Artigo Cientifico: Papel dos lipídios no metabolismo durante o esforço

Artigo Cientifico
Autores: Priscila de Mattos Machado Andrade, Beatriz Gonçalves Ribeiro, Maria das Graças Tavares  do Carmo

Papel dos lipídios no metabolismo 

durante o esforço

Resumo

Estudos apontam que os ácidos graxos são importantes fontes de combustível para os músculos. A proposta desta revisão é discutir o metabolismo dos ácidos graxos assim como os fatores limitantes do processo de oxidação destes durante o exercício. A hidrólise dos triglicerídeos endógenos aumenta progressivamente durante exercícios e sua taxa de oxidação é determinada pela demanda energética da célula, a liberação dos adipócitos, transporte até a mitocôndria e a oxidação de outros substratos intracelulares como a glicose. Evidências sugerem que o aumento dos níveis plasmáticos de ácidos graxos em indivíduos treinados se dê em função da presença e da hidrólise dos triglicerídeos intramusculares. A oxidação de ácidos graxos é menor em exercícios intensos do que em moderados, em parte pela demanda energética da célula e alterações hemodinâmicas. Entretanto, ainda não está totalmente claro na literatura como funciona o metabolismo e a dinâmica do uso dos substratos disponíveis durante o exercício. Este artigo resume o metabolismo de lipídeos durante o exercício e as possíveis estratégias para amplificar o seu uso.

Palavras-chave: lipídeos, ácidos graxos, metabolismo, exercício físico, sistema imunológico. 

Introdução

Metabolismo oxidativo dos ácidos graxos

O organismo para manter a sua homeostase depende diretamente da correta interação entre seus sistemas constituintes, o que é alcançado através de regulações específicas e estritamente controladas, que atuam sobre um conjunto de reações denominado de metabolismo.Os lipídeos são moléculas altamente energéticas, fornecendo 9 kcal/g, estocados anidramente nos adipócitos(quantitativamente mais importante) e músculos, fazendo com que sejam mais efi cientes quanto ao estoque energético por unidade de peso do que o glicogênio. São capazes de fornecer alto número de ATP, cerca de 147 moléculas (como por exemplo, um ácido graxo de 18 carbonos), processo que depende exclusivamente do alto consumo de oxigênio (26 moléculas) para sua oxidação. O grande questionamento que é gerado em torno do metabolismo oxidativo de carboidratos e lipídeos, visando o fornecimento de ATP em situação de alta demanda energética, são as limitações do processo. O glicogênio é rapidamente depletado, o que se ocorrer, leva à fadiga. A utilização dos ácidos graxos, cujo estoque é alto, se dá em função de que é o carboidrato o substrato dominante e que torna a oxidação dos ácidos graxos limitada. Para se obter energia a partir dos lipídeos armazenados nos adipócitos, várias etapas devem ser ultrapassadas. São elas: mobilização dos ácidos graxos dos adipócitos, seguido do transporte dos mesmos até as células musculares, mobilização dos ácidos graxos dos estoques intramusculares de triglicerídeos, transporte para dentro da mitocôndria e, por fi m, a sua β-oxidação [1]. A β-oxidação consiste na oxidação completa de ácidos graxos, que são submetidos a uma seqüência de reações de oxidação, hidratação, oxidação e tiólise,fazendo com que seja encurtado para dois carbonos. Este processo resulta na formação de acetilCoA, que será metabolizada no ciclo de Krebs, via comum do metabolismo [1]. A mobilização dos ácidos graxos (AG) depende da lipólise no teci do adiposo, realizada pela enzima lipase hormônio sensível (LHS), AMP cíclico dependente [2]. A degradação pode ser iniciada via estímulo nervoso simpático, através de descarga adrenérgica, pois as células do tecido adiposo contêm receptores (β-adrenérgicos)específicos para as catecolaminas. A ativação da lipase se dá por fosforilação via AMP cíclico que vai fosforilar a enzima proteína quinase que, por sua vez, vai ativar a lipase por fosforilação [2]. No exercício, a concentração de insulina é diminuída em função da ação das catecolaminas sobre o pâncreas. A epinifrina, e em menor extensão a norepinifrina, atuam inibindo a liberação da insulina. 

No tecido adiposo, a sensibilidade dos receptores β-adrenérgicos também é aumentada levando a uma maior responsividade às catecolaminas, colaborando para o estímulo da lipólise [1].Cabe acrescentar que esta situação ocorre para exercícios de baixa a moderada intensidade, uma vez que em exercícios intensos há uma grande demanda energética, dependente dos carboidratos, o que pode levar ao aumento das concentrações de lactato. Entretanto, recentemente um estudo conduzido por Trudeau et al. [2] mostra que as concentrações de lactato não prejudicam a lipólise, onde nenhuma diferença foi encontrada quando lactato é infundido ou salina.Na lipólise, os triglicerídeos são transferidos até o sítio de clivagem enzimática [3] e, por ação da LHS, formarão glicerol e ácidos graxos. O glicerol formado, em virtude de sua polaridade, é capaz de se difundir rapidamente para o plasma. Além disso, o tecido adiposo não possui (ou possui em baixas concentrações) a enzima glicerol quinase, que não permite a reutilização do glicerol neste tecido [1].Os ácidos graxos formados na hidrólise podem sofrer reesterifi cação se associando a uma molécula de glicerol-3 fosfato, formando novos triacilgliceróis no adipócito. Este processo é denominado ciclo dos triglicerídeos-ácidos graxos [1].A mobilização dos ácidos graxos é regulada pela reesterifi cação dos ácidos graxos que não foram para a corrente sangüínea. A taxa de reesterificação, é então, dependente da habilidade do plasma em carrear os AGL e da disponibilidade da glicose para a formação de glicose-6-P. A remoção dos AGL dos adipócitos é dependente da concentração de albumina e da perfusão do sangue pelo tecido adiposo [1].A lipólise é estimulada também por glicocorticóides e GH e, inibida por corpos cetônicos, insulina e lactato que em altas taxas, favorece a reesterificação dos AGL [5]. Quando os AGL passam pela membrana celular do adipócito passivamente ou via transportadores, a saber, FAT –Fatty Acid Translocase ou FATP – Fatty Acid Transport Protein, eles se movem pelo interstício até se ligarem à albumina e passarem pelo endotélio vascular. A ligação dos ácidos graxos livres com a albumina circulante é feita através de pelo menos três sítios de ligação de alta afi nidade. Isso permite com que 99,9 % dos AGL seja carreado ligado a estes transportadores. A saturação da albumina é um fator importante na mobilização dos AGL a partir dos adipócitos. A concentração de albumina no sangue humano é de 6 mmol/l, enquanto que a concentração dos ácidos graxos está entre 0,2-1,0 mmol/l, o que em condições fisiológicas, mostra que a capacidade de transporte dos AG ligados, não é um fator limitante para a oxidação dos mesmos pela célula muscular [1].Para os triglicerídeos serem captados pela célula muscular, se torna necessário o auxílio de proteínas carreadoras, tanto para ultrapassarem a membrana celular quanto para se locomoverem no interior do sarcoplasma, até a membrana mitocondrial externa. Os carreadores já descritos até o momento são a FAT, FATP e a FABP (Fatty Acid Binding Protein). Kiens et al. [6] demonstrou que a saturação do transporte ocorreem uma certa concentração de AG, o que indica uma limitação do processo pela membrana celular. Além disso, apesar de 99,9% do AG plasmáticos serem carreados pela albumina, a captação dos mesmos parece ser dependente da fração de AGL, ou seja, 0,1% do pool total de AG no plasma [1].Uma vez presentes no citoplasma das células musculares, os ácidos graxos podem também ser esterifi cados e estocados como triglicerídeos intramusculares.O segundo momento de captação é realizado para que os AGL sejam transportados para o interior da mitocondrial e possam, então, serem β-oxidados. Este transporte se dá via carnitina. Para que a oxidação ocorra, os AG precisam ser ativados extra-mitocondrialmente. Nesse momento, sofrem ação da enzima acil-CoA sintetase, gerando um acil-CoA, onde o ácido graxo de cadeia longa é trans-esterifi cado à acilcarnitina através da ação catalítica da carnitina palmitoil transferase I localizada na face externa da membrana mitocôndria interna. A carnitina-acilcarnitina translocase age seqüencialmente, transferindo o complexo carnitina-acilCoA para a segunda carnitina palmitoil transferase, que, por sua vez, regenera a carnitina e o acil-CoA graxo. Este último, então, sofrerá sucessivas reações que vão culminar com a síntese de acetil 6A [7].

 

 

Biodisponibilidade de lipídios no exercício

O uso dos substratos durante o exercício físico é regulado por ação hormonal. Os hormônios são os principais agentes envolvidos em toda a dinâmica metabólica, acarretando mudanças nas reações como gliconeogênese, lipólise e cetogênese. Variam de concentração conforme o tipo, intensidade e duração do exercício, além de serem infl uenciados diretamente pela dieta e balanço energético do organismo. Os principais hormônios envolvidos na mobilização dos ácidos graxos são: glucagon, epinifrina, norepinifrina e também o hormônio de crescimento (GH) e o cortisol. O GH auxilia as ações das catecolaminas, potentes estimuladores da lipólise, ao passo que a insulina atua inibindo o processo. Desta forma, alterações plasmáticas de glicose seriam fundamentais para o perfi l hormonal e estímulo à lipólise.Durante o exercício, há uma estimulação do sistema nervoso simpático e aumento das concentrações plasmáticas das catecolaminas, diretamente relacionadas à intensidade do exercício. Em exercícios de baixa intensidade, o turnover dos AG aumenta cerca de cinco vezes enquanto que as concentrações de catecolaminas se elevam apenas 50% dos valores basais, ao passo que em exercícios moderados e intensos, as catecolaminas aumentam de 3-6 e de 17-19 vezes respectivamente. Mas ainda assim, existem vários fatores que vão afetar o turnover dos ácidos graxos em exercícios moderados e intensos como a perfusão do tecido adiposo, o fl uxo pela via glicolítica, a demanda energética e os níveis plasmáticos de insulina [7].
No repouso, a quantidade de AG que sai do tecido adiposo tipicamente excede a quantidade oxidada, sendo que a taxa de aparecimento no plasma é aproximadamente duas vezes a taxa de oxidação dos AG [8]. Além disso, uma grande porção dos AG liberados do tecido adiposo sofre reesterifi cação, principalmente pelo fígado [9].
Exercícios realizados de 25 a 65% do VO2 máximo (leves a moderados) estão associados a um aumento de 5 a 10 vezes na oxidação de lipídios, quando comparado às taxas de repouso, dado o aumento da demanda energética muscular e pelo aumento da disponibilidade de ácidos graxos. Em adição, o percentual dos AG que são liberados do tecido adiposo comparado àqueles que são reesterifi cados, cai pela metade [10] em função de alterações hemodinâmicas. Vale acrescentar que, o aumento da remoção de AG do tecido adiposo pelo aumento do fl uxo sangüíneo, é necessário para prevenir a acumulação localizada de AG com um grande potencial tóxico. Concentrações acima de 2mmol/l já são consideradas tóxicas [11]. Durante exercícios prolongados de baixa e moderada intensidade, a concentração plasmática de AGL geralmente aumenta e contribui para o aumento da remoção de AGL do tecido adiposo. Embora não exista uma relação linear entre a liberação de AGL musculares e a captação plasmática dos mesmos e ainda, sua oxidação durante todas as condições de exercício, a liberação de AGL para os músculos afeta diretamente a oxidação dos ácidos graxos [1].
Klein [12] demonstrou que nos primeiros 120 min de exercício a taxa de lipólise e aproximadamente duas vezes a taxa de oxidação dos AG. Entretanto, a captação dos mesmos da corrente sanguínea é similar a taxa de oxidação durante este período. Dois outros trabalhos relatam que a taxa de captação do AG é menor que a taxa de oxidação nas primeiras 2 horas de exercício [13]. Essas evidências sugerem a existência de uma outra fonte de AG (triglicerídeos intramusculares- TGIM) sendo oxidados paralelamente aos AG oriundos do tecido adiposo.Romijn et al. [14] sugere que os TGIM representem uma porção considerável de toda a gordura metabolizada durante o exercício de endurance. Outros pesquisadores avaliam a utilização dos TG plasmáticos e propõe que apenas 5% e no máximo, 10% do total de energia produzido durante o exercício seja proveniente destes lipídios [15].Após duas horas de exercício, a taxa de captação do AG se torna maior que a de oxidação, sugerindo que os AG oriundos do tecido adiposo e liberados no plasma são capazes de suprir toda a necessidade de AG dos músculos ativos durante o exercício [9].A disponibilidade de AG para a oxidação vai depender da lipólise no tecido adiposo, transporte pelo sangue e captação pela célula muscular. Entretanto, a lipólise dos triglicerídeos intramusculares pode ser um outro fator determinante na biodisponibilidade dos AG para o exercício, especialmente para atletas de endurance. Durante os primeiros minutos de exercício, a concentração de AG no plasma declina em função do atraso entre a oferta dos mesmos pela lipólise e o aumento da captação muscular. Uma vez que a lipólise é estimulada e a reesterifi cação é suprimida, a tendência é que a concentração dos AG no plasma aumente progressivamente durante exercícios sub-máximos [10]. Quando exercícios são realizados em altas intensidades (> 80% VO2máx), a disponibilidade dos AG pode ser comprometida como resultado da queda da liberação de AG do tecido adiposo [14], em parte atribuído ao acúmulo de ácido lático que ocorre nesta situação.De acordo com Turcotte [15], as contrações musculares aumentam em níveis máximos a captação de ácidos graxos e a oxidação em perfusados musculares esqueléticos. O que poderia também estar relacionado com o aumento da expressão gênica da proteína transportadora FAT. A realização de exercícios aeróbicos tem mostrado aumentar o conteúdo da proteína muscular FATP, em humanos, mas os achados mais interessantes evidenciam que a proteína transportadora FAT (FAT/CD36) seria translocada da mesma maneira que os transportadores GLUT 4, promovendo uma maior captação de AG [1].Especula-se também que o estado energético das células seria um ponto importante na ativação dos transportadores e em sua translocação durante o exercício. Seria esperado que as concentrações de Ca+2, AMP, ADP e Pi estivessem envolvidos uma vez que participam de regulações enzimáticas de várias vias metabólicas. Certamente, a ativação da enzima AMP kinase, com conseqüente aumento do AMP intracelular seria um ponto importante, pois já foi demonstrado estar correlacionado com o aumento da oxidação de ácidos graxos tanto no repouso quanto no exercício [16].Assim, a utilização dos lipídios durante os exercícios é diretamente dependente da intensidade e duração do esforço, das reservas musculares de triglicerídeos, da perfusão tecidual e da capacidade enzimática da maquinaria metabólica do organismo para atender a demanda energética durante atividades físicas.

Metabolismo energético durante o exercício

O metabolismo basal é alterado em função do treinamento e da adaptação ao treino, principalmente,pela alteração hormonal resultante do esforço físico. O organismo sofre uma descarga simpática que resulta num quadro adrenérgico, onde todas as reservas do organismo são mobilizadas. Os principais hormônios liberados são a adrenalina, noradrenalina e cortisol que vão atuar sobre receptores específi cos, induzindo, via mensageiros intracelulares, a ativação ou inibição de enzimas, fazendo com que sejam estimuladas a glicogenólise, hepática e muscular, a lipólise e a gliconeogênese, de forma a aumentar a oferta de substratos, para que o metabolismo possa liberar energia para a realização de uma atividade.A fonte de substrato usado pelo músculo é dependente do fluxo energético do organismo, o que também é diretamente relacionado à intensidade e duração do exercício realizado. Exercícios físicos executados acima do limiar anaeróbico, ditos intensos, consomem principalmente glicídios, pois menor será a capacidade oxidativa aeróbia da maquinaria metabólica, de tal forma que, o consumo do glicogênio muscular é acelerado, sendo este um fator crucial para a execução do exercício físico. O glicogênio hepático servirá para manter a glicemia constante e o muscular, para permitir a realização de trabalho. O glicogênio muscular será depletado em função da demanda, no caso, a própria contração muscular [17,18].Considerando um atleta, as suas reservas de glicogênio muscular estarão em uma concentração compatível com o exercício físico realizado, mas apresenta limitações em sua utilização como fonte de energia. Em exercícios de alta intensidade, superiores ao seu limiar anaeróbico, inicialmente um comprometimento da taxa de degradação é instaurado, pois o fl uxo pela via glicolítica é tão intenso que promove um bloqueio na capacidade oxidativa do piruvato, que então se acumula, resultando também na formação de lactato.A formação deste último promove a redução do pH intracelular. A acidose, em função da formação de lactato, vem a inibir o fluxo pela própria via glicolítica, pois a PFK (enzima fosfofrutoquinase) tem sua atividade reduzida em pH diminuído. Essa situação diminui a capacidade de oxidação dos carboidratos, como se fosse um mecanismo de defesa, a fi m de evitar maiores danos à célula. Neste momento o consumo de AGL é pequeno, liberados em função da resposta adrenérgica inicial com estímulo da lipólise. A direção destes eventos é determinada pela alteração do balanço redox. O fluxo metabólico pela via glicolítica se torna aumentado em função da rápida degradação do glicogênio. A diminuição da carga de energia na célula favorece essa degradação, visto que a glicose 6-fosfato é rapidamente consumida anaerobicamente. Para que a glicose seja oxidada aerobicamente, o ciclo de Krebs deve estar plenamente operante. A oferta de acetilCoA e oxaloacetato, em uma proporção de 1:1, é o fator que influencia diretamente o funcionamento deste ciclo. Isto é um dado importante, uma vez que, ao mesmo tempo em que ocorre a glicogenólise muscular, está também ocorrendo a lipólise (também estimulada pela resposta antecipatória, via resposta adrenérgica), com liberação de ácidos graxos, onde a sua oxidação é dependente desta relação OAA:AcetilCoA. Em baixas concentrações de glicogênio, a nutrição do ciclo de Krebs se dá por reações anapleróticas, onde a reposição dos intermediários ocorre por mobilização do pool de aa intramusculares [19].À medida que as reservas de glicogênio se esgotam, a célula muscular passa a depender com mais intensidade da oxidação de ácidos graxos livres (AGL) para manter sua carga de energia compatível com a demanda do exercício. É possível que esta situação fisiológica seja semelhante ou próxima à mesma que ocorre durante o jejum, onde, eventualmente, a oxidação de AGL , sem uma velocidade compatível do ciclo de Krebs, vá ocasionar a produção de corpos cetônicos [20].Vale ressaltar que em situações de alto consumo de glicogênio, a necessidade energética da célula é alta, fazendo com que a degradação de ATP a ADP e, este, a AMP, seja praticamente irreversível. A síntese de ATP a partir de AMP neste momento, é exclusivamente dependente de fósforo inorgânico (Pi) prontamente disponível. Em função do acúmulo de AMP há um aumento de atividade da AMP desaminase, provocando com isso, um aumento na produção de amônia (NH3) intracelular. A este último aumento, soma-se a produção de NH3 derivada da oxidação dos aminoácidos de cadeia ramifi cada (BCAA). Todo este mecanismo se deflagra a partir da diminuição da concentração de glicogênio muscular.Este fenômeno explica a detecção de NH3 plasmática aumentada (hiperamonemia) diretamente correlacionada com a fadiga muscular aguda [18]. Num momento mais tardio do exercício físico, o acúmulo de NH3 é parcialmente contrabalançado pela capacidade do músculo em usá-la para produzir alanina a partir do piruvato e, glutamina a partir do glutamato. Em ambos os casos, essas substâncias são exportadas do tecido muscular para o sangue periférico e, posteriormente, captadas, pelo tecido hepático, onde estas reações são revertidas. A amônia liberada é, então, convertida à uréia sendo esta, a forma de sua eliminação.Quanto maior for o comprometimento do glicogênio muscular, maior será o uso de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs). Essa utilização será favorecida pela liberação de cortisol, cuja ação na célula hepática se traduz no aumento da disponibilidade destes aminoácidos. Já na musculatura, o cortisol estimula as reações de transaminações, necessárias à formação de metabólitos intermediários prontamente oxidáveis para a obtenção de energia [21]. 

 

 

Reservas intramusculares de triglicerídeos

Embora a principal reserva de lipídeos esteja localizada no tecido adiposo, uma parte desta está armazenada no tecido muscular. Existem reservas localizadas entre as fi bras musculares (intermuscular) e as localizadas no citoplasma das células musculares (intramusculares). Atletas têm mais TG intramuscular e menos intermuscular sugerindo que os intramusculares (TGIM) sejam os mais oxidados e os mais importantes como fonte de energia [7].

Dyck & Bonen [22] sugerem que os TGIM forneçam mais de 50% do total de lipídio oxidado durante o exercícioe a contração muscular. A célula muscular quando precisa obter energia para atender a demanda via lipídeos faz uso, preferencialmente, das suas próprias reservas de triglicerídeos. Estas reservas estão localizadas próximas ao sistema mitocondrial [23] e sua degradação é regulada por uma lipase similar à do tecido adiposo.

Langfort et al. [24]demonstrou que há também no tecido muscular, uma lipase hormônio sensível e que seu conteúdo seria correlacionada ao conteúdo de TGIM em diferentes fibras.Os TGIM seriam formados a partir da captação muscular dos AGL plasmáticos e da ação da LPL muscular, fatores estes, que são muito amplifi cados com o aumento da atividade física, principalmente, em função das catecolaminas circulantes. O exercício físico aumenta a mobilização dos AGL, aumentando sua retirada dos adipócitos e sua concentração sangüínea, de forma gradual. O treinamento promove maior retirada destes AGL da circulação e maior formação das reservas intramusculares, fazendo com que a concentração de triglicerídeos aumente no músculo, sendo esta diretamente proporcional àquela que diminui na circulação. Assim, à medida que as reservas de TGIM aumentam, maior é a facilidade com que a célula pode obter energia a partir da oxidação de lipídeos.Além disto, durante o exercício, a síntese de malonilCoA, um dos precursores da biossíntese de ácidos graxos e potente regulador do transportador de carnitina, é diminuída. Isto acaba por auxiliar o transporte dos ácidos graxos para o interior mitocondrial e facilitar sua oxidação [9].Quando a atividade física é interrompida, há queda da capacidade de remoção de lipídeos pela LPL próxima ao tecido muscular, que tem sua atividade diminuída. Esta perda se deve à diminuição da contração muscular e resulta na diminuição da captação de triglicerídeos [25].

Portanto, quanto maior forem os estoques de TGIM maiores seriam os benefícios em relação ao aproveitamento dos AG para a produção de energia durante os exercícios aeróbios de intensidade compatível com a oxidação de lipídios. O principal ponto de regulação na degradação dos TGIM é basicamente a ação da enzima TG lipase, a versão muscular da lipase hormônio sensível (LHS). A TG lipase foi identifi cada na musculatura esquelética e é distinta das outras lipases existentes no músculo [1]. É ativada durante exercícios aeróbicos em humanos e sua regulação, ainda não é bem clara na literatura, mas credita-se que o aumento do Ca+2 intracelular e ADP, AMP e Pi estejam envolvidos.Estratégias nutricionais para o sistema lipidico.Como as reservas de glicogênio são limitadas e a sua depleção gera a fadiga, seria bem mais benéfi co para o rendimento de atletas, se numa mesma intensidade de exercício, relativamente intensa, o consumo de ácidos graxos fosse maior que o de glicídios. Apesar dos estoques de ácidos graxos serem relativamente grandes, a capacidade de oxidação dos ácidos graxos apresenta uma série de limitações, as quais foram citadas no decorrer do presente artigo. Assim, várias estratégias têm sido discutidas, de maneira a potencializar o uso de ácidos graxos pelo metabolismo. 

São, geralmente, usadas estratégias nutricionais como: cafeína, triglicerídeos de cadeia média (MCTG), Lcarnitina e dietas hiperlipídicas.Cafeína.Tem sido observado que o efeito desta substância se dá amplifi cando a concentração plasmática de adrenalina e noradrenalina, o que promove uma maior estimulação dos receptores β-adrenérgicos, promovendo, conseqüentemente, um aumento da concentração intracelular de AMP cíclico. Além disso, a cafeína também inibe a fosfodiesterase, cuja ação é degradar o AMPc. O AMPc vai maximizar a atividade da lipase do adipócito e com isso, aumentar a lipólise [25]. A administração oral de cafeína aumenta a concentração plasmática de AGL.  demonstraram que a cafeína diminui a concentração de malonilCoA no músculo. Esse efeito pode explicar porque a cafeína induz um aumento da oxidação de ácidos graxos quando ingerida em condições de repouso, pois durante o exercício os níveis de malonilCoA estão diminuídos pela baixa concentração de insulina e grande estímulo adrenérgico. Esses resultados são controversos. A cafeína atua estimulando a degradação do glicogênio hepático e eleva os níveis de lactato que por sua vez é um potente inibidor da lipólise, assim, pode suprimir a oxidação de ácidos graxos durante o exercício [27,28,29]. L-carnitina.A carnitina é uma amina (quaternária) que atua no transporte de AGL do citoplasma para a mitocôndria [19]. É sintetizada no fígado, sendo este processo, relativamente lento, em relação à demanda da célula muscular em exercício. Isto justifi caria a adição da carnitina na dieta para favorecer o aumento da concentração plasmática, que é diretamente relacionada ao aumento do transporte para a célula muscular e mitocôndria. A concentração de carnitina iria favorecer o transporte de AGL e a sua β-oxidação. Na prática, os resultados obtidos com a administração de L-carnitina não são consistentes em relação à causa e ao efeito. A maioria dos trabalhos até hoje publicados demonstra inequivocamente que esta substância aumenta o rendimento físico em hipóxia (quando supostamente haverá limitações na queima de ácido graxo livre) ou em franca fase aeróbica [30,31,32].

 

 

Suplementação de ácidos graxos livres e/ou 

triglicerídeos

A hipótese que sustenta a suplementação de ácidos graxos antes ou durante o exercício físico é o possível efeito poupador de glicogênio que os AGL de cadeia média e longa teriam na musculatura.

Os triglicerídeos contendo ácidos graxos de cadeia média (MCT, com 6 a 10 átomos de carbono) são esvaziados com relativa rapidez e absorvidos pelo intestino, sendo logo transportados pelo sangue até o fígado (sistema porta), o que os diferencia dos triglicerídeos de cadeia longa, que são transportados primeiramente pelo sistema linfático até a veia cava. Os MCT são mais solúveis que os LCTG (triglicerídeos contendo ácidos graxos de cadeia longa), além de serem oxidados mais facilmente porque sua entrada na mitocôndria ocorre não só pelo uso de transferases, como possivelmente por difusão pela membrana externa mitocondrial. Estas características sugerem que a suplementação de MCT durante o exercício seja uma estratégia de aumentar a disponibilidade de ácidos graxos livres e poupar glicogênio. Vários estudos têm sido realizados para verifi car esta estratégia, e observou-se que a ingestão de MCT aumenta a concentração sangüínea de corpos cetônicos, mas não altera a concentração plasmática de AGL nem a sua taxa de oxidação. Nenhuma alteração foi identifi cada com relação à degradação do glicogênio. Foi observado também que acima de 30 g de MCT, a probabilidade de complicações gástricas aumenta, espelhada por distúrbios em diversos níveis, tais como náusea ou diarréia. Quando suplementado com glicídios, sua taxa de entrada na circulação é facilitada [28,29,32].

 

 

Dietas com alto teor lipídico

Dietas com alto teor de lipídios parecem aumentar a capacidade de oxidação dos AGL e por isso, têm sido alvo de grande interesse nos estudos que envolvem rendimento em atletas de endurance. 

Dietas com alto teor de gordura e pobres em CHO parecem exercer uma forte up-regulation na atividade da enzima LPL [33]. Esse aumento na atividade da LPL, assim como um aumento nos depósitos intracelulares de lipídeos podem explicar a grande disponibilidade de ácidos graxos para a mitocôndria após uma dieta hiperlipídica [34].Dentre os estudos realizados, não é relatado significativas alterações na capacidade oxidativa de gorduras. Acredita-se que uma longa exposição a dietas com um alto teor lipídico, possa comprometer a capacidade oxidativa de carboidratose ainda diminuir o teor de glicogênio muscular, o que nem sempre é vantajoso para o atleta [35]. Intervenções nutricionais aplicadas por períodos pequenos (4 a 7 dias) podem gerar respostas que favoreçam o aumento da taxa oxidativa de lipídios, mas estas estratégias só auxiliariam exercícios de endurance sub-máximos, uma vez que se acredita que tais intervenções reduzam o conteúdo de glicogênio antes do início do exercício [36]. Dietas hiperlipídicas podem não ter características sensoriais agradáveis e, se oferecidas por um curto período de tempo podem não permitir adaptações metabólicas consideráveis capazes de serem medidas ou avaliadas. Por outro lado,longo tempo de exposição às dietas  hiperlipídicas podem acarretar comprometimentos cardiovasculares [34,37]. Assim, estratégias nutricionais adequadas e a prática habitual de exercícios físicos, geram uma série de adaptações fisiológicas e metabólicas. As adaptações promovidas pelo treinamento vêm como resultado da combinação variada de intensidade, duração, freqüência e modo de treinamento e, são essencialmente transitórias e reversíveis [17]. As reservas intramusculares como os triglicerídeos e o glicogênio são fortemente influenciados pelo treinamento, assim como a capacidade glicolítica e oxidativa da fi bra muscular seja pelo aumento da atividade enzimática ou densidade mitocondrial. Dessa maneira acredita-se que estratégias de treinamento de endurance favoreçam diretamente o consumo de lipídios como fonte de energia em exercícios sub-máximos.Músculos treinados são capazes de oxidar mais substratos [36] o que pode ser expresso por um aumento no volume de oxigênio consumido. Além disso, podem estocar mais triglicerídeos intramusculares e também expressar uma maior atividade da enzima LPL, onde esta condição favorece o fl uxo de ácidos graxos para a mitocôndria.

Conclusão

Os lipídios são uma fonte de combustível importante para o organismo durante o esforço físico, sendo fundamentais, principalmente, quando as reservas de glicogênio estão sendo depletadas. Para que os ácidos graxos sejam capazes de gerar energia e atender a demanda do organismo durante o exercício, várias etapas têm de ser vencidas. Fatores como duração, intensidade e adaptação do atleta ao esforço são fundamentais para que se possa fazer uso dessa energia. O metabolismo deve estar plenamente operante com todas as vias sintonizadas para ofertar substratos para atender ao binômio intensidade-duração dos exercícios. Assim, várias estratégias têm sido estudadas para que o organismo possa suportar cada vez mais altas intensidades, sem prejuízo e limitações de suas reservas. Metodologias de treinamento e intervenções nutricionais têm sido pesquisadas a fim de potencializar a produção de energia a partir dos ácidos graxos no exercício. Os exercícios também geram quadros de estresse e de comprometimentos imunológicos nos atletas, fazendo com que haja cada vez mais, interesse em se estabelecer condutas nutricionais adequadas que assegurem a saúde, recuperação e o rendimento máximo do atleta.Portanto, no esforço físico, uma série de limitações metabólicas devem ser ultrapassadas para que a atividade física continue a ter um rendimento adequado. Quando se avalia o uso dos ácidos graxos como fonte de energia, deve-se considerar as seguintes barreiras: o endotélio do sistema vascular, o espaço intersticial entre o endotélio e a célula muscular, a membrana e o citoplasma da célula muscular, a membrana mitocondrial, a concentração de AG no plasma, número e tamanho das mitocôndrias e a disponibilidade de outros substratos como intermediários do ciclo de Krebs e glicose.A concentração plasmática dos ácidos graxos afeta a captação muscular dos AGL tanto no repouso quanto no exercício de baixa-intensidade, o que implica na formação de um gradiente, que é ativado por uma rápida conversão dos AG livres (captados pela célula muscular) à acil-CoA pela enzima acilCoA sintetase.Para que a produção de energia no organismo não fi que comprometida durante u exercício de longa duração o fornecimento de glicídios deve ser adequado. Isto é necessário, pois em alta intensidade, o principal substrato é o glicogênio que é degradado rapidamente. Além disso, para que haja a oxidação de AG, intermediários do ciclo de Krebs (TCAI) devem ser fornecidos continuamente, pois se seus níveis reduzem muito, não há degradação de AG.

A depleção do glicogênio gera fadiga uma vez que ocorre a diminuição da formação de piruvato e queda do fluxo pelo ciclo de Krebs. A ação da enzima alanina aminotransferase no músculo parece ser a etapa reguladora e responsável pela manutenção dos altos níveis de TCAI após o início do exercício e em exercícios prolongados. Vale acrescentar que em competições, atletas com o glicogênio depletado precisam reduzir a intensidade do exercício para aproximadamente 50% 

do VO2máx, pois neste momento, as únicas fontes de energia são os AG.

Referências

1. Jeukendrup AE, Saris WHM, Wagenmakers AJM. Fat metabolism during exercise: A review-Part I: Fatty Acid Mobilization and Muscle Metabolism. Int J Sports Med 1998;(9):231-44.

2. Trudeau F, Bernier S, De Glisezinski E. Lack of antilipolytic eff ect of lactate in subcutaneous abdominal adipose tissue during exercise. J Appl Physiol 1999;86:1800-04.

3. Björntorp P. Adipose tissue adaptation to exercise. Exercise, Fitness and Health. Champain, Illinois: Human Kinetics Books; 1990. p.315-23.

4. Spriet LL. Regulation of skeletal muscle fat oxidation during exercise in humans. Med Sci Sports Exerc 2002;34(9):1477-84.

5. Coppack SW, Jensen MD, Miles, JN. In vivo regulations of lipolysis in humans. J Lipid Res 1994;35:177-93.

6. Kiens B, Essen-Gustavsson B, Christensen NJ, Saltin B. Skeletal Muscle substrate utilization during submaximal exercise in man: eff ect of endurance training. J Physiol 1993;469:459-78.

7. Jeukendrup AE. Regulation of fat Metabolism in Skeletal Muscle. Ann NY Acad Sci 2002;967:217-35.

8. Klein S, Peters EJ, Holland OB, Wolfe RR. Eff ect of short and long term beta-adrenergic blockade on lipolysis during fasting in humans. Am J Physiol 1989;257:65-73.

9. Horowitz JF, Klein S. Lipid metabolism during endurance exercise. Am J Clin Nutr 2000; 72(suppl):558S-63S.

10. Wolfe RR, Lein S, Carraro F, Weber J-M. Role of triglyceride fatty acid cycle in controlling fat metabolism in humans during and after exercise. Am J Physiol 1990;258:E382-E389.

11. Jansson E. Diet and muscle metabolism in man. Acta Physiol Scand 1980;487:1-24.

12. Klein S, Coyle EF, Wolfe RR. Fat metabolism during low-intensity exercise in endurance-trained and untrained men. Am J Physiol 1994;267:E934-40.

13. Kanaley JA, Cryer PE, Jensen MD. Fatty acid kinetic responses to exercise. Eff ects of obesity, body fat distribution, and energy-restricted diet. J Clin Invest 1993;92:255-61.

14. Romijn JA, Coyle EF, Sidossis LS, Gastaldelli A, Horowitz JF, Endert E, Wolfe RR. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity. Am J Physiol 1993;265:E380-E391.

15. Kiens B, Lithell H. Lipoprotein metabolism infl uenced by training induced changes n human skeletal muscle. J Clin Invest 1989;83:558-64.

16. Turcotte LP. Muscle fatty acid uptake during exercise: possible mechanisms. Exerc Sport Sci Rev 2000;28:4-9.

17. Winder WW. Energy-sensing and signaling by AMPactivated protein kinase in skeletal muscle. J Appl Physiol 2001;91:1017-28. 

18. Maughan R, Gleeson M, Greenhaff PL. Bioquímica do exercício e do treinamento.1a ed. São Paulo: Manole; 2000.

19. Lancha Jr AH. Nutrição e metabolismo aplicados à atividade motora. 1a ed. São Paulo: Atheneu; 2002. cap 2-4.

20. Powers S, Howley ET. Fisiologia do exercício. 3aed. São Paulo: Manole; 2000.

21. Da Poian AT, Carvalho-Alves PC. Hormônios e metabolismo: integração e correlações clínicas. 1aed. São Paulo: Atheneu; 2002. cap 8 e 10.

22. Petibois C, Cazorla G, Poortmans JR, Déléris G. Biochemical aspects of overtraining in endurance sports. Sports Med 2002;32(13):867-78.

23. Dyck DJ, Bonen A. Muscle contraction increases palmitate esterifi cation and triacylglycerol oxidation. Am J Physiol 1998;275:E888-96.

24. Hoppeler H, Howald H, Conley KE. Endurance training in humans: aerobic capacity and structure of skeletal muscle. J Appl Physiol 1995;59:320-7.

25. Langfort J, Ploug T, Ihlemann J. Expression of hormone-sensitive lipase and its regulation by adrenaline in skeletal muscle. Biochem J 1999;340:456-9.Metabolica_v8n2.indb 87 etabolica_v8n2.indb 87 11/9/2006 20:22:53 /9/2006 20:22:5388 mn - metabólica - abril/junho 2006;8(2)

26. Ranallo R, Rhodes EC. Lipid metabolism during exercise. Sports Med 1998;26(1):29-42.

27. Zhang Y, Wells J. Th e eff ects of caff eine administration on peripheral adenosine receptors. J Pharmacol Exp Th er 1990;254:757-63.

28. McLean PS, Winder WW. Caff eine decreasesmalonylCoA in isolated perfused scheletal muscle of rats. J Appl Physiol 1995;78 :496-501.

29. Collomp K, Caillaud C, Audran M, et al. Infl uence de la prise aiguë ou chronique de caféine sur la performance et les catécholamines au cours d´un exercise maximal. CR Seances Soc Biol Fil 1990;184:87-92.

30. Hawley JA, Brouns F, Jeukendrup A. Strategies to enhance fat utlilisation during exercise. Sports Med 1998;25(4):241-57.

31. Jeukendrup AE, Saris WHM, Wagenmakers AJM. Fat metabolism during exercise: A review-Part III: Eff ects of nutritional interventions. Int J Sports Med 1998;19:371-9.

32. Brass EP. Supplemental carnitine and exercise. Am J Clin Nutr 2000;72(suppl):618S-23S.

33. Hongu N, Sacahn DS. Caff eine, carnitine and choline supplementation of rats decreases body fat and serum leptin concentration as does exercise. J Nutr 2000;130:152-7.

34. Hawley JA. Eff ect of increased fat availability on metabolism and exercise capacity. Med Sci Sports Exerc 2002;34(9):1485-91.

35. Pratt CA. Lipoprotein lipase and triglyceride in skeletaland cardiac muscles of rats fed lard of glucose. Nutr Research 1989;9:47-55.

36. Helge JW. Adaptation to a fat-rich diet. Eff ects on endurance performance in humans. Sports Med 2000;30(5):347-357.

37. Helge JW. Long-term fat diet adaptation eff ects on performance, training capacity, and fat utilization. Med Sci Sports Exerc 2002;34(9):1499-1504.

38. Van der Vusse GJ, Brouns F. Utilization of lipids during exercise in humans subjects:metabolic and dietary constraints. British J Nutr 1998;79:117-28.

39. Burke LM, Hawley JA. Eff ects of short-term fat adaptation on metabolism and performance of prolonged exercise. Med Sci Sports Exerc 2002;34(9):1492-8.