TSH dependendo da quantidade ingerida de iodeto. Por um mecanismo de feed-back, altas concentrações de T4 em circulação inibem a secreção de TSH. A atividade da pituitária é regulada pelo hipotálamo, através do TRH (hormônio liberador de tireotropina), que aparentemente controla a sensibilidade da pituitária frente a regulação promovida pelos níveis plasmáticos de T4. Altos níveis plasmáticos de iodeto reduzem a sensibilidade da glândula tireóide a TSH. O aumento dos níveis de T3/T4 promove aumento do metabolismo basal. As reações mais importantes relacionadas ao T3 são as atividades da bomba Na, K- ATPase e da síntese de ácidos graxos.

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Ao invés de serem reservados na forma de triglicerídeos depositados nos adipócitos, os ácidos graxos são oxidados. Dessa forma o hipertireoidismo leva a perda de peso, maior produção de calor, irritabilidade, etc. Já o hipotireoidismo promove justamente o inverso, com decréscimo do metabolismo basal, gerando redução da temperatura corpórea, certo ganho de peso, cansaço, etc. Outro papel fundamental desses hormônios ocorre no desenvolvimento hormonal. A defic iência de T3/T4 nesse estágio da vida causa sério comprometimento cerebral. Deficiência em iodeto Uma ingestão inferior a 50 ?g/dia durante um período prolongado promove a deficiência em iodeto. O quadro mais comum é o bócio, caracterizado pela hipertrofia da glândula tireóide. Além da hipertrofia ocorre o aumento do fluxo sanguíneo na glândula. A tabela abaixo demonstra efeitos da deficiência em iodeto de acordo com um estudo realizado: parâmetro em condições

normais na

deficiência glândula tireóide (mg) 13 23 T4 plasmático (ng/ml) 40 20 fluxo sang. na tireóide (ml.min-1/grama de tecido)

23 68

TSH (ng/ml) 2,4 2,9 O bócio é reversível. O quadro mais sério proporcionado pela deficiência em iodeto é o cretinismo. Os cretinos são acometidos por retardamento mental, têm uma aparência facial característica, e possuem a língua desproporcionalmente grande. Podem ainda ser surdos e mudos. O cretinismo é desenvolvido pela deficiência de iodeto da mãe durante a gestação, e é irreversível. Pergunta: algas marinhas conhecidas como joio marinho contém elevados níveis de iodeto. Certas dietas comuns no Japão são baseadas em sopas feitas com essas algas, o que pode levar a uma ingestão diária de 80 a 200 mg de iodeto (1000 vezes mais que a quantidade indicada). Essa dieta promove bócio em adultos e crianças. Qual seria o motivo? Resposta:

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Magnésio A RDA para o magnésio é de 4,5 mg/kg de massa corpórea. Plantas e carne são boas fontes desse mineral. A absorção vai de 20 a 70 %, dependente da quantidade ingerida, de forma a uma dieta com baixo nível de magnésio proporcionar uma absorção maior, e vice-versa. Existe um mecanismo de transporte especifico, aparentemente vitamina-D-sensível, como observado para a absorção de cálcio. Bioquímica do magnésio A maioria das enzimas dependentes da ATP requer magnésio. Mais precisamente, o magnésio é quelado pelas moléculas de ATP (figura 22), e apenas na presença de magnésio e ATP a enzima é ativa. Experimentos com a fosfofrutoquinase, onde vários tubos contendo diferentes concentrações de Mg foram incubados nas mesmas condições e concentrações de enzima (fosfofrutoquinase), ATP e substrato (frutose-6-fosfato) indica que a relação entre as concentrações de ATP e magnésio é importante para a atividade enzimática. Figura 22. átomo de magnésio complexado com ATP

Outros metais bivalentes, como o manganês e o cobalto podem se complexar com o ATP, substituindo o magnésio. Um outro experimento que demonstra que a piruvato quinase é ativa na presença de outros ligantes, porém a concentração necessária de ligantes só é compatível com a concentração celular de magnésio.

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Certas enzimas requerem magnésio livre (não ligado a ATP), porém cabe ressaltar que nessas enzimas o manganês é 10.000 vezes melhor ativador, o que faz crer que nesses casos o manganês é o ativados biológico dessas enzimas.

O magnésio é requerido na síntese do DNA e do RNA e de proteínas, assim como por várias enzimas relacionadas a síntese de carboidratos e lipídeos.

Estruturalmente o magnésio também apresenta funções, podendo ser encontrado ligado a membranas fosfolipídicas, ribossomos e cromatina, na forma iônica. O íon magnésio é importante para a transmissão de sinais entre células, uma vez que a enzima adenilato ciclase é Mg-dependente.

Deficiência de magnésio Casos de deficiência em magnésio são raros por dois motivos. Primeiro, a

quantidade disponível de magnésio é grande, tanto em alimentos de origem animal como vegetal. Segundo, os rins são capazes de reabsorver muito eficientemente o magnésio tubular, principalmente em situações de baixa ingestão desse mineral.

Basicamente a deficiência pode ocorrer em pessoas afetadas por prolongadas diarréias e por pessoas em tratamento com certos tipos de diuréticos. De qualquer forma não se trata de uma deficiência isolada de magnésio. Ocorre simultânea deficiência de outros minerais como o sódio e potássio.

Algumas síndromes podem causar a deficiência em magnésio, como a esteatorréia, após remoção cirúrgica de partes do intestino delgado e alcoolismo crônico.

Os efeitos da deficiência incluem baixos níveis plasmáticos, arritmias cardíacas e tétano muscular.

Pergunta: A esteatorréia é uma síndrome onde os ácidos graxos não são absorvidos convenientemente, originando um excesso de gordura nas fezes. Porque ocorre a deficiência de Mg nessa situação? Resposta:

A deficiência em magnésio pode ser induzida experimentalmente. Em experimentos controlados a concentração plasmática desse mineral foi reduzida para 10 a 30 % do valor normal (1,2 a 2,0 mM). Essa ampla flutuação demonstrou-se tolerável, enquanto uma flutuação semelhante de cálcio, sódio ou potássio seria fatal.

Após decréscimo de nível de magnésio o nível de cálcio tende a cair, mesmo com o consumo normal de cálcio e vitamina D. Outro efeito é a deposição de cálcio em tecidos moles como rins, coração e aorta, que aumentam de 30 a 160 vezes suas concentrações em cálcio.

Os sintomas neuromusculares apresentados após longos períodos de uma dieta deficiente (aprox. quatro semanas) são o tétano, perda de reflexo, tremores e fraqueza muscular. O tétano é pode ser observado quando baixos níveis extracelulares de cálcio e/ou magnésio, ou pH alcalino, são encontrados ao redor dos nervos.

Em animais, uma dieta completamente livre de magnésio provoca a morte, com convulsões após duas semanas.

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Além dos sintomas musculares, a deficiência resulta em parada do crescimento, anormalias estruturais nas mitocôndrias e retículos sarcoplasmáticos, além do aumento dos níveis de sódio e redução dos níveis de potássio nos músculos.

Pergunta: Porque ocorre alteração dos níveis citossólicos de sódio e potássio na deficiência de magnésio? Resposta:

Manganês Ainda não está definida uma RDA para o manganês, porém recomenda-se , para adultos, o consumo diário de 2 a 5 mg desse mineral. A absorção de manganês é relativamente baixa. Apenas de 1 a 16 % do elemento presente na dieta é absorvido. Apesar disso, a deficiência é muito rara e não existe caso de populações consideradas deficientes. Boas fontes de manganês são grãos, frutas e vegetais. Fontes animais são relativamente pobres. Bioquímica do manganês O manganês é requerido pela superoxido desmutase. Essa enzima catalisa a conversão de superóxidos (O2

-) em uma espécie menos reativa, o peróxido de hidrogênio (H2O2). O peróxido de hidrogênio é decomposto em H2O e O2 pela catalase. A deficiência de manganês pode, portanto levar a danos celulares provocados por radicais, porém é difícil de comprovar experimentalmente que os danos são provocados por falta desse mineral. A piruvato carboxilase é uma metaloenzima que contém em cada uma das suas quatro subunidades uma molécula de biotina e um átomo de manganês. O magnésio nesse caso pode substituir o manganês, aparentemente sem comprometimento da função metabólica. A fosfopiruvato carboxilase talvez requeira manganês, assim como a enzima responsável pela ativação da acetil-CoA carboxilase (ver iodeto) e a arginase, uma enzima chave do ciclo da uréia. A tirosina sulfotransferase, enzima envolvida no metabolismo dos hormônios catecolamínicos é dependente de manganês.

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A indução experimental de deficiência de manganês sugere que existem ainda muitas outras funções dependentes de manganês, mas que ainda não foram elucidadas. Deficiência em manganês Em animais a deficiência em manganês impede um crescimento normal, dificuldade de manter a postura ereta, inchaço e desorganização do retículo endoplasmático e defeitos nas membranas das mitocôndrias. Ratas privadas de manganês dão a luz a crias com uma série de anormalidades esqueléticas, ataxia e tremores. Em humanos ocorrem erupções vermelhas dispersas localizadas na pele da parte posterior do dorso. O nível plasmático da fosfatase alcalina de cálcio aumenta, sugerindo que a deficiência promove a dissolução dos ossos (reabsorção). Molibdênio A exemplo de muitos nutrientes, a RDA para o molibdênio não está definida, porém recomenda-se uma ingestão diária de 75 a 250 ?g, baseada simplesmente na ingestão típica desse elemento. A absorção de molibdênio é muito eficiente. Em doses contendo de 0,025 a 1,4 mg de Mo, 99 % é absorvido. Em mamíferos temos três enzimas que requerem molibdênio: a oxidase de sulfito, a desidrogenase de xantina e a oxidase de aldeído. Nessas enzimas o molibdênio aparece na forma de cofator molibdênico (co-Mo, figura XX). Esse cofator é sintetisado a partir de GTP. Em todas as Mo-metaloenzimas conhecidas, exceção feita a nitrogenase (encontrada em plantas), o molibdênio encontra-se nessa forma.

Figura 23. Cofator molibdênico Aparentemente a deficiência de molibdênio é rara. Inclusive a indução de deficiência em animais é difícil, pois além da eficiente absorção, em geral encontramos traços de molibdênio em todos os nutrientes. A maneira mais conveniente de induzir a deficiência é a administração de um antagonista em uma dieta já deficiente em molibdênio. Pergunta: O tungstênio é um antagonista do molibdênio. Você poderia sugerir o porquê?

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Resposta: Bioquímica do molibdênio O molibdênio está envolvido diretamente na catálise química. Atua doando ou recebendo elétrons em reações de REDOX. Seu NOX pode variar de +4 a +6 nessas reações. As enzimas dependentes de molibdênio também dependem de ferro. A sulfito oxidase catalisa uma das últimas reações da oxidação de aminoácidos sulfurosos. A catálise da metionina resulta na passagem de um átomo de enxofre para a cisteína. A cisteína pode ser oxidada para a cisteína-sulfonato, que é posteriormente degradada para piruvato e sulfito. Essa via catalítica resulta na produção de 25mmol de sulfito, que é oxidado a sulfato pela sulfito oxidase. Deficiência Embora extremamente rara, alguns estudos puderam observar a necessidade fisiológica de molibdênio em virtude de certas doenças genéticas envolvendo falha na síntese da sulfito oxidase e do co-Mo. A ausência do co-Mo inibe a ação das três enzimas já citadas. Essas doenças levam a danos neurológicos, retardamento mental, deslocamento do cristalino dos olhos e morte. Provavelmente em virtude da inoperância da sulfito oxidase. A xantina dehidrogenase catalisa a formação de ácido úrico a partir de hipoxantina. Essa enzima pode atuar como uma dehidrogenase ou como uma oxidase. Sua inativação pode levar a formação de cálculos renais. A função metabólica da enzima aldeído oxidase dependente de co-Mo não está muito clara, uma vez que outra enzima, a aldeído oxidase NADH-dependente é muito mais eficiente e rápida na conversão de aldeídos em ácidos carboxílicos. Sulfito e sulfato O sulfito é uma substância tóxica, porém, conforme pode ser visto na seção correspondente ao molibdênio, o sulfito é convertido a sulfato. A maior parte do sulfito ingerido está presente no alimento como aditivo. O sulfito como aditivo impede o crescimento bacteriano, e atua como antioxidante, preservando a qualidade microbiológica e principalmente a cor de determinados alimentos. Vinhos, vagens, sucos de laranja, cereja, pêssegos desidratados são exemplos de produtos freqüentemente aditivados com sulfito. Algumas pessoas asmáticas possuem sensibilidade aumentada a sulfito. Aparentemente essas pessoas possuem baixos níveis de sulfito oxidase. Esse grupo de pessoas deve evitar alimentos aditivados com sulfito e alimentos ricos em cisteína.

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O sulfito é uma espécie altamente reativa, que reage com grupos sulfidrílicos, aldeídos e cetonas, e com enzimas ligadas a FAD e NAD. Em alimentos o sulfito reage com a tiamina, destruindo essa vitamina.. Entretanto, evitando-se superdosagens de sulfito e em condições normais do metabolismo, o sulfito ingerido é totalmente oxidado a sulfato, sendo inclusive utilizado. O sulfato desempenha importantes funções como componente estrutural. São exemplos o sulfato de codroitina, sulfato de heparina, gangliosídeos sulfatados, e o sulfato de colesterol. O sulfato está presente nos mucos secretados por células epiteliais. Por exemplo, o muco gástrico é uma glicoproteína que contém cerca de 500 cadeias de carboidratos, com grupos sulfato ligados a resíduos de N-acetilglicosamina e galactose. Encontramos ainda sulfato em diversos hormônios e proteínas, onde liga-se a resíduos de tirosina. Não há necessidade de ingestão de sulfato, pois esse ânion é obtido do catabolismo dos aminoácidos sulfurosos. Cerca de 25mmol de sulfato são gerados diariamente. O sulfato é incorporado a diversas das substâncias já citadas através de um doador de sulfato, o 3-fosfoadenosina-5’-fosfosulfato (PAPS). O PAPS, substrato das sulfotransferases, é sintetisado no citoplasma e transportado para o complexo de Golgi. No trato urinário o sulfato combina-se com o cálcio, impedindo sua reabsorção. Certas dietas contendo concentrações muito elevadas de sulfato podem levar a uma certa perda de massa corpórea. Zinco A RDA paras o zinco é de 15 mg. Cerca de 30 % do zinco contido em uma dieta com fibras e fitato é absorvido. A absorção de zinco, a exemplo de alguns outros minerais, aumenta quando a quantidade ingerida é baixa. O mínimo de zinco que deve ser ingerido diariamente é 0,7 mg, valor de reposição para o zinco perdido. Boas fontes de zinco são carne, frango, e frutos do mar. O zinco não atua como um doador/receptor de elétrons. Normalmente encontra-se ligado a proteínas, onde pode atuar como catalisador, ou simplesmente como elemento estrutural. Destaca-se a presença de zinco em várias enzimas denominadas de fatores de transcrição. Nessas enzimas encontramos estruturas denominadas zinc fingers. O Zn2+, livre, tem participação na transmissão nervosa no cérebro, mas o mecanismo exato ainda não foi completamente elucidado. Bioquímica do zinco Usualmente o zinco se liga nas proteínas através de resíduos de cisteína e histidina, e com menor freqüência a glutamato e aspartato. Uma seqüência característica de aminoácidos é muito comum em enzimas que atuam como fatores transcricionais, ou as chamadas DNA-binding proteins. Basicamente, uma seqüência de 30 aminoácidos, que assume uma estrutura terciária num formato semelhante a um dedo. Nessa estrutura encontram-se

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resíduos de cisteína e histidina, que ligam-se a um átomo de zinco. Daí o nome dado a estrutura: zinc fingers. A seqüência genérica de aminoácidos dos zinc fingers é a seguinte:

-Phe-AA-Cys-AA-AA-Cys-(AA)3-Ph-(AA)5-Leu-AA-His-(AA)3-His-

Atenção: nem todas as proteínas que apresentam uma região com essa seqüência são zinc fingers. O zinco é necessário para ligar a proteína regulatória ao DNA, possibilitando a expressão de algum determinado gene. Os zinc fingers estão envolvidos na regulação de genes realizada por hormônios e vitaminas. Outra função do zinco é como elemento estrutural. Está envolvido no armazenamento de insulina em vesículas das células ? do pâncreas. Cada molécula de insulina associa-se com 2 a 4 átomos de zinco, formando cristais pouco solúveis em água. As vesículas apresentam pH 6,0, e os cristais são completamente insolúveis em pHs inferiores a 7,0. Com a liberação em pH fisiológico, ocorre uma lenta dissolução da insulina no sangue. Na tabela apresentada a seguir estão relacionadas várias enzimas e proteínas que utilizam o zinco para alguma das funções citadas acima.

proteínas/enzimas função anidrase carbônica interconverção de CO2/HCO2

- álcool dehidrogenase catabolismo do álcool fosfatase alcalina hidrólise de grupos fosfato carboxipeptidase A digestão de proteínas ingeridas carboxipeptidase B digestão de proteínas ingeridas enzima conversora de angiotensina reguladora da pressão sanguínea e

balanço salino superoxido dismutase citoplasmática eliminação de espécies reativas

(superoxidos) acido aminolevulicina dehidratase biossíntese de heme insulina (nas vesículas secretoras) “empacotamento” da insulina, como

cristais vesículas contendo catecolaminas dá mais força para a matrix protéica

usada no empacotamento de catecolaminas

esfingomielinase hidrolise de esfingomielina (existem outras que não dependem de zinco)

metalotionina estocagem de zinco ou desintoxicação lactoalbumina/galactisiltransferase síntese de lactose componente 9 do complemento sistema imune proteína quinase C transmissão de sinais celulares frutose 1,6-difosfatase gliconeogênese

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timulina hormônio do sistema imune 5’-nucleotidase quebra do fosfato de nucleosídeos 5’-

monofosfatos glioxalase desintoxicação de aldeídos enzima editora de mRNA muda o mRNA codificador da

apolipoproteína B100, para codifica a apo B48

# fator de transcrição Sp1 ligação ao DNA e transcrição basal # fator de transcrição TFIIA ligação ao DNA e transcrição basal # receptor de glicocorticóide ligação ao DNA e transcrição basal # receptor de andrógeno ligação ao DNA e transcrição basal # receptor de hormônio esteróide ligação ao DNA e transcrição basal # receptor de ácido retinóico ligação ao DNA e transcrição basal # receptor de vitamina D ligação ao DNA e transcrição basal # poli(ADP-ribose) polimerase resposta a dano no DNA # RAF sinalização celular, através da ligação a

RAS # HRS usada em processos de endocitose # indica a presença de zinc fingers O zinco é um potente indutor da expressão da metalotionina. A indução ocorre através da ligação do zinco ao fator de transcrição, que liga-se ao elemento responsivo a metais encontrado no promotor desse gene. Dietas com altos teores de Zn induzem, portanto, a expressão da metalotionina no intestino delgado. A metalotionina não liga-se apenas a zinco. Metais como o cobre, cádmio e mercúrio também se ligam a essa proteína. Aparentemente a metalotionina não é vital, mas experimentos demonstraram que animais knock-out para metalotionina são mais sensíveis aos efeitos tóxicos do cádmio. Deficiência Embora o zinco participe de um grande número de reações enzimáticas, mesmo em longos períodos de alimentação com baixos níveis de zinco, essas funções resistem e continuam a ser realizadas. Estudos demonstram que nessas condições de privação os rins passam a reabsorver mais eficientemente o zinco, reduzindo sua excreção, de forma a manter os níveis plasmáticos relativamente constantes. Em estudos envolvendo humanos , a deficiência em zinco surgiu após 2 a 5 semanas de completa privação do nutriente. Os sintomas apresentados foram diarréia e o surgimento de erupções cutâneas nos pés, mãos, virilha e face. Os sintomas desapareceram com a administração de zinco. O efeito mais pronunciado da deficiência em zinco é a baixa resposta do sistema imune, demora para cicatrização de ulcerações e redução do paladar e olfato. Certas populações submetidas a uma dieta com baixa quantidade de zinco demonstram baixa estatura e retardamento do desenvolvimento sexual. Essas populações são comuns em países como o Egito, Irã e Turquia, onde a dieta exclui carne e é baseada na ingestão de pão. Embora o pão possua quantidades até razoáveis de zinco, também possui altos teores de ácido fítico, que torna o zinco dessas dietas pouco biodisponível.

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A suplementação de zinco possibilita a recuperação de adolescentes afetados em poucos meses. Com o tratamento observa-se o crescimento dos pelos púbicos e aumento dos órgãos genitais a tamanhos normais. Pergunta: Porque a deficiência em zinco afeta o sistema imune e a maturação sexual? Resposta:

Existe uma rara doença genética, a acrodermatite enteropática, que provoca a deficiência em zinco. A doença se manifesta nos primeiros meses de vida e produz áreas pigmentadas nos cotovelos, joelhos, face e nádegas. Também ocorre diarréia e estagnação do crescimento. A doença é resultante da reduzida capacidade de absorção de zinco, e é fatal se não tratada. O tratamento é simples, basta a administração oral de doses equivalentes ao dobro da RDA. Boro O boro nunca ocorre na forma atômica em meios biológicos, e sim na forma de borato, B(OH)3 e B(OH)4 -, que podem estar livres ou complexados com polióis (como açúcares). Cerca de 0,1mM de borato são ingeridos e rapidamente absorvidos por dia. De 88 a 97% do borato ingerido é excretado na urina.. Pouco se sabe sobre as nossas necessidades de consumo de borato, apenas alguns estudos apontam evidências que a deficiência de borato pode promover um agravamento dos quadros de deficiência de vitamina D. Cobalto O cobalto é um elemento essencial, uma vez que a vitamina B12 possui um átomo desse elemento em sua estrutura. No entanto, não existe evidência alguma que é necessária qualquer ingestão de cobalto, além da própria ingestão de cobalamina. Silício O silício aparentemente é necessário para a síntese normal da matrix orgânica dos ossos e para a respectiva calcificação dos mesmos. Os osteoblastos são as células do nosso corpo que possuem as maiores concentrações desse

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mineral. A deficiência de silicone em animais leva a formações ósseas defeituosas, incluindo a córtex ósseo fino, redução da flexibilidade dos ossos e ossos cranianos achatados. A deficiência de silicone afeta também a formação das cartilagens, com, por exemplo, uma pronunciada redução da largura das epífises. Cromo Recomenda-se para esse mineral o consumo diário de 50-200 ? g (cerca de 1 a 3,8 ? M). Imediatamente após a absorção o cromo se liga a transferrina. O cromo media a ação hormonal da insulina. Uma dieta deficiente em cromo resulta em uma tolerância anormal a glicose e dificuldade de retirada da glicose do plasma para as células. Visando o aumento do efeito da insulina, o cromo representa um dos elementos mais utilizados em suplementos que visam o aumento de performance no esporte. Ferro A RDA para o ferro é 10 mg para homens adultos e 15 mg para mulheres adultas (30 mg para gestantes). O ferro este presente em diversos alimentos, porém a biodisponibilidade varia muito conforme a fonte. Carne, incluindo frango e peixe, são boas fontes de ferro. Pouco ferro encontra-se livre no nosso corpo. Além do ferro ligado a mioglobina e a mioglobina, grande quantidade de ferro está ligada a uma proteína chamada ferritina. Essa proteína representa um estoque eficiente do mineral. Em neonatos o ferro utilizado para o crescimento do bebê é proveniente de grandes quantidades de ferro ligado a ferritina quando do nascimento, o que é muito importante, uma vez que o leite materno não é uma fonte conveniente de ferro. Outros motivos pelo qual o ferro apresenta-se praticamente todo ligado são sua baixa solubilidade e reatividade, ou toxicidade. Em pH 7,0, 0,1 M de íon ferroso é solúvel, enquanto a solubilidade do íon férrico limita-se a 10-18 M. Justamente a forma mais solúvel é a forma mais tóxica. Os íons ferrosos reagem com o peróxido de hidrogênio, gerando íons e radicais hidroxila (reação de Fenton).

A hemoglobina, proteína transportadora de oxigênio, corresponde a mais de 95 % das proteínas das hemácias, e possui cerca de 60 % de todo o ferro presente no corpo. A mioglobina, responsável pelas reservas de oxigênio muscular corresponde a 1 % de todas as proteínas musculares, e carrega cerca de 4 % do ferro presente no corpo. O ferro encontrado ligado a ferritina corresponde de 5 a

Fe2

+

HO + HO HOOH

Fe3+

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30 % do ferro do organismo, dependendo das necessidades fisiológicas das células no momento. O ferro é incorporado a ferritina como Fe2+, porém é oxidado a Fe3+ no interior da proteína. Outras duas proteínas ligam-se ao ferro: a hemosiderina, que ocorre em lisossomos e atua principalmente quando há uma superdosagem de ferro no organismo, e a transferrina, que se trata de uma proteína transportadora, encarregada de legar ferro para as células onde o mineral é necessário. Bioquímica do ferro A transferrina é capaz de ligar dois átomos de ferro, no seu estado oxidado, e transportar o metal para as células que estejam precisando de ferro. O mecanismo é o seguinte:

- 1: a holotransferrina se liga ao receptor de transferrina, encontrado na membrana celular;

- 2: ocorre a invaginação de uma região de membrana onde encontram-se várias holotransferrinas ligadas, com a formação de uma vesícula que é internalizada;

- 3: uma segunda vesícula contendo uma bomba de ácido liga-se a vesícula contendo as holotrensferrinas. Com isso o pH é reduzido, promovendo a liberação do Fe3+. A transferrina permanece ligada ao receptor e o íon férrico permanece dentro da vesícula;

- 4: o Fe3+ é reduzido para Fe2+, que pede então atravessar a membrana e alcançar o citoplasma. Provavelmente a redução é catalisada por uma enzima ligada a membrana, e as supostas fontes de elétrons são o NADH, ácido ascórbico ou glutationa.

- 5: a vesícula contendo o complexo apotransferria-receptor de transferrina funde-se novamente com a membrana e em pH fisiológico a apotransferrina dissocia-se e retorna a circulação.

Os níveis de ferritina e receptor de transferrina são regulados pelas células conforme sua necessidade por ferro. Quando mais ferro é requerido, aumenta a expressão de receptores de transferrina e diminui a expressão de ferritina, possibilitando a internalização de ferro e a ligação do mesmo as enzimas que precisam do mineral. Cerca de 7 % do ferro do nosso corpo encontra-se ligado a metaloenzimas, que podem apresentar o ferro ligado a um grupo heme, como nas proteínas hemoglobina (Hb) e mioglobina (Mb), e nos citocromos. Outra possibilidade de ligação é com resíduos de cisteína, em proteínas “não-heme”. A tabela abaixo relaciona algumas enzimas não-heme dependentes de ferro.

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Enzima Função/via metabólica Aconitase Ciclo de Krebs Succinato dehidrogenase Ciclo de Krebs Ribonucleotídeo redutase Síntese de DNA. A enzima catalisa a

redução de ribonucleotídeos difosfatos (ADP, UDP, GDP, CDP) para os respectivos deoxiribonucleotídeos (dADP, dUDP, dGDP, dCDP). Outra enzima se encarrega da conversão para (dATP, dUTP, dGTP, dCTP).

Xantina dehidrogenase Catabolismo de anéis purínicos. Pode atuar como dehidrogenase ou como oxidase, convertendo xantinas em ácido úrico.

Adrenodoxina Enzima relacionada a síntese de hormônios esteróides a partir do colesterol. Catalisa a introdução de átomos de oxigênio no colesterol na biossíntese de aldosterona, glicocorticóides e hormônios sexuais.

? 9-desaturase Enzima usada na síntese de ácidos graxos insaturados

NADH dehidrogenase Cadeia respiratória Coenzima Q redutase Cadeia respiratória

O ferro, ligado a um grupo heme, está presente nos citocromos. Os citocromos das mitocôndrias são usados para geração de energia, na cadeia respiratória. O citocromo P450 e o citocromo b5 ocorrem no retículo endoplasmático. O P450 é responsável pela hidroxilação de drogas, pesticidas, substâncias carcinogênicas, etc. É, portanto uma enzima importante para a desintoxicação do organismo. Participa também do metabolismo do álcool. A Hb possui o ferro no estado reduzido. Espontaneamente uma pequena parcela de átomos de ferro presentes na Hb são oxidados. O composto formado é denominado meta-hemoglobina, e representa cerca de 1 % da hemoglobina circulante. O citocromo b5, a citocromo b5 e a meta-hemoglobina redutase, presentes nas hemácias são as enzimas responsáveis pela recuperação da Hb. O NADH é a fonte de elétrons da reação. A presença de nitrito aumenta a concentração de meta-hemoglobina. Em casos de intoxicação aguda por nitrito, altos níveis de meta-hemoglobina são formados, comprometendo o transporte de oxigênio. Nesses casos a pele assume uma coloração azul, e o indivíduo apresenta náuseas e vomito. Crianças são mais susceptíveis a intoxicação por nitrito, porquê?

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Pergunta: Crianças são mais susceptíveis a intoxicação por nitrito, porquê? Resposta: A Hb é a proteína responsável pelo transporte de oxigênio. Seu peso molecular é 64.500, e é composta por quatro subunidades, duas a-globulinas e duas ß-globulinas. Cada uma delas possui um grupo heme com um átomo de ferro ligado. O ferro encontra-se com NOX 2+. A afinidade do oxigênio pelo ferro heme depende da concentração de oxigênio na região próxima a hemácia. Quanto menor a concentração de oxigênio, menor a afinidade, resultando na liberação de oxigênio para os tecidos. Se a concentração local de oxigênio é alta, a ligação com o grupo heme é mais forte. Outra forma de regulação é a resposta a pH. Em pHs mais baixos, a afinidade da ligação do oxigênio ao ferro heme é reduzida, promovendo a liberação de oxigênio no tecido. Esse mecanismo é denominado efeito Bohr. Pergunta: Existe relação entre efeito Bohr e exercício? Explique. Resposta: A mioglobina (Mb) é uma proteína monomérica. Sua função é manter uma reserva de oxigênio no tecido muscular. Semelhantemente a Hb, a afinidade do oxigênio pela Mb depende da concentração local do gás, porém o oxigênio apresenta maior afinidade pela Mb do que pela Hb, e apenas em condições mais severas ocorre o deslocamento do oxigênio ligado a Mb. Em certos mamíferos mergulhadores, como os golfinhos, a Mb representa de 3 a 8 % da proteína muscular.

Absorção de ferro A absorção de ferro é dependente da necessidade fisiológica. Normalmente nosso organismo absorve de 20 a 50 % de ferro heme e de 1 a 40 % de ferro não-heme. A porcentagem de ferro absorvido também depende da constituição do alimento. Como o ferro é absorvido como Fe2+, a presença de vitamina C aumenta a biodisponibilidade do mineral. Isso se deve ao petencial redutor do ácido ascórbico, que reprime a formação de Fe3+. Por outro lado existem substâncias que reduzem a absorção de ferro, como é o caso do ácido fítico, um elemento que está

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presente em derca de 1 a 5 % nos legumes. O fitato prejudica a absorção de outros metais bivalentes, como o cálcio e o zinco. A absorção do cobre é pouco afetada. Deficiência Em situações onde a velocidade de crescimento é grande (adolescentes, gestantes, crianças) o risco de deficiência em ferro é maior. As mulheres em idade fértil, devido ao fluxo menstrual, são mais susceptíveis a deficiência que os homens. Os primeiros sinais de deficiência envolvem o decréscimo da concentração de ferritina (proteína estoquista de ferro) no plasma. A medida da concentração de ferritina é interessante porque se trata de um diagnóstico bem prematuro. A continuidade de uma dieta inadequada leva a uma diminuição da cncentração de glóbulos vermelhos no sangue, configurando um quadro de anemia. Além da própria fraqueza provocada pela anemia, indivíduos deficientes em ferro são mais sujeitos a infecções. A queda de imunidade está relacionada com a redução da atividade da metaloenzima mieloperoxidase, que media a produção de ácido hipocloroso em vesículas encontradas em neutrófilos. Cálcio O cálcio representa cerca de 1,5 a 2% do peso corpóreo. Grande parte do cálcio (~99%) está presente nos ossos e nos dentes.As funções do cálcio estão diretamente relacionadas à formação dos ossos e dentes, além de participar de crescimento e atuar em vários processos metabólicos. O cálcio é necessário em várias enzimas, modula algumas respostas hormonais e é importante na coagulação sangüínea. A transformação de protrombina em trombina é dependente da presença de cálcio. Também atua na contração muscular e na condução de estímulos nervosos. A absorção de cálcio está ligada a inúmeros fatores como disponibilidade de cálcio na dieta, a idade, a raça, a presença de vitamina D, até o uso de drogas, como os barbitúricos. A vitamina D é necessária para a melhor utilização do cálcio. O consumo adequado de vitamina D facilita a utilização de cálcio, enquanto consumo excessivo de carnes, sal, café, álcool inibem a absorção de cálcio. Osteoporose: Cálcio, Estrógeno e Exercício Embora, as crianças durante o crescimento necessitem mais de cálcio por unidade de massa corpórea que os adultos, um significante número de adultos apresentam um consumo deficiente em cálcio. Esse grupo apresenta a maior probabilidade de desenvolver a osteoporose, caracterizada pela perda de matriz orgânica dos ossos, assim como uma desmineralização progressiva. As mulheres se tornam extremamente suscetíveis a osteoporose durante a menopausa, quando a perda da densidade óssea acelera. Certos fatores predispõem a osteoporose. Esses incluem: cor branca ou mulher asiática, vida sedentária, menopausa precoce, fumante, consumo excessivo de álcool e histórico familiar. Estudos recomendam um aumento no consumo de cálcio para 1200-1500 mg/dia por estrógeno perdido para assegurar um balanço positivo durante este período. Não é claro o benefício dessa suplementação de cálcio na carência de estrógeno. Suplementos de

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estrógeno são utilizados freqüentemente no tratamento de osteoporose, mas aumenta o risco de câncer de útero, mama e outros órgãos.Dados mostram que a terapia de reposição do estrógeno pode reduzir o risco de ataque cardíaco por 40 a 50% na menopausa, e reduzir a 60% fraturas no quadril. Homens e mulheres que praticam exercícios apresentam uma maior densidade corporal em relação aos sedentários Fósforo As principais funções do fósforo são: mineralização óssea e dos dentes, além de participar do metabolismo energético, sendo constituinte, por exemplo, do ATP. É importante na absorção e transporte de nutrientes, na regulação da atividade protéica e no balanço ácido-básico. O fósforo é amplamente distribuído na natureza. Como o fósforo é muito encontrado na natureza, a sua deficiência primária é rara. Selênio O interesse pelo selênio foi provocado inicialmente pela sua toxicidade devido ao envenenamento por selênio, que foi detectado em animais que pastam em terrenos com altos níveis desse elemento químico. Mais tarde, foi identificado seu papel positivo quando se provou que protegia ratos deficientes em vitamina E da necrose hepática. Em 1973, foi descoberta nos tecidos a forma mais ativa da glutationa peroxidase, uma selenoenzima.O selênio participa da defesa antixidante e na proteção contra a peroxidação lipídica de membranas celulares e subcelulares. Assim, age em sinergismo com a vitamina E, em sua função antioxidante. O selênio está presente nos alimentos na forma inorgânica e ligado a dois aminoácidos modificados, na forma de selenocisteína (origem animal) ou selenometionina (origem vegetal). São boas fontes de selênio: aipo, alho, atum, brócolis, cebola, cereais integrais, cogumelos, farelo de trigo, fígado, frango, frutos do mar, ovo, germe de trigo, leite, pepino e repolho. A deficiência de selênio resulta raramente em anemia e o excesso causa desordens gastrointestinais e irritação do pulmão. A deficiência de selênio resulta num aumento significativo do colesterol plasmático. Dietas com baixo teor de selênio aumentam o risco de doença cardíaca. As enzimas que contêm selênio diminuem a oxidação das lipoproteínas e protegem as artérias contra a deposição do colesterol. Na china é observada uma cardiomiopatia endêmica juvenil chamada doença de Keshan que parece resultar da interação de diversos fatores como deficiência de selênio, de vitamina E e ácidos graxos poliinsaturados e possivelmente de um agente infeccioso (vírus coxsackie). O selenio não parece ser tóxico, mas certos selenídeos de hidrogênio têm grande toxicidade, semelhantes ao arsênico. Sódio, Cloro e Potássio Sódio e potássio são cátions monovalentes. Cloro é um ânion monovalente. Em contraste com os outros íons metálicos Na e K não participam da atividade de enzimas especificas. Sódio, potássio e cloro estão presentes como íons no corpo. O sódio e o cloro são principalmente elementos extracelulares e o potássio intracelular. Esses três minerais estão envolvidos em funções fisiológicas importantes como: balanço e distribuição de água, equilíbrio osmótico, balanço ácido-base e transmissão dos

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impulsos nervosos. A bomba Na+/K+/Ca+/ATPase é importante para manutenção do potencial de membrana, transporte através da membrana de glicose, aminoácidos e outras moléculas. Os três minerais são absorvidos no trato intestinal e são excretados pela urina, fezes e suor. A maior deficiência no consumo desses eletrólitos envolve o potássio que pode ser ligado a hipertensão e osteoporose. O excesso de sódio causa hipertensão e retenção de fluídos. O excesso de potássio pode causar disfunção miocárdica. A principal fonte de sódio e cloro é o sal presente em alimentos. São boas fontes de potássio: bananas, vegetais folhudos, leite, carnes, café, tomate e batata.

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