Creatina no Desporto

Creatina no desporto Creatine in sports Fernando Jorge Vieira Ribeiro Orientado por: Dr. Luís Miguel Monteiro Silva Coorientado por: Prof. Nuno Pedro Garcia Fernandes Bento Borges e Dra. Ana Teresa Almeida Revisão temática Ciclo de estudos: 1.º Ciclo em Ciências da Nutrição Instituição académica: Faculdade de Ciências da Nutrição e Alimentação da Universidade do Porto Porto, 2018 i Resumo A creatina foi descoberta há 186 anos e desde então tem vindo a ser investigada devido ao seu papel central no metabolismo do músculo esquelético. Atualmente é um suplemento ergogénico muito popular entre atletas de vários desportos e apesar de já ter sido realizado um grande número de estudos, a sua eficácia ainda não está totalmente comprovada e os mecanismos por detrás das suas propriedades ergogénicas ainda não estão completamente esclarecidos, sobretudo aqueles relacionados com a hipertrofia muscular. Esta monografia pretende fazer um resumo das aplicações da creatina no desporto, averiguar a sua eficácia e descrever, de acordo com a evidência existente, os mecanismos por detrás das suas propriedades ergogénicas, sobretudo as relacionadas com a hipertrofia do músculo esquelético. Palavras-Chave: Creatina; desporto; ergogénico; fosfocreatina; síntese de proteína muscular Abstract Creatine, discovered 186 years ago, has been investigated due to its central role in skeletal muscle metabolism. It is currently a very popular supplement among individuals performing various sports and, although a large number of studies have already been carried out, its effectiveness is still not completely proven and the mechanisms behind its ergogenic properties are still not fully understood, particularly those related to muscular hypertrophy. This monograph aims to ii summarize the applications of creatine in sports, to investigate its efficacy and to describe, according to the existing evidence, the mechanisms behind its ergogenic properties, especially those related to skeletal muscle hypertrophy. Keywords: Creatine; sport; ergogenic; phosphocreatine; muscle protein synthesis iii Lista de abreviaturas, siglas e acrónimos Cr Creatina ISSN International Society of Sports Nutrition FCr Fosfocreatina Pi Fosfato inorgânico CK Cínase da creatina SCr Suplementação com creatina 1RM Uma repetição máxima MRFs Fatores de regulação miogénicos CS Células satélite TF Treino de força GLUT4 Transportador de glicose tipo 4 MCr Monohidrato de creatina EFSA Autoridade Europeia para a Segurança Alimentar iv Sumário Resumo ............................................................................................................... i Palavras-Chave: .................................................................................................. i Lista de abreviaturas, siglas e acrónimos ........................................................... iii Introdução........................................................................................................... 1 Desenvolvimento ................................................................................................ 1 Mecanismos de ação no metabolismo energético .............................................. 2 Propriedades ergogénicas .................................................................................. 4 Mecanismos de ação na hipertrofia muscular .................................................... 6 Propriedades terapêuticas ................................................................................ 10 Protocolos de suplementação .......................................................................... 11 Métodos para potenciar a absorção de creatina ............................................... 12 Segurança ........................................................................................................ 13 Análise crítica e Conclusões ............................................................................. 14 Agradecimentos ................................................................................................ 15 Referências Bibliográficas ................................................................................ 16 Anexos ............................................................................................................. 28 1 Introdução A creatina (Cr) é considerada um dos suplementos ergogénicos mais eficientes(1-3) e segundo a International Society of Sports Nutrition (ISSN), a Academy of Nutrition and Dietetics, a Dietitians of Canada e a American College of Sports Medicine, a creatina é atualmente o suplemento mais eficiente para aumentar a massa magra e a capacidade de exercício de alta intensidade, de curta duração(4, 5). Desenvolvimento A creatina, cujo nome deriva da palavra grega kreas, carne(6) é um “carninutriente” apenas presente em alimentos de origem animal, principalmente carne, peixe e leite(6-9). Foi descoberta em 1832 e desde então tem despertado interesse devido ao seu papel central no metabolismo do músculo esquelético(9). Com cerca de 120 g presentes num adulto do sexo masculino com 70 kg(6, 10), a Cr está presente sobretudo nos tecidos e células com necessidades energéticas elevadas e variáveis, tais como o músculo esquelético, músculo cardíaco, células fotoreceptoras da retina e espermatozoides, onde providencia armazenamento e transmissão de energia ligada ao fosfato(6). No músculo esquelético de contração rápida, encontra-se disponível uma grande reserva de fosfocreatina (FCr), para a regeneração imediata do ATP hidrolisado durante períodos de trabalho intenso, de curta duração(6, 10). A reserva total de creatina (FCr + Cr) num homem saudável é de ~120 mmol por kg de músculo esquelético seco(10), em que cerca de dois terços são FCr e o restante Cr livre(10). Cerca de 2% da Cr intramuscular é degradada em creatinina e excretada pelos rins na urina(6), sendo que as perdas diárias de Cr 2 correspondem a ~2 g para homens com ~70 kg, dos 20 aos 39 anos de idade e são mais reduzidas nas mulheres e em indivíduos com idades mais avançadas, por estes apresentarem menos massa muscular(11). Diariamente é produzido ~1 g de Cr de forma endógena no fígado, rins e pâncreas, a partir dos aminoácidos arginina, glicina e metionina(12). A Cr restante, que representa cerca de metade das necessidades diárias de Cr, é obtida a partir da dieta(12, 13), sobretudo carne e pescado(6, 7, 9) e por esse motivo, os vegetarianos geralmente possuem níveis mais baixos de Cr(13, 14). A Cr obtida a partir da dieta tem uma elevada biodisponibilidade e é prontamente absorvida(15, 16). A Cr penetra nos enterócitos e nos miócitos, juntamente com duas moléculas de Na+ e uma de Cl-, através de um sistema de transporte ativo secundário (eletrogénico) conduzido por um gradiente de sódio criado pela bomba de sódio-potássio(17-19). Mecanismos de ação no metabolismo energético Embora a energia necessária para alimentar o processo de contração-relaxamento muscular provenha exclusivamente da energia livre libertada pela desfosforilação do ATP(20), o músculo esquelético apenas contém ATP suficiente para cerca de 12 segundos de exercício de intensidade máxima(20), porque a hidrólise de quantidades mais elevadas de ATP levaria a uma acumulação massiva de ADP, fosfato inorgânico (Pi) e H+, acidificando assim o citosol, o que teria como efeito uma maior inibição das ATPases, incluindo da ATPase actomiosina, comprometendo assim a contração muscular e muitos outros processos celulares. O sistema cínase da creatina (CK) / FCr parece ter evoluído como um método muito rápido de restabelecer as reservas de ATP, que é “neutro” em termos metabólicos(21, 22). 3 Assim, o sistema CK/FCr desempenha três funções principais: 1) Disponibilidade imediata de fosfato rico em energia. O papel metabólico primário da Cr é combinar-se com um grupo fosfato para formar FCr através de uma reação enzimática reversível catalizada pela CK (Cr + ATP ↔ FCr + ADP + H+)(6, 21). Posteriormente, a FCr pode ser hidrolisada em Cr + Pi, libertando energia e um grupo fosfato, que podem ser usados na resíntese do ATP à medida que este é degradado em ADP e fosfato pelas ATPases celulares(6, 17, 21). Isto ajuda a manter a disponibilidade de ATP, particularmente durante o exercício anaeróbio de esforço máximo (do tipo sprint) e a manter os níveis de ATP e ADP quase constantes (ao longo de muitos segundos), mantendo assim o potencial de fosforilação citosólica a um nível elevado(6). 2) Sistema de transporte intracelular de fosfato rico em energia (circuito de energia CK/FCr/Cr), que liga locais de produção de ATP (glicólise e fosforilação oxidativa mitocondrial) a locais subcelulares distantes onde o ATP é utilizado (ATPases), contornando assim as limitações de difusão do ATP e ADP(21), sendo que o coeficiente de difusão intracelular da FCr nos miócitos é 40,7% superior ao do ATP(23). De facto, a FCr e Cr são moléculas mais pequenas, com menos carga negativa do que o ATP e ADP e podem estar presentes em concentrações muito maiores nos miócitos, permitindo assim um fluxo intracelular mais elevado de fosfatos carregados de energia(6). 3) Regulador metabólico: A resíntese de ATP pela reação da CK, após a ativação da contração muscular, também remove produtos da hidrólise do ATP (ADP e H+)(24-26). A minimização da subida dos níveis de H+ permite minorar o aumento da acidez no citosol. Por sua vez, ao impedir a subida dos níveis de ADP, evita-se a sua interferência negativa no ciclo das pontes cruzadas e também se previne a elevação dos níveis 10 muscular nos membros superiores (+7,1%), em comparação com o tronco (+2,1) e os membros inferiores (+3,2), em homens que fazem TF(115). Isso poderá ser explicado pelo facto da Cr ser preferencialmente absorvida pelas fibras musculares do tipo II(116), presentes em maior proporção nos músculos das extremidades superiores, comparativamente aos das extremidades inferiores(117). A resposta à SCr também pode ser extremamente variável entre indivíduos, com os respondedores a possuírem, geralmente, níveis iniciais de Cr+FCr mais baixos (a nível intracelular), maior percentagem de fibras musculares do tipo II, maior área de circunferência muscular e mais massa isenta de gordura(118), sendo que 20-30% dos indivíduos são considerados não respondedores(119). Propriedades terapêuticas A Cr também atua como antioxidante(120, 121), reduz a produção de espécies reativas de oxigénio nas mitocôndrias(21), minimiza a peroxidação lipídica e os danos oxidativos ao ADN após um TF(122). A SCr também pode ajudar a prevenir e/ou reduzir a severidade de lesões; promover a reabilitação de lesões(4); reduzir os danos musculares, minimizar a inflamação e o efluxo de enzimas musculares após o exercício intenso; acelerar a recuperação da força muscular; ajudar a tolerar volumes de treino mais elevados e/ou overreaching a um nível mais elevado, promovendo assim a recuperação(123-127). Pode ainda prevenir a perda aguda de força induzida pelo exercício aeróbio(128). O potencial efeito promotor do crescimento que a SCr exerce no músculo esquelético também pode ser útil em situações em que a atividade anabólica é suprimida, incluindo em doenças de wasting(129), podendo também atenuar o catabolismo muscular e a diminuição do rendimento desportivo induzido por corticosteróides(130). É ainda capaz de 11 promover o aumento da força (~8,5%) e da massa magra (~0,63 kg), mesmo sem TF, em indivíduos com distrofia muscular(131) incluindo em crianças medicadas com corticosteróides(132). Além disso, atenua a perda de massa muscular e auxilia na recuperação da atrofia muscular causada pela imobilização e desuso dos membros, podendo ainda auxiliar na reabilitação muscular(133). Estudos realizados em animais indicam que a Cr também tem efeitos neuroprotetores, relacionados com a manutenção da bioenergética mitocondrial e que a SCr poderá limitar os danos derivados de concussões, lesão cerebral traumática, danos oxidativos, isquémia cerebral e lesão da medula espinhal, o que poderá ser especialmente relevante para atletas de desportos de contacto(134-141). Protocolos de suplementação É possível elevar a Cr total do músculo esquelético em 10-50% e a FCr em 10-40% ingerindo 20 g de Cr (ou ~0,3g/kg), distribuída em 4-6 doses/dia, durante 5-7 dias(10, 29-32). Os resultados desse protocolo clássico podem ser otimizados através da ingestão de 1 g de Cr a cada 30 min, num total de 20 g/dia, durante 5 dias, o que pode conduzir a uma maior retenção de Cr (+13%) e menor excreção urinária de Cr e metilamina(142). Outro método habitual é a ingestão de 3-6 g de Cr por dia, durante 4-12 semanas, o que parece ser igualmente eficiente em aumentar a força e a massa magra(89, 96), embora de forma mais lenta, pois o aumento das reservas de Cr irá ocorrer de forma mais gradual(10). Este incremento das reservas de Cr pode ser mantido através da ingestão de 2-5 g de Cr por dia(10), ou 0,03g/kg(30) e após se cessar a SCr, demora cerca de 4 semanas até que os níveis retornem aos 12 valores iniciais(10, 143). De notar que a SCr após TF, durante apenas 2 (0,15g/kg/dia) ou 3 dias (0,10 g/kg/dia) por semana, durante 6 semanas, também parece proporcionar ganhos de peso (+1,3-1,6 kg) e da circunferência dos músculos flexores do cotovelo (+0,27-0,47 cm) relativamente a um placebo(144). Para além disso, a SCr parece propiciar maiores ganhos de força e massa magra quando é feita no pós-treino, comparativamente ao pré-treino(145, 146). Métodos para potenciar a absorção de creatina Verificou-se que a ingestão de glícidos, ou de glícidos + proteína, promove uma maior retenção de Cr(32, 147, 148). Por exemplo, Green et al. verificaram que a coingestão de 5 g de Cr com 93 g de glicose, promove uma maior retenção de Cr (+60%), comparativamente à ingestão de apenas Cr, efeito que parece ser mediado pelo aumento dos níveis de insulina(32), uma vez que o transporte de Cr para os miócitos poderá ser potenciado por esta hormona(149, 150). Por sua vez e embora se tenha observado que a SCr, por si só não potencia o armazenamento de glicogénio(151), verificou-se que a ingestão de Cr com hidratos de carbono, após um treino, também pode potenciar o armazenamento de glicogénio muscular no músculo exercitado(152, 153). Temos ainda o ácido alfa-lipóico, um nutriente insulinomimético que potencia a absorção de glicose no músculo esquelético de animais(154) e a ingestão de 20 g de Cr por dia + 100 g de sacarose + 1 g de ácido alfa-lipóico, durante 5 dias, parece aumentar o teor total de Cr (+13,8%), em comparação com a ingestão de Cr e sacarose (+2%), ou de apenas Cr (+3,9%)(155). Também a co-ingestão de Cr (4x5 g/d x 3 d) com uma dose baixa de D-pinitol (2x0,5 g/d x 3 d), outro insulinomimético, promoveu uma maior retenção de Cr (+22%), embora esse efeito não tenha sido observado com doses mais elevadas (4x0,5 13 g/d)(156, 157), nem num estudo posterior(158). De referir que o monohidrato de creatina (MCr), a forma de creatina usada na maioria dos estudos(47, 48), tem uma biodisponibilidade intestinal elevada, de quase 100%(15) e até à data, não há evidência de que outras formas de Cr sejam mais estáveis, digeridas de forma mais rápida e/ou mais eficientes a aumentar os níveis de Cr do que o MCr(159, 160). Segurança Os efeitos secundários mais comuns derivados da SCr são: cólicas, náuseas e diarreia(5), sendo o aumento de peso corporal o único efeito colateral consistentemente referido na literatura(4, 5, 29, 161-165). A suplementação com 1 a 10g/dia de Cr, durante até 5 anos, parece ser bem tolerada e segura em atletas(162, 166-168) e a Autoridade Europeia para a Segurança Alimentar (EFSA) considera pouco provável que a ingestão de 3 g de MCr por dia represente riscos para a saúde, assumindo que a fonte de MCr terá um elevado grau de pureza (99.95%), embora desaconselhe a ingestão de doses elevadas(169). Entretanto, a segurança da SCr em crianças e adolescentes está ainda por determinar(170) e vários autores recomendam que a ingestão de doses elevadas (>3-5 g/dia) deve ser evitada por indivíduos que sofram de doença renal, ou em risco de vir a sofrer(171, 172) e ainda por crianças, mulheres grávidas e a amamentar(172). Duas meta-análises recentes referem que o MCr foi a forma usada em 92-97% dos estudos(47, 48) e essa também parece ser a forma de Cr mais segura(160), sendo necessário mais estudos para averiguar a segurança e a eficácia de outras formas de Cr(160, 173). De referir ainda que, em 2010, Moret e colegas analisaram 33 suplementos de Cr à venda no 14 mercado italiano e verificaram que o seu conteúdo de Cr variou entre 79-91%, sendo que 50% dos suplementos excediam os níveis máximos recomendados pela EFSA em pelo menos um contaminante, o que levanta preocupações acerca da segurança dos suplementos de Cr disponíveis no mercado(174). Análise crítica e Conclusões Infelizmente, vários dos trabalhos referidos nesta monografia não descrevem a % de melhoria da performance relativamente a um placebo e outras informações relevantes. Entretanto, a Cr parece ser um suplemento que sobreviveu ao teste do tempo e a generalidade da literatura científica confirma os seus efeitos positivos na performance de atividades de intensidade máxima e curta duração, bem como no aumento da força e da massa magra(4, 170, 175, 176). Apesar disso, ainda não se sabe se a SCr melhora a performance no campo de jogo, sendo necessário mais estudos nesta área(46, 170). Para além disso, há que ter em conta que o ganho de peso que ocorre com a SCr poderá ser indesejado para determinadas populações atléticas(65) e nesses casos, a suplementação com uma dose baixa de Cr poderá ser uma forma de obter os seus benefícios, sem que haja um aumento de peso associado(54, 65, 66), mas são necessários trabalhos adicionais relativamente a esta temática(65). O aumento do peso corporal e hipertrofia do músculo esquelético, provocada pela SCr, parece dever-se sobretudo ao efeito osmótico da Cr, que gera retenção de água intracelular nos miócitos(74), o que também parece ativar várias vias anabólicas nos miócitos(78-80) e nas células satélite que os rodeiam(85-88). A SCr também permite aumentar a intensidade dos treinos, o que poderá ser crucial para se obter efeitos anabólicos com a SCr(41, 112-114), sendo também necessário mais trabalhos para determinar os mecanismos exatos por detrás dos efeitos da SCr na 15 hipertrofia do músculo esquelético(73). São também necessários mais estudos para determinar os efeitos da SCr nos níveis de testosterona e cortisol(103-105). Também foi sugerido que a SCr pode não proporcionar ganhos tão expressivos de massa muscular nas mulheres, comparativamente aos homens(177, 178) e embora 3 metaanálises não tenham encontrado diferenças estatisticamente significativas(46-48), parecem ser necessárias mais estudos para determinar se as mulheres respondem de forma diferente à SCr(46, 178). É ainda necessário investigar e determinar a segurança da SCr noutros grupos populacionais para além de atletas adultos(170172), bem como a segurança e eficácia de outras formas de Cr para além do MCr(160, 173). Poderá ainda ser necessário que as autoridades imponham uma maior regulação e controlo da qualidade dos suplementos de Cr disponíveis no mercado(174). Concluindo, atualmente a Cr é considerada o suplemento dietético mais eficiente para aumentar a massa magra e a capacidade de exercício de alta intensidade, de curta duração, em atletas(4). Uma vez que até à data nenhum estudo reportou um efeito ergolítico estatisticamente significativo(29, 179) e uma vez que parece ser segura em populações atléticas, a SCr poderá ser recomendada para melhorar a performance de vários grupos atléticos(4). Agradecimentos Sou grato ao meu orientador Luís Silva e também ao meu coorientador Nuno Borges, pelo seu imprescindível apoio na elaboração desta monografia. 16 Referências Bibliográficas 1. Arieli R, Lahav Y. Ergogenic Sport Supplements For Athletes. Harefuah. 2016; 155(6):370-3, 85. 2. Naderi A, Earnest CP, Lowery RP, Wilson JM, Willems ME. Co-ingestion of Nutritional Ergogenic Aids and High-Intensity Exercise Performance. Sports medicine (Auckland, NZ). 2016; 46(10):1407-18. 3. Burke LM. Practical Issues in Evidence-Based Use of Performance Supplements: Supplement Interactions, Repeated Use and Individual Responses. Sports Medicine (Auckland, Nz). 2017; 47(Suppl 1):79-100. 4. 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Posteriormente, as CS podem fundir-se com o miócito e doar o seu núcleo para que os miócitos possam aumentar a sua capacidade de sintetizar proteína. Os MRFs também se ligam ao ADN e aumentam a expressão (mRNA) de proteínas importantes para a contração muscular, tais como cadeias pesadas e leves de miosina, actina e CK. A IGF-1 também estimula a via sinalizadora PI3K→PKB→mTOR no tecido muscular, sendo que a ativação do mTOR inibe o catabolismo proteico e promove a síntese de proteína. A ativação da PKB também parece inibir o catabolismo proteico, através da inibição da via FoxO3a e promover a síntese de glicogénio. De referir que a turgescência celular também potencia a síntese de glicogénio. A SCr, em combinação com TF, também parece reduzir a oxidação de leucina, aumentando assim a disponibilidade intracelular deste aminoácido, o que poderá levar a uma maior ativação do mTOR. O aumento dos níveis de FCr e de glicogénio podem ainda permitir aumentar a intensidade e a capacidade de recuperação dos treinos, o que também poderá potenciar a hipertrofia do músculo esquelético.