A INFLUÊNCIA DA INGESTÃO DE CARBOIDRATO NO DESEMPENHO FISICO E IMUNOSSUPRESSÃO

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1 1 A INFLUÊNCIA DA INGESTÃO DE CARBOIDRATO NO DESEMPENHO FISICO E IMUNOSSUPRESSÃO The influence of Carbohydrate intake on physical performance and immunosuppression Sabrina de Albuquerque Cola Pim sabrinacola@globo.com Graduanda do curso de Nutrição, pelo Centro Universitário São Camilo Erica Sartorio Bindaco ericasartorio@saocamilo-es.br Professora Orientadora de TCC, do Centro Universitário São Camilo Curso de Graduação em Nutrição Cachoeiro de Itapemirim ES 2011 Resumo Os atletas necessitam de um aporte glicídico maior que os indivíduos não atletas em função do gasto energético elevado e suas necessidades de energia e nutrientes variam com seu peso, altura, sexo, idade e taxa metabólica e com o tipo, freqüência, intensidade e duração do treinamento. O presente estudo tem por objetivo caracterizar a influencia do carboidrato para a melhora do desempenho físico e imunossupressão a partir de dados coletados em literatura. A função primaria dos carboidratos consiste em fornecer energia para o trabalho celular particularmente durante o exercício físico. A modulação da ingestão de carboidratos antes, durante e após a pratica de exercícios é importante para produzir efeitos ergogênicos, melhorar o processo de recuperação e evitar a fadiga decorrente de baixos estoques e depleção de glicogênio muscular, hipoglicemia e desidratação. Diferentes tipos e intensidade de exercício físico provocam repercussões distintas no sistema imunológico. O exercício regular de intensidade moderada melhora os sistemas de defesa, enquanto que o treinamento intenso causa imunossupressão. Uma dieta rica em carboidratos aumenta as concentrações de glicogênio muscular, resultando em melhora do desempenho, retardando a fadiga e otimizando a recuperação do atleta, bem como a melhora na resposta imunológica pósexercício. Palavras chaves: Carboidratos; Desempenho físico; Glicogênio; Energia; Fadiga.

2 2 Abstract Athletes need a glycidic supply greater than non-athletic individuals due to the high energy expenditure and their energy and nutrient needs vary according to weight, height, sex, age and metabolic rate and to the type, frequency, intensity and duration of training. The current study aims to characterize the influence of carbohydrate to the improvement of physical performance and immunosuppression from data collected in the literature. The primary function of carbohydrates is to provide energy for cellular work especially during physical exercise. Modulation of carbohydrate intake before, during and after exercise is important to produce ergogenic effects, improve the process of recovery and avoid fatigue caused by low inventories and muscle glycogen depletion, hypoglycemia and dehydration. Different types and intensity of physical exercise cause different effects on the immune system. Regular exercise of moderate intensity improves defense system, while intense training causes immunosuppression. A diet rich in carbohydrates increases the concentrations of muscle glycogen, resulting in improved performance, delaying fatigue and enhancing the recovery of the athlete, as well as an improvement in immune response after exercise. Keywords: Carbohydrate; Performance; Glycogen; Energy; Fatigue Introdução A alimentação do atleta é diferenciada dos demais indivíduos em função do gasto energético elevado, e suas necessidades de energia e nutrientes variam com seu peso, altura, sexo, idade e taxa metabólica e com o tipo, freqüência, intensidade e duração do treinamento (TIRAPEGUI, 2005; MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Segundo Tirapegui (2005), os atletas necessitam de um aporte glicídico maior que os indivíduos não atletas, pois os carboidratos compõem o glicogênio muscular o principal substrato energético utilizado durante o exercício. O carboidrato é o principal responsável pelo fornecimento de energia para o organismo, alimentando quase que exclusivamente o cérebro, a medula, os nervos periféricos e as células vermelhas do sangue. A maior parte da dieta de um individuo atleta ou não atleta deve ser composta por alimentos que são fontes de carboidrato 60% do valor calórico total (VCT) nos exercícios aeróbicos e ate 70% nos anaeróbicos (TIRAPEGUI, 2005). Os carboidratos são os únicos macronutrientes cuja energia armazenada pode ser usada para gerar ATP anaerobicamente sendo importante durante o

3 3 exercício vigoroso que requer liberação rápida de energia. No exercício leve e moderado, o glicogênio acumulado e a glicose sanguínea fornecerão a maior parte da energia para ressíntese do ATP pelas reações metabólicas aeróbicas (MCARDLE; KATCH; LATCH, 1996). Na ausência de carboidrato, o organismo lança mão de proteínas através da gliconeogênese para restabelecer seus estoques de glicogênio e fornecer energia aos tecidos. A quebra destas proteínas para obtenção de energia gera sérios danos às estruturas celulares e ao funcionamento do nosso organismo, reduzindo o balanço nitrogenado e a retenção de aminoácidos para o crescimento e reparação musculares (TIRAPEGUI, 2005; ISENSEE et al, 2008). A glicogenolise hepática é o meio primário para manter os níveis normais de glicose sanguínea. Durante o exercício, com a depleção do glicogênio hepático e a utilização continua de glicose sanguínea pelo músculo ativo, esta acaba caindo para níveis inferiores aos normais configurando um quadro de hipoglicemia e apresentando sensações de fraqueza, fome e vertigens, prejudicando o desempenho físico (MCARDLE; KATCH; LATCH, 1996). Estudos tem demonstrado que a ingestão de carboidratos durante o exercício aeróbico pode melhorar o desempenho durante as sessões de exercícios que durem mais de 90 minutos realizados em intensidades superiores a 70% VO2 max, evitando um declínio na concentração de glicose sanguínea e facilitando a oxidação da glicose tardia, enquanto que o momento e o tipo de carboidrato após o exercício influencia na restauração do glicogênio muscular (BYARS et al, 2010). As reservas corporais de glicogenio sao limitadas e duram algumas horas no maximo durantes exercicios de media a alta intensidade (65-85% VO2max). Com a diminuição dos niveis de glicogenio, a intensidade do exercicio e rendimento tambem diminuem e frequentemente ocorre a degradação dos tecidos musculares e imunossupressão (KERKSICK et al, 2008).

4 4 Diversos componentes do sistema imune inato sao comprometidos durante as sessões únicas ou repetidas de estresse do exercicio (DONATTO et al, 2010). A imunossupressão em resposta ao exercício envolve diversos mecanismos, tais como a liberação de hormônios estressores, alteração de temperatura corporal, aumento do fluxo sanguíneo e desidratação (MENDES et al, 2009). Uma explicação mais simplificada para a imunossupressão, em resposta a uma carga intensa de exercício físico, é a de que existe um desgaste aumentado das funções do organismo com produção exagerada de espécies reativas do oxigênio e incremento do estresse oxidativo nos tecidos (LEANDRO et al, 2007). Sendo assim, o presente estudo tem por objetivo caracterizar a influencia do carboidrato para a melhora do desempenho físico e imunossupressão a partir de dados coletados em literatura. Metodologia Este estudo consiste em uma revisão bibliográfica existente sobre o tema em questão, mediante pesquisa em base de dados de periódicos científicos indexados na área da saúde, fisiologia do exercício e nutrição esportiva. Foram revisados também o Google acadêmico e sites científicos e bibliografias que abordassem o assunto. O estudo foi realizado no período de agosto a outubro de 2011, sendo selecionados artigos em inglês e português dos últimos dez anos. As palavras chaves foram pesquisadas no banco de dados do Lilacs e Bireme. Revisão Bibliográfica Processo de Produção de Energia O corpo humano precisa ser continuamente suprido com energia para poder realizar suas múltiplas e complexas funções. A energia derivada da oxidação dos alimentos é recolhida e conduzida como uma forma acessível de

5 5 energia química através de um composto rico em ATP Trifosfato de Adenosina (MCARDLE; KATCH; LATCH, 1996). Porem seu armazenamento é limitado, fornecendo energia suficiente apenas para alguns segundos de exercício, o que gera a necessidade de sua ressíntese constante. Quando o ATP libera um fosfato produzindo energia, a resultante difosfato de adenosina ADP é combinada, através da atuação da enzima creatina cinase, com outro fosfato de alta energia denominado fosfocreatina (CP) para a ressíntese do ATP (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Esse processo ocorre anaerobicamente e é a forma mais rápida e imediata de repor o ATP, porém é limitado devido a concentração de CP existente nos músculos. Por ser limitada, tendo duração apenas cerca de 5 a 8 segundos, a energia liberada deste sistema ATP-CP atua em atividades de curta duração. Caso haja continuidade do exercício, deve ser fornecida fonte adicional de energia para ressíntese do ATP (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Carboidrato como Fonte de Energia De acordo com Reis (2011), outra via rápida para fornecer ATP por mais alguns segundos é o processo de glicólise anaeróbica, sem a presença de oxigênio, que degrada a molécula de glicose sanguínea ou do glicogênio armazenado no músculo ate o seu produto final o piruvato. Ainda segundo o autor, o piruvato é transformando em acido lático que por sua vez, pode ter três destinos finais: na circulação sanguínea, ele poderá se acumular gerando acidose metabólica, prejudicando a ativação de enzimas e causando a fadiga; voltar a ser piruvato pelo ciclo de Cori, quando entrar no ciclo de Krebs para contribuir com a produção de energia; ou ser armazenado na forma de glicogênio muscular. O glicogênio muscular é um sistema energético rápido, porém pouco eficiente, contribuindo com energia durante um esforço total de cerca de 60 a 120 segundos, sendo utilizada por exemplo em corridas de 400m ou no final de uma competição de natação (REIS, 2011).

6 6 Com a continuidade do exercício por mais de 90 a 120 segundos entra em ação a via glicolítica aeróbica, muito mais eficiente para produção de energia, produzindo 18 a 19 vezes mais ATP. Na presença do oxigênio, o piruvato é convertido em acetilcoenzima A e nas mitocôndrias passa pelo ciclo de Krebs resultando na produção de ATP (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Importante salientar que todas essas vias energéticas atuam de forma simultânea no organismo, sendo determinada sua maior ou menor utilização pela duração e intensidade do exercício, o nível de forma física e a ingestão dietética (REIS, 2011; MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Carboidrato e Desempenho Físico A função primaria dos carboidratos consiste em fornecer energia para o trabalho celular particularmente durante o exercício físico (MCARDLE; KATCH; LATCH, 1996). Muitos estudos têm demonstrado a importância do glicogênio hepático e muscular no desempenho durante o exercício tanto de curta quanto de longa duração (MAMUS et al, 2006). O glicogênio muscular desempenha papel-chave na produção de energia durante o exercício e a fadiga está freqüentemente associada à depleção de seus estoques, sendo a exaustão evitada na presença de concentrações adequadas do mesmo (GUERRA; SOARES; BURINI, 2001). Mesmo sendo pequenas as reservas de glicogênio do organismo, elas são importantes durante o período de jejum e também durante a situação de exercício prolongado, na qual a glicose e os ácidos graxos são oxidados para fornecer energia para a contração muscular (SAPATA; FAYH; OLIVEIRA, 2006). A modulação da ingestão de carboidratos antes, durante e após a pratica de exercícios é importante para produzir efeitos ergogênicos, melhorar o processo de recuperação e evitar a fadiga decorrente de baixos estoques e depleção de glicogênio muscular, hipoglicemia e desidratação (COELHO; SAKZENIAN; BURINI, 2004).

7 7 Carboidrato e Imunossupressão Diferentes tipos e intensidade de exercício físico provocam repercussões distintas no sistema imunológico. O exercício regular de intensidade moderada melhora os sistemas de defesa, enquanto que o treinamento intenso causa imunossupressão (LEANDRO et al, 2007). Segundo o mesmo autor, em resposta a um exercício físico intenso ocorre neutrofilia (aumento no numero de neutrófilos), linfopenia (diminuição do numero de linfócitos) e monocitose (aumento do numero de monócitos). A redistribuição destas células no compartimento vascular em resposta ao exercício parece ser mediada pela adrenalina, e em menor grau pela noradrenalina. O exercício físico intenso pode induzir inibição de muitos aspectos da defesa do organismo, incluindo a atividade das células NK, a resposta proliferativa dos linfócitos e a produção de anticorpos pelos plasmócitos. Estas alterações comprometem a defesa do organismo contra agentes infecciosos e oncogênicos, assim como nos processos alérgicos e na auto-imunidade (LEANDRO et al, 2007). Esse aumento na concentração de leucocitos, leucocitose, em resposta ao exercicios fisicos intensos e de curta duração e de resistência aeróbia de longa duração já é um fenômeno bem documentado na literatura (DONATTO et al, 2006; MENDES et al, 2009). Devido à quebra da homeostasia celular imposta pelo exercício físico, o sistema imune de atletas, pode ser suprimido devido à ação dos hormônios adrenalina e cortisol (DONATTO et al, 2006). Diversos estudos apontam a glicemia como possivel causa da imunossupressão pos-exercicio uma vez que a redução da glicose circulante estimularia a secreção do hormonio catabolico cortisol e que o consumo de carboidrato antes e durante o exercicio prolongado seria capaz de atenuar a liberação do cortisol e consequentemente a supressao do sistema imunologico. O cortisol reduz as concentrações de glutamina e Imunoglobulina A (IgA) aumentando a suscetibilidade a infecções (GOMES; AOKI, 2010).

8 8 Os sistemas neuroendócrino e imunológico são particularmente sensíveis a uma carga aguda de exercício físico, sendo verificado aumento de neurotransmissores, hormônios e citocinas no plasma (LEANDRO et al, 2007). Recentemente, estudos tem sido sugerido que as alterações nesse equilíbrio entre citocinas pró e anti-inflamatórios resultantes do exercicio pode levar a uma perda de controle inflamatório, com possíveis implicações para a função do sistema imunológico em geral e o efeito da ingestão de carboidratos especialmente durante exercícios de longa duração, com a finalidade de atenuar a imunossupressão está bem estabelecida (DONATTO et al, 2010). Recomendações Dietéticas ou Nutricionais Diárias Segundo a American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine (2009) o consumo de carboidratos ajudam na manutenção da glicemia durante o exercício e na reposição do glicogênio muscular. A quantidade necessária depende do gasto energético total diário, do tipo de exercício, sexo e condições ambientais. É recomendado que atletas com treinamento pesado consumam carboidratos de 6 a 10g/kg de peso corporal por dia para prevenir a depleção diária de glicogênio ( MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). A Diretriz da Sociedade Brasileira de Medicina do Esporte (2009) estima que a ingestão de carboidratos correspondente a 60 a 70% do aporte calórico diário atende à demanda de um treinamento esportivo. Para otimizar a recuperação muscular recomenda-se que o consumo de carboidratos esteja entre 5 e 8g/kg de peso/dia. Em atividades de longa duração e/ou treinos intensos há necessidade de até 10g/kg de peso/dia para a adequada recuperação do glicogênio muscular e/ou aumento da massa muscular (SBME, 2009).

9 9 Consumo Antes do Treino A refeição pré-treino evita que o atleta tenha fome antes e durante o exercício e mantem níveis ótimos de glicose no sangue para os músculos em exercício e é fundamental para retardar a fadiga e melhorar o desempenho (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). A alimentação pré-treino é considerada um importante recurso ergogênico e fator otimizante de resultados. Autores sugerem que o consumo de carboidratos pré-exercício tem sido sugerido como uma alternativa para minimizar a depleção de glicogênio que ocorre ao longo do exercício tanto de força quanto de resistência aeróbica (FAYH et al, 2007). Há mais de 60 anos, evidências demonstram que o aumento das concentrações endógenas de glicogênio antes do exercício eleva a capacidade do atleta de realizar atividade física de longa duração e que a ocorrência de fadiga é fortemente correlacionada com a depleção do glicogênio muscular (SILVEIRA et al, 2008). Recomenda-se uma refeição no período de 30 a 60 minutos antes da atividade física, com um consumo de CHO de 30-60g (COELHO; SAKZENIAN; BURINI, 2004). De acordo com Byars et al. (2010), o tipo de carboidrato e a resposta glicêmica no sangue são importantes para otimizar o desempenho. Carboidrato com alto índice glicêmico imediatamente antes do exercício pode causar uma rápida elevação da glicemia desencadeando a liberação excessiva de insulina (hipoglicemia de rebote), produzindo sintomas de fadiga aguda e comprometendo a performance. Em contraste, o consumo de carboidratos de baixo índice glicêmico nos imediatos minutos pré-exercicio permite uma absorção mais lente da glicose, reduzindo o potencial de resposta glicêmica (BYARS et al, 2010). A ingestão concomitante de carboidratos e proteínas antes e/ou após o exercício demonstrou ser vantajosa no aumento da síntese protéica muscular muito devido ao aumento da sinalização da insulina após a ingestão de carboidratos promovendo a restauração do glicogênio (CAMPBELL et al, 2007).

10 10 Consumo Durante o Treino Segundo American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine (2009), durante o exercício os objetivos primários para o consumo de nutrientes são repor as perdas de líquidos e fornecer carboidratos (aproximadamente 30-60g/h) para a manutenção dos níveis de glicose no sangue. Estas orientações nutricionais são especialmente importantes para provas de endurance com mais de 1 h de duração ou quando o atleta não tenha consumido alimentos e líquidos adequados antes do exercício ou quando o atleta estiver praticando em ambientes extremos (calor, frio ou altitudes). O consumo de carboidratos exógenos durante o exercício de resistência com mais de uma hora de duração garantem a disponibilidade de quantidades suficientes de energia durante os últimos estágios do exercício, mantem a glicemia e melhoram o desempenho (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Para provas longas, os atletas devem consumir entre 7 e 8g/kg de peso ou 30 a 60g de carboidrato, para cada hora de exercício, o que evita hipoglicemia, depleção de glicogênio e fadiga. Frequentemente, os carboidratos consumidos fazem parte da composição de bebidas especialmente desenvolvidas para atletas (OLIVEIRA; DE LARA; BURINI, 2011). O consumo de 600 a 1.000ml de uma solução com concentração de 6 a 10% de carboidrato seria o mais indicado para retardar a fadiga e melhorar o desempenho. Porém soluções com uma concentração maior que 10% são frequentemente associadas a cólicas abdominais, náuseas e diarreias (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). O carboidrato deve ser ingerido antes que ocorra a fadiga muscular, para assegurar que esteja disponível quando os níveis de glicogênio muscular estiverem baixos. Atletas que ingerem bebidas contendo carboidratos utilizam 31% menos glicogênio muscular que o grupo placebo (GUERRA; SOARES; BURINI, 2001). Uma área relativamente nova de pesquisas tem examinado o impacto da mistura de diferentes formas de CHO na tentativa de promover níveis mais

11 11 altos de oxidação de CHO durante o exercício prolongado (KERKSICK et al, 2008). Segundo MENDES et al. (2009), o consumo de bebidas carboidratadas por atletas durante o treino resultou na manutenção da glicose sanguínea, menores concentrações de cortisol e menor leucocitose. Consumo Após o Treino De acordo com a American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine (2009), após o exercício, os objetivos nutricionais consistem em fornecer uma quantidade de líquidos suficiente, eletrólitos, e carboidratos para repor o glicogênio muscular e assegurar uma recuperação rápida. A ingestão de carboidratos de aproximadamente 1,0-1,5g/kg de peso corporal durante os primeiros 30 minutos e novamente a cada 2 h por 4-6h será suficiente para repor os estoques de glicogênio (OLIVEIRA; DE LARA; BURINI, 2011). Após o exercício, é necessário que a ingestão de carboidrato seja imediata para que a reposição de glicogênio muscular seja completa e mais rápida, não comprometendo assim a recuperação do atleta (TIRAPEGUI, 2005; GUERRA; SOARES; BURINI, 2001). Se a ingestão ocorre duas horas depois, a taxa de reposição não é tão rápida, devido ao fato de os níveis de glicose sanguínea e insulina não estarem elevados (GUERRA; SOARES; BURINI, 2001). Depois de 4 horas de demora, a síntese total de glicogênio muscular por atraso na ingestão é ainda 45% mais vagarosa do que quando a alimentação e oferecida imediatamente após o exercício (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). Após o exercício exaustivo, recomenda-se a ingestão de carboidratos simples entre 0,7 e 1,5g/kg peso no período de quatro horas, o que é suficiente para a ressíntese plena de glicogênio muscular, diminuindo a degradação das miofibrilas protéicas e aumentar a síntese de proteína corporal (SBME, 2009; ISENSEE et al, 2008).

12 12 Estudos descobriram que adicionar cerca de 5 a 9g de proteína a cada 100g de carboidrato consumido após o exercício aumentava a taxa de ressintese do glicogênio (MAHAN; ESCOTT STUMP, 2005). A adição de proteína ao consumo de carboidrato pós-exercício pode influenciar a recuperação do exercício. Suplementação de carboidrato e proteína tem demonstrado atenuar os marcadores de alteração do sarcolema como a creatina quinase (CK) e mioglobina, reduzir a dor muscular, e melhora do desempenho nos exercícios subsequentes (GILSON; STEPHANIE et al, 2010). A ingestão de carboidrato e proteína após o exercício intenso demonstra aumentar os níveis de insulina, otimizar a ressíntese de glicogênio, aumentar a síntese de proteína e diminuir os efeitos imunossupressores do exercício intenso (KREIDER et al, 2007). Considerações Finais Através dessa revisão bibliográfica, conclui-se que uma dieta rica em carboidratos aumenta as concentrações de glicogênio muscular, resultando em melhora do desempenho físico, retardando a fadiga e otimizando a recuperação do atleta, bem como a melhora na resposta imunológica pósexercício. Atletas que consomem quantidades deficientes de carboidratos na dieta possuem maiores riscos imunossupressores, incluindo a diminuição de anticorpos e proliferação linfocitária. Tendo em vista que o carboidrato é a principal fonte de energia para o exercício, o total de carboidratos na dieta é fator determinante para a recuperação do glicogênio hepático e muscular sendo importante seu consumo adequado nos períodos pré, durante e pós-treino considerando a frequência, intensidade, duração dos treinos bem como características pessoais do individuo. Dessa forma, ressalta-se a importância do nutricionista na elaboração de um plano alimentar individualizado, de modo a suprir as necessidades nutricionais e energéticas diárias do atleta, visando otimizar sua performance e sua recuperação física e imunológica.

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