saude alimentacao vs exercicios fisicos

8/7/2019 SAUDE Alimentacao Vs Exercicios Fisicos

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Tanto atletas de elite, nas competies, quanto pessoas comuns, em suas

tarefas domsticas, esto realizando atividade fsica. Por trs de cada

simples movimento de nosso corpo, existe uma complexa coordenao

entre vrios rgos, comandada pelo sistema nervoso e envolvendo

diversos hormnios. Alm disso, como acontece com toda mquina,

precisamos de certa quantidade de energia extra nesses momentos,

e esta deve ser fornecida prontamente, ou no conseguiremos realizar

o trabalho desejado. Este artigo discute como o corpo obtm energia

a partir de molculas orgnicas combustveis, presentes nos alimentos

que comemos ou em estoques no prprio corpo. Tais molculas

tm propriedades diferentes, sua utilizao depende da intensidade

e da durao da atividade fsica e o modo como so usadas respeita

uma hierarquia entre os diferentes rgos e sistemas do organismo.

Paulo Cesar de Carvalho AlvesInstituto de Bioqumica Mdica, Universidade Federal do Rio de Janeiro

do exerccio fsico

Oscombustveis

Costumamos dizer que estamos praticando exerccio quando o ob-jetivo da atividade fsica o esporte, a promoo dasade ou a obteno de uma aparncia corporal es-pecfica (como emagrecer ou ficar musculoso). Naverdade, praticamos atividade fsica o tempo inteiro mesmo dormindo ou repousando gastamos energiapara continuar vivos (figura 1). J a realizao demovimentos determinados, visando alcanar um

ndice especfico (na dana ou no esporte, por exem-plo, por lazer ou profissionalmente), pode ser defi-nida como performance (ou desempenho). No en-tanto, a busca obsessiva pelo melhor resultado mui-tas vezes ultrapassa os limites do funcionamento docorpo, prejudicando a sade. O mesmo ocorre quan-do a atividade fsica realizada em busca de umaidentidade corporal, como no caso das pessoas que


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PHOtOresearCHers/lat

iNstOCk


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querem emagrecer rpido ou ficar muito musculosase exageram nos recursos utilizados.

O funcionamento do corpo envolve a atuaointegrada de diversos rgos e sistemas. Estes tmestruturas e funes diferenciadas, mas uma an-lise em nvel molecular revela que exibem muitassemelhanas, sobretudo quanto s reaes qumicasque ali ocorrem. Chamamos de metabolismo esseconjunto de reaes qumicas que caracterizam oestado vital. Elas ocorrem continuamente, aceleradaspor enzimas, formando vias de reaes seqenciaisaltamente integradas e finamente reguladas, paramanter nossa mquina corporal estruturada. Por isso,o tempo inteiro o corpo realiza trabalho, pois semeste no h organizao, e para realizar trabalho osuprimento de energia deve ser contnuo. Chamamosde catabolismo o conjunto das vias qumicas que li-beram energia para processos que realizam trabalho,e de anabolismo o conjuntodas vias que usam essaenergia para construir novas molculas e manter oorganismo funcionando. As reaes catablicas tmde ocorrer na mesma intensidade que as anablicaspara que o sistema atue com perfeio (figura 2).

Para que cada msculo especfico seja movi-mentado na hora certa, com a fora e a velocidadeideal, necessrio o comando e a coordenao do

Figura 1. Gasto de energia em relao ao estadode repouso para algumas atividades sicas do

dia-a-dia e para alguns esportes (o gasto equivalea 1 em repouso e os nmeros abaixo so mltiplos

dessa taxa bsica em outras atividades)

sistema nervoso. Este age como um maestro em umaorquestra: no pode falhar em momento algum, epara isso precisa receber um aporte constante demolculas de glicose, sua principal fonte de energia,alm de oxignio, necessrio para a perfeita retiradada energia contida na glicose (figura 3). Essa regrabsica o aporte constante de glicose e oxignio aosistema nervoso vai determinar como os outrosrgos, inclusive os msculos, podem obter energiadurante a atividade fsica.

De onde vema energia?Os agentes finais do movimento so os msculosque, quando se contraem, movem as diferentes par-tes do corpo, que so articuladas. Para que tanto a

contrao quanto o relaxamento do msculo ocor-ram, necessrio ter uma fonte de energia e ummecanismo capaz de direcionar esta para a maqui-naria muscular. A principal energia usa-da para realizar trabalho em nossoorganismo est contida nas liga-es qumicas do trifosfato de

ilustraesalvim


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adenosina (conhecido pela sigla, em ingls,ATP) nessa molcula, o composto ade-nosina est ligado a trs radicais qumicosque contm fsforo, chamados de gruposfosfato (Pi). A quebra de uma dessas liga-es, que gera difosfato de adenosina(ADP) e um grupo fosfato livre, libera aenergia usada no processo que provoca acontrao muscular.

A molcula de ATP deve ser imedia-tamente regenerada (por meio da religa-o entre ADP e um grupo fosfato) paraque o fornecimento de energia no dimi-nua. Para fazer isso, o organismo usa outrafonte de energia: as ligaes qumicasexistentes nos chamados combustveis

Figura 2. Na digesto e no uso dos estoques de combustveis

(reaes catablicas), o organismo desaz molculas maiores,como protenas, amido, triglicerdios e outras, em seusconstituintes (aminocidos, glicose, cidos graxos).Nas reaes anablicas, as molculas menores so degradadasainda mais para liberar a energia necessria para realizartrabalho ou usadas na sntese de outras molculas

Figura 3. A reduo da concentrao de glicoseno sangue (hipoglicemia) pode causar srias alteraesno sistema nervoso central, inclusive a morte

Glicose no sangue(mg/100 ml)

+ +

Faixanormal

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Alteraes neurolgicas leves;

ome; liberao de glucagon,

adrenalina e cortisol;

transpirao; tremores

LetargiaConvulso e coma

Danos cerebrais permanentes

Morte


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Figura 4. Trs tipos de combustveis so usadospelo organismo para gerar energia. A glicose,armazenada como glicognio, permite a regeneraodo ATP (principal onte de energia celular) orada mitocndria e sem necessidade de oxignio, gerandocido lctico (ou lactato). Os cidos graxos so estocadoscomo triglicerdios e os aminocidos vm de alimentosou protenas do corpo. Esses combustveis geram cidopirvico ou acetil-coenzima-A, usados nas mitocndriaspara regenerar ATP por dois processos interligadosem seqncia (ciclo de Krebs e osorilao oxidativa)

Como acelerara ofertaA velocidade com que o msculo esqueltico gastaenergia pode aumentar muito em fraes de segun-

do. No s quando um corredor de elite sai da linhade largada, em uma prova curta, para atingir a ve-locidade de 10 m por segundo em menos de umsegundo, mas tambm quando estamos deitados nacama e nos levantamos para ir ao banheiro. Nessesmomentos guardadas as propores , a taxa comque o ATP estava sendo consumido na situao derepouso aumenta subitamente com a nova exignciamuscular, e este precisa ser reciclado velozmente,ou a nova atividade no poder ser mantida. Paraisso, preciso acelerar de imediato as vias catab-licas e assim transferir a energia qumica dos com-bustveis para a reconstituio das ricas ligaes defosfato no ATP. Qual sistema deve ser ativado pri-meiro?

Temos a opo de usar a glicose ou os cidosgraxos como fonte de energia, mobilizados de seusestoques pela ao do hormnio adrenalina. Taiscompostos tm diferentes potenciais quantitati-vo ou qualitativo de gerao de energia. No casoem questo, o critrio de quantidade no o melhor,a princpio, j que a energia deve estar disponvelcom urgncia. Assim, a melhor soluo a glicli-se anaerbica, ou seja, a quebra da molcula de gli -cose sem a participao do oxignio molecular,

fora da mitocndria. Esse processo o mais velozpara a reposio da energia gasta. Surge entooutro problema: como obter glicose de modo to r -pido, se o msculo no pode capt-la livrementedo sangue? Essa captao s ocorre logo aps asrefeies, quando estamos com excesso de acarno sangue, ou durante exerccios moderados delonga durao. Para contornar essa dificuldade, asclulas musculares tm um estoque prprio de gli-cose, na forma de glicognio.

celulares: carboidratos (acares), cidos graxos(presentes em gorduras) e aminocidos (figura 4). Aglicose, principal molcula combustvel do grupodos carboidratos, estocada na forma de glicognio.Os cidos graxos, capazes de liberar mais energiaque a glicose, so estocados principalmente no te-cido adiposo, na forma de triglicerdios (gorduraneutra). J os aminocidos, que no so estocadosno corpo como protenas de reserva, tm pequenopapel na produo de energia para a atividade fsi-ca, embora sejam usados para gerar glicose em casosde jejum excessivo ou exerccio fsico muito prolon-gado (em uma maratona, por exemplo).

A energia contida nesses compostos liberadapor meio de reaes muito espontneas de oxidao(catabolismo), nas quais uma molcula (ou compos-to) cede eltrons a outra, ligando-se ou no a ela.Quando o oxignio molecular (O

2) participa direta-mente da oxidao, em processos celulares, dizemos

que h respirao celular. por esse processo queas mitocndrias, organelas presentes nas clulas,produzem ATP. Fora das mitocndrias, a nica formade regenerar a molcula de ATP, sem a participaodo O2, a oxidao da glicose, e esta a maneiramais rpida de repor a energia gasta pela clula.


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Essa resposta, na verdade, parcialmente correta,j que a gliclise anaerbica, por mais rpida que

seja (apenas 12 reaes enzimticas para ir do gli-cognio at o cido lctico, subproduto final), ainda muito lenta se comparada ao aumento sbito nogasto energtico exigido, por exemplo, em compe-ties. a que o msculo esqueltico lana mode seu grande trunfo: o sistema creatina/fosfocrea-tina. Nesse sistema, apenas uma reao enzimticaretira um grupo fosfato da fosfocreatina (molculapresente nos msculos) e o liga molcula de ADP,reconstituindo o ATP, o que permite sua reutilizao,e gerando creatina livre.

A fosfocreatina atua como um pronto-socorroenergtico, em situaes de urgncia (figura 5). Comesse recurso, as clulas musculares adaptam-se aonovo ritmo e a gliclise anaerbica passa a ocorrer emvelocidade compatvel com a intensidade do trabalho,tornando-se de novo a principal forma de regenerarATP, a partir de ADP. Para isso, so usados os gruposfosfato que se acumularam nas clulas por causa daquebra acelerada de molculas de ATP.

A gliclise gera cido lctico e este lanado nacirculao sangnea, na forma de lactato. Se omovimento sbito continuar e no for muito inten-so (caminhar a passos normais, por exemplo), asmitocndrias, que antes estavam esquentando as

turbinas, voltam a fazer a reciclagem do ATP gasto,por meio da respirao celular. Com isso, o cido

lctico deixa de ser produzido e a glicose total-mente oxidada, em uma srie de reaes que con-somem O

2e tm como produtos finais gs carbni-

co (CO2) e gua (H

2O). Essa a chamada fase aer-

bica do movimento.Nessa fase, uma molcula de glicose pode gerar

19 vezes mais ATP que na fase anaerbica, o querepresenta uma grande economia do precioso estoquede glicognio do msculo. Essa reserva preciosaporque, quando comea a se esgotar, o msculoentra no processo de fadiga local e pra de funcio-nar! Alm disso, nunca se sabe se nos prximosinstantes ser necessrio apertar o passo por algum

motivo, como pegar o nibus que j est querendoir embora, fugir de um predador (ou assaltante!) ouultrapassar um competidor nos ltimos metros deuma maratona.

Nessas situaes (luta ou fuga), h um novo saltona exigncia de energia para o trabalho muscular,salto que dificilmente suportado pelos sistemasaerbicos de reciclagem de ATP. Voltamos entoa gastar a glicose anaerobicamente e a queimar oglicognio 19 vezes mais rpido (no mnimo!). Ouseja, precisa ter sobrado bastante no estoque. Nessecaso, a concentrao de lactato no sangue aumen-

Figura 5. As ontes de energia para a contrao e o relaxamento dos msculos variam durante o exerccio. No primeiro minuto, a principal onte o ATP j existente e a osocreatina (linha preta). Enquanto isso, comea a quebra do glicognio, que libera glicose (linha vermelha).Essa ase (anaerbica, ou seja, sem oxignio molecular) dura cerca de cinco minutos. Em seguida, na ase aerbica, a glicose processadanas mitocndrias, reciclando ATP com mais efcincia (linha azul). Se o exerccio continua, os cidos graxos tornam-se a principal onte energtica,poupando os estoques de glicognio (linha verde). Se a intensidade do exerccio aumentar de repente, a ase anaerbica recomea


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ta rapidamente, at chegar ao chamado limiar delactato. Se insistirmos nesse ritmo, ou acima dele,a concentrao de lactato no sangue sobe muitoe nos sentimos enjoados. Em breve o estoque deglicognio muscular comea a se esgotar. quandoocorre perda de fora muscular (fadiga local), quepode ser seguida de dores, cimbras e, no extremo,da paralisao dos msculos.

Em todos os tipos de atividade fsica o hormnioadrenalina tem participao importante. Alm dosefeitos sobre o sistema cardiorrespiratrio, essehormnio ajuda a acelerar a quebra do glicogniomuscular e heptico para liberar glicose para omsculo e o crebro, respectivamente. Parte daglicose liberada pelo fgado, porm, pode ser capta-da pelos msculos em exerccios de longa durao,reduzindo a oferta para o crebro. A adrenalinatambm ajuda a poupar glicognio ao estimularparalelamente a mobilizao dos estoques de trigli-

cerdios no tecido adiposo.Assim, quando nos mantemos em trabalho mus-

cular aerbico, nosso sangue comea a ser invadi-do por cidos graxos liberados desses estoques (o

mesmo ocorre quando ficamos emjejum). Estes so usados

como fonte de ener-gia para o

fgado, o corao, os msculos esquelticos e outrosrgos e tecidos, exceto o crebro e as hemcias(glbulos vermelhos). Portanto, a glicose poupada.Alis, o msculo esqueltico, principalmente emrepouso, prefere usar cidos graxos, em vez de gli-cose. por isso que emagrecemos lentamente quan-do dormimos ou ficamos em jejum. No entanto, sealgum quer de fato emagrecer, no deve ficar dor-mindo: deve seguir uma dieta com quantidadesadequadas de calorias e fazer exerccios aerbicos.

Fibras brancase vermelhas

Em todas as fases do exerccio descritas at agora,

as responsveis pelos movimentos so fibras espe-cializadas existentes em nossos msculos, que po-dem ser divididas em duas categorias principais: asfibras de contrao rpida (tipo II b) e as de contra-o lenta (tipo I e tipo II a).

As de contrao rpida so encontradas em gran-des quantidades em msculos especializados emexerccio de exploso, como o msculo do peito dasgalinhas, que s movem suas asas de maneira re-pentina e por tempo limitado. Como no usammuito oxignio molecular, esses tipos de msculotm poucos vasos sangneos, poucas mitocndrias

e pouca mioglobina (protena muscular que estocaoxignio, semelhante hemoglobina do sangue). J as de contrao lenta ocorrem em maior

quantidade em msculos especializados emfazer movimentos contnuos por muito tem-

po, como o msculo do peito das avesmigratrias, que trabalham muitas horas

sem parar. Podemos concluir que estasso as fibras vermelhas, pois, comoprecisam de muito oxignio para rea-lizar trabalho aerbico, so muitovascularizadas, tm muitas mitocn-drias e muita mioglobina.

At os tipos de algumas das pro-tenas (miosinas) dos filamentos quese contraem nesses dois tipos defibras so diferentes. A maioria dosmsculos humanos composta poruma mescla dessas duas fibras. Nosexerccios de baixa a mdia intensida-de, so utilizadas as fibras de contrao

lenta (aerbicas), mas, medida quea intensidade do exerccio aumenta,

entram em ao tambm as de contraorpida (anaerbicas).

Enzimas eTransfernciade energiaO autor pesquisa, desde sua graduao

em medicina, a atuao das enzimas (chamadas

de ATPases) que transferem a energia do ATP

para os processos celulares, como a contrao

e relaxamento musculares. Alm disso, escreve

captulos de livros didticos sobre bioqumica do

exerccio e edita livros sobre metabolismo e sobre

as origens moleculares de diversas doenas.


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SUGESTESPARA LEITURA

CONNellY, a.s. &CarPeNter, W.H.Fu uzon

dung xc,obc nd

nobcbo,cono of

uc ponbo/nbo

(dponv www.

cncv.co/uc/nuon_101/

phy_c6.h).CamerON, l.C. &

maCHaDO, m.

(ed.) Tpicos

avanados em

bioqumica

do exerccio.ro d Jno,

ed. shp, 2004.Da POiaN, a.t.

inoduo o hoon,n D Pon &

Cvho-av(ed.), Hormniose metabolismo:

integrao

e correlaes

clnicas.ro d Jno,ahnu, 2003.

Figura 6. Comparao entre camundongos normais(esquerda) e com modifcaes genticas que alteraramseus msculos (direita). Animais transgnicos com maiorexpresso de um gene (PGC-1) mostram aumento de fbrasvermelhas no dorso e nas patas traseiras (A). J osupercamundongo, com maior expresso de uma enzima(PEPCK-C), alm de ter mais mitocndrias nas clulas,apresenta aumento (visto em microscpio tico) de estoquesde gordura (regies brancas) no msculo da pata (B)

(a)extraDODeJiaNDieliNetal.,2002.

(B)extraDODeHakimietal.

,2007.

Os limitesdo exerccio

A busca de melhor desempenho por atletas profis-sionais e at por amadores leva muitas pessoasao uso de recursos que pem em risco a sade (cha-mados de doping), como hormnios esterides ana-bolizantes, que aumentam a massa muscular, ou asanfetaminas, que estimulam o sistema nervoso cen-tral. Entre os recursos lcitos est o treinamento, quedesenvolve naturalmente a capacidade de nossosrgos e sistemas de realizar exerccios especficos,levando ao condicionamento fsico. Tambm podemser citados os recursos nutricionais, como uma ali-mentao adequada, contendo as biomolculas ne-cessrias para reforar a estrutura muscular ou criar

reservas energticas adequadas.Muitos estudos tm sido feitos para compreender

os processos envolvidos no condicionamento e de-terminar os limites impostos pela fadiga. Esta ocor-re durante a atividade fsica e limita a performance.A fadiga parece ter um componente perifrico(decorrente de fatores ligados ao msculo em mo-vimento) e outro central (decorrente de alteraesdo sistema nervoso central, na motivao para rea-lizar a atividade). A principal causa de fadiga peri-frica a exausto dos estoques de glicognio nosmsculos, que impede tanto o uso de cidos graxos

como combustvel, nos exerccios de longa durao,porque a oxidao desses cidos depende de outramolcula difcil de obter nessas condies, quantoa realizao de exerccios de alta intensidade, poisestes dependem de quantidades grandes de glicosepara gerar energia rapidamente. Nos exerccios in-tensos, alteraes da acidez dos msculos e/ouacmulo de subprodutos das reaes (como o fos-fato livre) parecem inibir a atividade de enzimas-chave para o uso da glicose. J a fadiga central pa-rece estar ligada sntese do neurotransmissor se-rotonina em certas regies do crebro, que levariaa menor disposio para a atividade fsica.

Compreender os mecanismos dos dois tipos defadiga pode ajudar a evitar ou superar o problema. preciso ter em mente, porm, que a fadiga ummecanismo de preservao do organismo diante deuma situao que pode causar danos severos, svezes irreversveis. Portanto, deve ser respeitadacomo um sinal de alerta.

Mais recentemente, com os avanos da biologiamolecular e do controle da expresso de genes nosseres vivos, um novo tipo de doping, diferente daingesto de compostos qumicos, est prestes aacontecer: o dopinggentico. Talvez j exista e no

saibamos, pois o crime surge sempre antes da lei.Hoje, por exemplo, so bem conhecidos os fatoresbiolgicos que controlam a proporo dos dois tiposde fibras nos msculos. J podem ser criados emlaboratrio camundongos com alteraes genticas

que tm maior proporo de um ou de outro tipo defibra muscular, ou seja, capacitados para exercciosde alta intensidade ou de longa durao (figura 6).

Trabalho publicado recentemente revelou quecamundongos com alteraes genticas que induzema expresso nos msculos de uma enzima tpica dofgado (conhecida pela sigla PEPCK-C) tornam-se su-peratletas. Esses animais podem correr cerca de6 km a uma velocidade de 20 m por minuto, enquan-to camundongos normais ficam esgotados aps200 m nessa velocidade! Eles tambm apresentam,em relao aos normais, capacidade aerbica25% maior e menos da metade da concentrao de

lactato no sangue durante o exerccio. O mais espan-toso: comem 60% mais comida e tm metade do pe-so dos primos no transgnicos! Alm disso, vi-vem mais, e aos 2,5 anos (j velhinhos para ca-mundongos) correm o dobro da distncia atingidapelos animais normais de seis meses a um ano deidade (jovens adultos). A explicao parece estar noaumento da capacidade, nos animais transgnicos,de usar os cidos graxos como combustvel. Agoraque j fabricaram o supercamundongo, no devedemorar muito para vermos nas pistas de atletismoos super-homens!

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