Baixe Efeitos da Cafeína no Desempenho Físico: Lipólise, Ácidos Graxos Livres e Exercício e outras Notas de estudo em PDF para Educação Física, somente na Docsity!
Revista Brasileira de Nutrição Esportiva
ISSN 1981-9927 versão eletrônica
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A CAFEÍNA E SEU EFEITO ERGOGÊNICO
THE CAFFEINE AND ITS ERGOGEINIC EFFECT
Daniellle Mello^1 ; Djuna Klein Kunzler^2 , Michelle Farah^3
RESUMO
A ingestão da cafeína data de muitos séculos. A cafeína é um composto que ocorre naturalmente em muitos alimentos e bebidas que consumimos diariamente, como chás, café, refrigerantes e chocolates. É um estimulante do sistema nervoso central, da função cardíaca, da circulação sangüínea e da liberação de adrenalina. Em conjunto com a cafeína, a adrenalina estimula uma grande variedade de tecidos, potencializam a contração muscular, elevam o índice de quebra de glicogênio muscular e hepático. Já está bem estabelecido que a cafeína pode aumentar as concentrações de ácidos graxos livres em repouso antes do exercício, mas parece haver certa controvérsia com as concentrações séricas de ácidos graxos livres durante o exercício. Como algum desses efeitos, em tese, podem melhorar o desempenho, até recentemente o Comitê Olímpico Internacional proibiu o uso desta substância. Devido à habituação e à dificuldade no controle de ingestão, a cafeína está para ser tirada da listagem do COI.
Palavras-chaves: cafeína, exercício, lipólise, ácidos graxos livres.
1.Bacharel em Nutrição pelo Centro Universitário Positivo, pós-graduanda em Nutrição Esportiva pela Universidade Gama Filho.
- Bacharel em Nutrição Universidade Federal do Paraná, pós-graduanda em Nutrição Esportiva pela Universidade Gama Filho.
- Bacharel em Nutrição pelas Faculdades Integradas “Espírita”, pós-graduanda em Nutrição Esportiva pela Universidade Gama Filho.
ABSTRACT
Caffeine ingestion is dated from many centuries. Caffeine is a natural compound that is found in many foods and beverages such as tea, coffee, colas and chocolates. It stimulates the Central Nervous System, cardiac function, blood flow and the release of adrenaline. Together with caffeine, adrenalin stimulates a huge variety of tissues, potentiate muscle contraction, and increases the rate of breakage of muscle and hepatic glycogen. It is well known that caffeine can increase the concentrations of free fat acids (FFA) at rest before exercise, but appears to be some controversy on plasma free fat acids levels during exercise. As some of these effects, in thesis, can improve performance, even recently the International Olympic Committee banned the use of this substance. Due to habituation and difficulty on ingestion control, caffeine is to be taken off of the IOC list.
Key Words: Caffeine, Exercise, Free Fat Acids.
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INTRODUÇÃO
O consumo de cafeína como estimulante é conhecido há muitos séculos, porém somente nas últimas décadas é que seus possíveis efeitos ergogênicos vêm sendo testados. Hoje em dia, a cafeína é consumida freqüentemente, pois está presente em muitas bebidas e alimentos, tais como: chás, cafés, refrigerantes, chocolates, bebidas esportivas. Seu consumo está relacionado com efeito estimulante no Sistema Nervoso Central (SNC), desempenho físico, diminuição da percepção e/ou retardo da fadiga durante o exercício e ação lipolítica. Estudos sugerem que a cafeína gera um aumento na mobilização de ácidos graxos livres (AGL) dos tecidos e/ou dos estoques intramusculares. A justificativa mais aceita atualmente no meio científico é que esta mobilização pode ocorrer devido ao aumento na produção de catecolaminas ou que a cafeína age como antagonista dos receptores de adenosina, os quais são responsáveis pela inibição da oxidação lipídica. Desta forma, a cafeína aumentaria a oxidação de gordura e conseqüentemente diminuiria a oxidação de carboidrato durante o exercício. Os objetivos deste trabalho são: discutir os estudos previamente realizados sobre o efeito da ingestão da cafeína na lipólise e na melhora do desempenho e verificar os possíveis efeitos colaterais do uso desta substância e suas implicações pra a saúde.
REVISÃO DA LITERATURA
CAFEÍNA: ORIGEM
O uso da cafeína data de muitos séculos e atualmente ela é a droga mais comumente ingerida em todo o mundo (Harland, 2000). Muito provavelmente a cafeína tem sido utilizada por seus efeitos sobre o Sistema Nervoso Central, desde o período paleolítico. Na Europa, o café foi mais fortemente introduzido a partir do século XVI pelos espanhóis e holandeses, no período das conquistas ultramarinas. Antes disso, o café era consumido de maneira restrita e a bebida nobre era o chá (Barone e Roberts, 1984).
Além do café, a cafeína também é encontrada em outras bebidas, em proporções menores, tais como naquelas bebidas contendo cacau, cola, chocolate, além do chá e de alguns remédios do tipo analgésico ou contra gripes. Embora possa ser produzida sinteticamente, em geral, é preparada a partir do chá, do pó das folhas do chá ou de seus restolhos; também pode ser retirada através de máquinas de torrefação de café (Barone e Roberts, 1984). Devido à diversidade de produtos que contém cafeína, presente em mais de 60 espécies de plantas do mundo, ela é, seguramente, a droga psicoativa mais popular no mundo (Harland, 2000). Considerando que a cafeína está presente no café, chá, chocolates, refrigerantes à base de cafeína ou medicamentos, pode-se dizer que cerca de 80% da população geral faz uso dessa substância diariamente, embora seja muito difícil quantificar seu consumo. Nas últimas décadas, devido ao aumento do consumo de refrigerantes do tipo cola, tem crescido o consumo de cafeína, sobretudo entre os adolescentes (Strain e Griffiths, 2000). Hoje a cafeína é consumida regularmente por bilhões de pessoas no mundo, configurando diversas e variadas práticas culturais, sendo até vital para algumas economias. Os países latinos têm, tradicionalmente, o hábito de tomar café mais concentrado, com maior teor de cafeína, enquanto os americanos preferem o café bem mais diluído, de preferência descafeinado. De modo geral, fora o Brasil e Cuba, os maiores produtores de café, a Grã-Bretanha, a Itália, a Escandinávia e os EUA são os maiores consumidores de cafeína do mundo (Strain e Griffiths, 2000; James,1997).
DESCRIÇÃO
A cafeína faz parte do grupo das bases de purina. A purina, em si, não ocorre na natureza, mas inúmeros derivados são biologicamente ativos. As bases deste grupo que tem importância farmacêutica são todos derivados metilados da 2,6-dioxi-purina (xantina). A cafeína é a 1,3,7-trimetilxantina, uma substância lipossolúvel, que é rapidamente absorvida pelo trato gastrointestinal, atingindo seus níveis de pico no plasma entre 30 -120 minutos (Lima,1989).
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quando a ingestão oral é de bebidas, cápsulas ou barras de chocolate. Entretanto uma possível variação na velocidade de absorção pode ser determinada principalmente pela ocupação gástrica (Mumford e colaboradores, 1996). A metabolização da cafeína ocorre no fígado, iniciando pela remoção dos grupos metila 1 e 7, sendo essa reação catalizada pelo citocromo P450 1A2, o que possibilita a formação de três grupos metilxantina (Kalow e Tang, 1993).
Embora a maior parte da metabolização da cafeína ocorra no fígado, outros tecidos, incluindo o cérebro e os rins, desempenham papel importante na produção de citocromo P450 1A2, e conseqüentemente, no metabolismo da cafeína (Sinclair e Geiger, 2000). Apesar de apenas uma pequena quantidade de cafeína ser excretada (0,5 a 3%), sem alteração na sua constituição química, sua detecção na urina é relativamente fácil (Clarkson, 1996).
Esquema da metabolização e excreção da cafeína
CAFEÍNA
(1,3,7 – trimetilxantina)
CYPIA2 (4%) CYPIA2(84%)
CYPIA2 (12%)
Teofilina Teobromina Paraxantina
(1,3 – dimetilxantina) (3,7 – dimetilxantina) (1,7 – dimetilxantina)
1,3 dimetil- 3 - metilxantina 7- metilxantina
xantina CYPI2 (20%)
1,7 – dimetilxantina
1 – metilxantina
NAT
XO (39%)
AFMU
1- metilurato
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Vale ressaltar que alguns fatores como a genética, a dieta, o uso de algumas drogas, o sexo, o peso corporal, o estado de hidratação, o tipo de exercício físico praticado e o consumo habitual de cafeína podem afetar o metabolismo de cafeína e, conseqüentemente, influenciar na quantidade de cafeína total excretada (Duthel, e colaboradores, 1991; Sinclair e Geiger, 1998; Spriet, 1995).
HABITUAÇÃO E TOLERÃNCIA
O uso crônico da cafeína é freqüentemente associado à habituação e à tolerância (Harland, 2000). A ingestão de bebidas com cafeína por uma pessoa que não faz uso regular da
mesma pode causar um aumento dos níveis de alguns hormônios, como a renina, as catecolaminas e mesmo insulina e o hormônio da paratireóide. Estes efeitos, entretanto, não ocorrem na pessoa que faz uso regular da substância, pois ocorre uma adaptação do organismo, não mais havendo estes aumentos. A habituação da cafeína é atingida a partir de uma ingestão diária superior a 100 mg. Essa quantidade, quando ingerida diariamente, pode neutralizar as respostas metabólicas desencadeadas pela ingestão comum da cafeína (Spriet, 1995). Fisher e colaboradores, (1986) observaram que, em usuários habituais, após 4 dias sem ingerir cafeína, os seus efeitos melhoram.
Classificação do usuário em relação à ingestão diária de cafeína.
Qtde de cafeína (mg/dia) Possibilidade de Tipo de Usuário Habituação
720 Sim Usuário Intencional 450 – 720 Sim Usuário Moderado 120 – 150 Sim Usuário habitual 30 – 100 Não Usuário não habitual < 20 Não Não usuário
________________________________________________________
Adaptado de Daniels e colaboradores, 1998; Graham e Spriet, 1991; Van Soeren e colaboradores,
1993.
CAFEÍNA versus EFEITO ERGOGÊNICO
Acredita-se que a cafeína possua mecanismos de ação central e periférica (Spriet, 1995; Stephenson, 1997) que podem desencadear importantes alterações metabólicas e fisiológicas, resultando na melhoria do desempenho atlético (Applegate, 1999; Fillmore,1985; Graham e Spriet,1991). Todavia o seu efeito ergogênico é ainda bastante controverso, visto que aparentemente outros mecanismos podem estar associados à sua ação durante diferentes tipos de exercício físico (Spriet, 1995; Maughan, 2004). Quase 20 revisões foram publicadas nos últimos 15 anos sobre os efeitos ergogênicos da suplementação da cafeína em vários tipos de exercícios. (Graham, 2001; Spriet, 1995; Spriet e Howlett, 2000; Tarnopolski, 1994). As observações mais
consistentes revelaram que a cafeína pode aumentar o tempo até a exaustão durante exercícios sub-máximos por aproximadamente, 30 – 60 minutos. Aumento de velocidade e força nesses exercícios também foram relatado. Exercícios de resistência aeróbica de curta duração (5 - 25 min) também têm sido relacionados com a melhora após ingestão de cafeína. Há também uma quantidade limitada de estudos disponíveis que sugerem que a cafeína melhore alguns aspectos da função neuromuscular in vivo (Magkos e Kavouras, 2004). Segundo Spriet, em 1995, existem pelo menos três teorias que podem tentar explicar o efeito ergogênico da cafeína durante o exercício físico. A primeira envolve o efeito direto da cafeína em alguma porção do sistema nervoso central, afetando a percepção subjetiva de esforço e/ou a propagação dos
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nos camundongos. Os resultados encontrados sugerem que a ingestão de cafeína melhora a performance em exercícios de endurance devido ao seu efeito poupador do glicogênio com o aumento da lipólise dos tecidos adiposos e oxidação lipídica durante o exercício em camundongos e atletas. Acheson e colaboradores, (2004) investigaram se o efeito lipolítico da cafeína está associado com o aumento da oxidação lipídica ou apenas com o turnover entre triacilglicerol e ácido graxos livres e se os efeitos da cafeína são mediados pelo sistema nervoso simpático. Trocas gasosas e palmitato 1-C13 foram usados para traçar a oxidação lipídica e turnover dos ácidos graxos livres em 8 jovens do sexo masculino, saudáveis, por 90 min antes e 240 min depois da ingestão do placebo, da cafeína (10mg/kg) ou cafeína com beta bloqueador adrenérgico (propanolol). Como resultado, durante o repouso, encontraram pequenas diferenças entre as três mensurações. Durante o exercício, após ingestão de cafeína, o turnover lipídico aumentou. Após a ingestão de cafeína, a oxidação de ácido graxo livre aumentou 44%, o gasto energético aumentou em 13% e o turnover lipídico dobrou, os quais 24% foram oxidados e 76% foram reciclados. O beta bloqueador diminuiu, mas não inibiu essas variáveis. Como conclusão, muitos, mas não todos, os efeitos da cafeína são mediados pelo sistema nervoso simpático. Os efeitos da cafeína na mobilização lipídica no repouso podem ser interpretados de duas formas: mobilização lipídica sozinha é insuficiente para levar a uma oxidação lipídica ou aumento no turnover lipídico resulta em pequeno aumento na oxidação lipídica. Este estudo concorda com os resultados encontrados em estudos anteriores, os quais verificaram aumento do gasto energético após ingestão de cafeína (Arogyasami, Yang e Winder, 1989; Graham, Helge, McLean, Kiens e Richer, 2000). Chesley e colaboradores, (1998) examinaram os efeitos da ingestão de cafeína na utilização de glicogênio muscular e na regulação da fosforilase em atividades aeróbicas intensas. Em dois experimentos, 12 homens não treinados ingeriram placebo e cafeína (9mg/kg) uma hora antes de pedalar a 80% do VO2 máx por 15 min. Biópsia muscular foi realizada no minuto 0, 3 e 15 de exercício. Neste estudo a economia do glicogênio foi definida como redução igual ou
maior a 10% na utilização do glicogênio muscular durante o exercício depois da ingestão de cafeína em comparação com o grupo placebo. A utilização de glicogênio muscular diminuiu 28% depois da ingestão de cafeína em 6 indivíduos, porém nos outros 6 não se modificou. Em repouso, a cafeína aumentou significativamente a concentração de ácidos graxos livres e a concentração de epinefrina. No grupo que poupou glicogênio muscular, observou-se melhora no status energético: a degradação da fosfocreatina muscular foi significativamente reduzida e o acúmulo de ADP livre e AMP livre também diminuíram significativamente. Os pesquisadores concluíram que a ingestão de cafeína pode poupar a utilização de glicogênio muscular e isto pode estar correlacionado com o aumento da disponibilidade de gordura e/ou habilidade da mitocôndria em oxidar gordura durante os exercícios. Não se sabe por que esse efeito não ocorreu em todos os atletas examinados. Hertzler e colaboradores, (1990) sugeriram a existência de um metabólito ativo (paraxantina), a qual trabalharia em conjunto com a cafeína causando aumento da lipólise in vivo. Para determinar a relação entre aparecimento de paraxantina e mobilização de ácidos graxos livres após administração intravenosa de cafeína, 10 homens foram estudados, os quais receberam 4mg de cafeína por kg de peso magro. Amostras sanguíneas foram coletadas após 5,10,15,30,45,60,90,120,150 e 180 minutos. Concentrações de ácidos graxos séricos, glicerol, cafeína e paraxantina foram determinados em duplicata. Como resultado, eles encontraram uma forte relação negativa entre diminuição da cafeína plasmática e aumento dos ácidos graxos livres e uma forte relação positiva entre o aparecimento de paraxantina e ácidos graxos livres. Como conclusão, a paraxantina pode ter um papel importante no aumento da lipólise após ingestão de cafeína em humanos. Graham e colaboradores, em 2000 examinaram os efeitos da ingestão de 6 mg/kg de cafeína no metabolismo de carboidrato muscular, assim como no metabolismo lipídico muscular, durante exercícios isometria em humanos. Jovens adultos do sexo masculino (n=10) realizaram exercícios por 1 hora (com 70% do VO2 máx) em duas ocasiões e o metabolismo muscular da perna foi
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quantificado através de biópsia muscular. Após ingestão de cafeína observou-se aumento da concentração de ácidos graxos livres e glicerol ainda em repouso, sugerindo um aumento na lipólise dos tecidos adiposos. Além disso, os níveis de adrenalina também aumentaram durante o repouso e esses níveis, assim como de noradrenalina, mantiveram-se maiores também durante os exercícios em comparação com o grupo placebo. Ingestão de cafeína resultou em um modesto aumento da resistência vascular da perna, mas nenhuma diferença foi encontrada no fluxo sanguíneo da perna. As concentrações de lactato arterial e glicose foram aumentadas após ingestão de cafeína. Não houve diferença na glicogenólise muscular, na liberação de lactato muscular ou na concentração de glucose 6-fosfato. No músculo, também não houve diferença nas taxas de ácido graxos livres, na liberação de glicerol ou na concentração muscular de acetil CoA. Esses achados indicam que a ingestão de cafeína estimula o sistema nervoso simpático, mas não altera o metabolismo muscular local. É provável que outros tecidos estejam envolvidos nas alterações dos níveis séricos de ácidos graxos livres, glucose e lactato. As doses de cafeína estudadas variam de 1 a 15 mg/kg de massa corporal. Muito se discute ainda sobre qual a melhor dose, pois parece haver variação na sensibilidade de cada indivíduo à cafeína. Afirma-se que doses entre 3 e 6 mg/kg produzem efeito ergogênico equivalente a doses maiores (Raguso e colaboradores, 1996). Em um estudo muito conhecido, Graham e Spriet, em 1995 examinaram as respostas dos exercícios em indivíduos muito bem treinados a diferentes doses de cafeína medindo assim o impacto desta droga no metabolismo e na capacidade de endurance. Os indivíduos (n = 8) excluíram qualquer tipo de alimento que continha cafeína por 48 horas antes de cada um dos quatro testes. Uma hora antes dos exercícios eles ingeriram cápsulas de placebo ou cafeína (3, 6 ou 9 mg/kg), ficaram em repouso e então correram a 85% do VO2 máx até exaustão voluntária. Amostras de sangue foram coletadas de metilxantina, catecolaminas, glicose, lactato, ácido graxo livre e glicerol, a cada 15 min. A concentração plasmática de cafeína aumentou após cada dose. Seu maior metabólito, a paraxantina, não aumentou entre as doses 6 e 9 mg/kg, sugerindo que o
metabolismo hepático da cafeína estava saturado. Melhora na capacidade de endurance foi observada com ambas as doses de 3 e 6mg/kg de cafeína em relação ao grupo placebo, embora não tenha havido diferença significativa com a dose de 9 mg/kg. Em contraste, a concentração plasmática de adrenalina não foi aumentada com a dose de 3 mg/kg de cafeína, porém aumentou com as doses maiores. Similarmente, apenas a maior dose de cafeína resultou em um aumento do glicerol e ácidos graxos livres. Embora a maior dose de cafeína tenha apresentado o melhor efeito sobre a adrenalina e sobre os metabólitos sanguíneos, ela teve o menor efeito sobre a performance. A mais baixa dose não obteve alterações sobre os níveis de adrenalina e metabólitos, porém apresentou efeito ergogênico. Os resultados encontrados neste estudo não foram compatíveis com a teoria tradicional de que o efeito ergogênico da cafeína seja mediado através do aumento das catecolaminas. O melhor horário de ingestão de cafeína ainda também é bastante discutido, embora seja de conhecimento que a cafeína tem uma meia-vida de 4 – 6 horas, implicando que altas doses continuarão presente no sangue por mais de 3 ou 4 horas após ingestão, a maioria dos estudos têm trabalhado com ingestão de cafeína em cerca de 1 hora antes. Isto é explicado, pois parece que o efeito ergogênico da cafeína está relacionado diretamente com a concentração circulante da droga no sangue. Uma hora após a sua ingestão a concentração sanguínea atinge seu pico (Fredholm e colaboradores, 1999). Alguns outros estudos sugerem que esperar 3 horas pode ser mais eficiente, pois o efeito da cafeína na lipólise parece ser maior após este tempo do que em períodos mais curtos (Nehlig e Debry, 1994) Embora haja muitos resultados que reforcem a teoria da “economia do glicogênio”, estudos mais recentes forneceram indícios consideráveis de que os benefícios ergogênicos da cafeína sobre o desempenho no exercício não se limitam a (nem são sempre explicados pela) assim chamada “teoria metabólica”. Vários estudos registram melhora no desempenho após a ingestão de cafeína sem qualquer mudança na oxidação dos substratos ou com a economia do glicogênio limitada aos primeiros 15 a 20 minutos de exercício. Outros constatam uma
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Strain e colaboradores, (2001) estudaram a dependência da cafeína e a relacionaram com as a seguintes características: síndrome da abstinência (irritabilidade, ansiedade, depressão...), desejo persistente pela cafeína, tolerância, etc... A dose letal de cafeína para o ser humano é de cerca de 10g, lembrando-se que uma xícara de café contém cerca de 125 mg de cafeína (James,1997).
CAFEÍNA E DOPING
Até recentemente, a cafeína era uma substância restritiva no esporte, com uma concentração urinária limite na faixa de 12 mg/L estabelecida pelo Comitê Olímpico Internacional (COI). Entretanto, doses maiores que 9 mg/kg ingerida aproximadamente 1 hora antes do exercício resulta em um nível de urina, no pós exercício, geralmente, menor do que o limite estabelecido pelo COI (Graham e Spriet, 1991; Pasman e colaboradores, 1995), enquanto que para exceder o limite estabelecido a ingestão pré exercício deveria ser muito alta, como por exemplo de 13mg/kg. (Pasman e colaboradores, 1995). Como o controle da quantidade de cafeína ingerida não é fácil de ser feito, esta droga está para ser tirada da nova listagem de substâncias proibidas que será feita pela Agência Mundial de Anti-Doping (Associated Press, 2004- internet)
CONSIDERAÇÕES FINAIS
É comum associar a ação ergogênica da cafeína como estimulador da secreção da adrenalina o que resultaria na mobilização de ácidos graxos livres. A teoria da “economia” do glicogênio é mais bem fundamentada para explicar a ação da cafeína, embora muitos estudos atuais também revelem que ela não é correta dependendo das circunstâncias. Toda essa incerteza se deve, muitas vezes, aos problemas de metodologia dos trabalhos que deixaram de medir a concentração plasmática de cafeína durante o experimento, assim como ignoraram a existência das catecolaminas e não fizeram biópsia muscular. Embora vários estudos mostrem resultados muito promissores, ainda existem muitas
controvérsias com relação às dosagens de cafeína empregadas, tipo de exercício físico utilizado, horário de ingestão, além do estado nutricional, nível de aptidão física e de tolerância à cafeína dos indivíduos nesses experimentos. Todas essas situações são decisivas para confirmação dessa hipótese.
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