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PARTICIPAÇÃO DO ZINCO E DA ENZIMA SUPERÓXIDODISMUTASE NO ESTRESSE OXIDATIVO NA

ATIVIDADE FÍSICA EM ATLETAS

Isabela QueIroz de olIveIra1

PatrícIa Helena resende cardoso1

bruna donattI castro FalcI2

RESUMO: O organismo humano sofre ação constante de espécies reativas de oxigênio(ERRO) e espécies reativas de nitrogênio (ERN) geradas pela respiração celular ou em processos inflamatórios, disfunções biológicas ou provenientes dos alimentos. Porém, o desenvolvimento de defesas antioxidantes, produzidas pelo organismo ou absorvidas da dieta, agem contra a toxicidade do oxigênio e espécies derivadas deste. Para um funcionamento celular normal, deve haver uma compensação entre a formação de ERO e ERN e os níveis de defesas antioxidantes. Se estas tornam-se insuficientes frente à excessiva produção de ERO e ERN, ocorre o chamado estresse oxidativo, resultando em dano tecidual ou na produção de compostos tóxicos ou danosos aos tecidos. No exercício intenso, devido ao aumento do trabalho muscular, ocorre aumento no consumo de oxigênio pelo organismo, favorecendo a produção de radicais livres de oxigênio. ERO e ERN são gerados e contribuem para o estresse oxidativo durante atividades físicas aeróbicas intensas, nas quais observa-se uma maior utilização do zinco plasmático do que nas an-aeróbicas. Nesse sentido, o zinco desempenha papel importante, pois participa da estrutura da superóxido dismutase (SOD), enzima essencial para o sistema antioxidante endógeno. Este estudo objetiva avaliar, por meio de revisão de literatura, a participação e a importância biológica do zinco e da SOD sobre o estresse oxidativo no desempenho físico.

PalavRaS-chavE: Estresse oxidativo. Zinco. Superóxido dismutase.

INTRODUÇÃO

Os organismos vivos interagem com o ambiente visando man-ter um meio interno que favoreça a sobrevivência, o crescimento e a reprodução. O oxigênio molecular obtido da atmosfera é vital para organismos aeróbios. contudo, espécies reativas formadas intracelu-larmente a partir do oxigênio, produzidas naturalmente ou por alguma disfunção biológica, ameaçam a integridade celular por meio da oxi-dação de biomoléculas, e podem comprometer processos biológicos importantes (cERQUEIRa, MEDEIROS, aUGUSTO, 2007; BaRREI-ROS, DavID, DavID, 2006).

Segundo halliwell (citado por Schneider, Oliveira, 2004), 85 a 90% do oxigênio que o ser humano respira, é utilizado pela mitocôn-dria através da cadeia de transporte de elétrons, onde cerca de 2 a 5% deste total são reduzidos univalentemente em metabólitos de-nominados espécies reativas de oxigênio. Dessa maneira, o organis-mo humano sofre ação constante de espécies reativas de oxigênio (ERO), além de espécies reativas de nitrogênio (ERN), geradas pela respiração celular ou em processos inflamatórios, disfunções bioló-gicas ou provenientes dos alimentos (SchNEIDER, OlIvEIRa, 2004; BaRREIROS, DavID, DavID, 2006). a vida aeróbia tornou-se possível graças às adaptações biológicas que levaram ao desenvolvimento de defesas antioxidantes, produzidos pelo organismo ou absorvidos da dieta, contra a toxicidade do oxigênio e espécies derivadas des-te (cERQUEIRa, MEDEIROS, aUGUSTO, 2007; BaRREIROS, DavID, DavID, 2006).

considerando-se que a produção de ERO e ERN e as defesas antioxidantes estejam em ajuste contínuo, pode-se supor que em algumas situações o balanço pode tender facilmente em favor das espécies reativas. O estresse oxidativo resultante deste desequilíbrio poderia ocorrer em várias situações patológicas ou ambientais que aumentem a produção de ERO e ERN e em conseqüência do con-

sumo inadequado de antioxidantes derivados da dieta (cERQUEIRa, MEDEIROS, aUGUSTO, 2007).

Durante a atividade física ocorrem diversas adaptações fisio-lógicas, sendo necessários ajustes cardiovasculares e respiratórios para compensar e manter o esforço realizado. Tal situação induz a for-mação excessiva de ERO associadas à aceleração do metabolismo energético. Essas espécies podem contribuir para danos tissulares e celulares e prejudicar o desempenho dos atletas (cERQUEIRa, ME-DEIROS, aUGUSTO, 2007; KOURY, DONaNGElO, 2003).

Nesse sentido, vários micronutrientes desempenham papel importante, entre eles o zinco, que participa da estrutura da enzi-ma superóxido dismutase (SOD), sendo essencial para a função normal do sistema antioxidante endógeno, já que a atividade desta enzima é reduzida pela deficiência deste mineral. além de ser um potente estabilizador das membranas celulares, participa de pro-cessos biológicos como síntese protéica, metabolismo de DNa e RNa e está envolvido na sinalização e na proteção celular, preve-nindo a peroxidação lipídica (aNDRaDE, MaRREIRO, 2011; KOU-RY, DONaNGElO, 2003; PEREZ, KOURY, 2006).

Exercícios prolongados e intensos depletam antioxidantes, e se propõe que atletas tenham maior necessidade destes nutrientes, in-cluindo o zinco (cERQUEIRa, MEDEIROS, aUGUSTO, 2007).

considerando-se as alterações bioquímicas e metabólicas in-duzidas pelo exercício físico, bem como a participação do zinco no sistema de defesa antioxidante, este estudo objetiva avaliar a parti-cipação e a importância biológica deste mineral e da SOD sobre o estresse oxidativo no desempenho físico. Para tal, foi realizada revisão de literatura nas bases de dados Pubmed, Scielo e lilacs, no período de fevereiro a abril de 2013, com os seguintes termos de pesquisa: estresse oxidativo, zinco, atividade física, superóxido dismutase, radi-cais livres e antioxidantes. Foram considerados os seguintes critérios

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de inclusão para as referências: estudos que investigaram os aspec-tos metabólicos e fisiológicos do zinco e estresse oxidativo; estudos que avaliaram a participação do zinco no estresse oxidativo e na de-fesa antioxidante em atletas de diferentes modalidades esportivas. Os artigos foram selecionados considerando-se o rigor e a adequação do delineamento experimental, o número amostral e o tipo de medidas fisiológicas e de desempenho realizadas. Os critérios de exclusão de artigos foram: amostras sem resultados significativos; estudos incluin-do análise de variáveis sem a devida relação ao tema abordado.

DESENVOLVIMENTO

O estresse oxidativoas ERO são átomos, íons ou moléculas que contêm oxigênio

com um elétron não pareado em sua órbita externa. São caracteriza-das por grande instabilidade e por isso elevada reatividade, e tendem a ligar o elétron não pareado com outros presentes em estruturas próximas de sua formação, comportando-se como receptores (oxi-dantes) ou como doadores (redutores) de elétrons (KOURY, DONaN-GElO, 2003).

as principais ERO distribuem-se em dois grupos, os radicalares: hidroxila (HO•), superóxido (O2•), peroxila (ROO•) e alcoxila (RO•); e os não-radicalares: oxigênio, peróxido de hidrogênio e ácido hipo-cloroso. Dentre as ERN incluem-se o óxido nítrico (NO•), óxido nitroso (N2O3), ácido nitroso (hNO2), nitritos (NO2−), nitratos (NO3) e pero-xinitritos (ONOO) (BaRREIROS, DavID, DavID, 2006).

Por sua vez, o sistema de defesa antioxidante está dividido em enzimático e não enzimático. O primeiro inclui as enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (caT) e glutationa peroxidase (GPx). Já o sistema não enzimático inclui compostos sintetizados pelo organismo humano como bilirrubina, ceruloplasmina, hormônios sexuais, mela-tonina, coenzima Q, ácido úrico, e outros, ingeridos através da dieta regular ou via suplementação como ácido ascórbico (vitamina c), α-tocoferol (vitamina E), β-caroteno (precursor de vitamina a), grupos fenóis de plantas (flavonóides) e minerais como cobre, zinco, selênio e magnésio (SchNEIDER, OlIvEIRa, 2004).

a enzima SOD se apresenta em três isoformas, que diferem na sua localização celular e no cofator metabólico ligado ao seu sítio ati-vo. São elas: a isoforma cobre/zinco superóxido dismutase (cu-Zn-SOD) localizada no citosol, a isoforma manganês superóxido dismu-tase (Mn-SOD) localizada na mitocôndria, e a superóxido dismutase extracelular (Ec-SOD), presente no plasma, na linfa e no fluido sinovial (SIlva, MaRREIRO, 2012; KOURY, DONaNGElO, 2003).

a SOD, por meio da reação de dismutação, catalisa a transfor-mação de uma espécie altamente reativa, o radical superóxido (O2-) em uma forma menos danosa às células, o peróxido de hidrogênio (h2O2), então eliminado por catalases, GPx e peroxidases ligadas à tioredoxina ou liberado para as células e utilizado por fagócitos na pro-dução de ácidos hipoalogenosos, oxidantes muito efetivos no comba-te a vírus, bactérias e outros corpos estranhos, mas que por outro lado apresentam efeitos deletérios quando expostos às moléculas bioló-gicas (SIlva, MaRREIRO, 2012; BaRREIROS, DavID, DavID, 2006).

(BaRBOSa, et al. 2010)

Para o funcionamento celular normal, deve haver uma compen-sação entre a formação de ERO e ERN e os níveis de defesas antio-xidantes, que mantém a célula em estado geral reduzido. Se as defe-sas antioxidantes tornam-se insuficientes frente à excessiva produção de ERO e ERN, ocorre o chamado estresse oxidativo, termo utilizado em circunstâncias nas quais o “desafio” por radicais livres resulta em dano tecidual ou na produção de compostos tóxicos ou danosos aos tecidos (SchNEIDER, OlIvEIRa, 2004; cERQUEIRa, MEDEIROS, aU-GUSTO, 2007).

Sabe-se que a atividade física é uma conhecida forma de es-tresse e a exposição crônica a ela, chamada treinamento físico, é ca-paz de disparar adaptações em resposta a uma maior produção de radicais livres (SchNEIDER, OlIvEIRa, 2004). De fato, no exercício intenso, ocorre aumento de 10 a 20 vezes no consumo total de oxi-gênio do organismo e de 100 a 200 vezes na captação de oxigênio pelo tecido muscular, devido ao aumento do trabalho muscular, fa-vorecendo a produção de ERO, através desse aumento no consumo de oxigênio, assim como a ativação de vias metabólicas específicas durante ou após o exercício. O músculo esquelético é o mais afetado, provavelmente em função do consumo de oxigênio envolvido durante o exercício físico (SchNEIDER, OlIvEIRa, 2004; aNDRaDE, MaRREI-RO, 2011; SIlva, MaRREIRO, 2012).

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De forma compensatória, a prática de exercícios com treinamen-tos regulares e eficientes pode favorecer a redução da produção de ERO, o que pode ocorrer em função do aumento da defesa antioxi-dante, evitando a instalação da fadiga muscular e o aparecimento de lesões musculares, distúrbios comuns em períodos longos de treina-mento (aNDRaDE, MaRREIRO, 2011). Para proteger os tecidos con-tra possíveis danos causados pelos EROS, as enzimas antioxidantes SOD, caT e GPx, também parecem responder de maneira adaptativa, elevando suas atividades nos tecidos e órgãos de indivíduos treina-dos (aRaÚJO, PRaDa, MEllO, 2006).

Em atletas e em indivíduos fisicamente ativos, têm sido eviden-ciadas alterações na atividade da SOD, tanto pelo aumento quanto pela redução (aNDRaDE, MaRREIRO, 2011). alterações na concen-tração de zinco plasmático e eritrocitário também são observadas, o que não pode ser interpretado como deficiência nutricional deste mi-neral (PEREZ, KOURY, 2006).

Estudos evidenciaram alterações na compartimentalização do zinco em atletas, com valores desse mineral em parâmetros bioquí-micos bastante controvertidos. Os estudos mostram concentrações reduzidas, normais ou elevadas de zinco no plasma, no soro e nos eritrócitos de atletas, que parecem ser dependentes do tipo de mo-dalidade esportiva e do período da coleta do material biológico para análise do mineral (aNDRaDE, MaRREIRO, 2011).

Grave depleção de zinco pode afetar a função muscular, aumen-tando a produção de radicais livres com alterações nas membranas celulares e redução da imunidade, o que contribui para lesões muscu-lares e comprometimento da performace dos atletas. Uma vez que o zinco é necessário para a atividade de várias enzimas no metabolismo energético, poderia prever-se que baixos níveis de zinco musculares resultariam numa redução da capacidade de resistência (cORDOva, alvaREZ-MON, 1995; SIlva, MaRREIRO, 2012).

RESULTADOS

Em humanos, Saliba, Tramonte e Faccin (2006), avaliaram 12 atletas de vôlei profissionais do sexo feminino na faixa etária de 18 a 24 anos e observaram níveis adequados de zinco plasmático e níveis de zinco eritrocitário abaixo da faixa de normalidade em todas as atle-tas avaliadas, apesar do consumo alimentar adequado.

De forma inversa, Mesquita (2009), encontrou valores de zinco plasmático e eritrocitário dentro dos padrões de normalidade em 25 judocas com idade entre 14 e 19 anos, e 27 adolescentes sedentários, sem diferença significativa na atividade da SOD entre os dois grupos.

Tsuji, vannucchi e Burin (1992), avaliando 14 nadadores ama-dores, com idades entre 14 e 17 anos, observaram que os níveis de zinco sérico apresentaram valores normais no período que antecedeu o exercício e decresceram significativamente durante o período de treinamento, diminuindo ainda mais no pós-exercício. De forma seme-lhante, anderson et al. (1995) observaram que as concentrações de zinco sérico foram semelhantes em 8 corredores moderadamente trei-nados e 5 não treinados, porém, em ambos os grupos, os níveis pós-exercício foram menores. Por outro lado, Dressenorfer et al. (2002), verificaram que o metabolismo de zinco em 9 ciclistas de competição do sexo masculino se manteve inalterado durante treinamento de bai-xa, media e alta intensidade.

Schneider et al. (2009), avaliaram 11 triatletas do sexo masculi-no, com idade média de 31,3 anos, antes e após uma competição de Ironman, e observaram que após a competição houve uma redução na atividade da SOD. Demais marcadores de estresse oxidativo, tais como as enzimas caT e GPx, compostos fenólicos totais, o TBaRS (Substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) e danos a proteínas não se mostraram alteradas após a competição. Já em nadadores, agui-

lar-Silva et al. (2002), avaliaram 12 atletas de 15 anos de idade antes e após o treinamento e observaram aumento da atividade da SOD intraeritrocítica, indicando a presença de estresse oxidativo.

Oliveira, Koury, Donangelo (2007), avaliaram 33 adolescentes do sexo masculino, com idades entre 15 e 18 anos, sendo 15 sedentários e 18 praticantes de corrida e observaram níveis de zinco plasmático mais elevados no grupo dos corredores, sem diferenças significativas na capacidade antioxidante nos dois grupos, avaliada por meio dos níveis de ceruloplasmina no plasma e pela concentração de cu-Zn SOD. Já Fiamoncini (2002), avaliando 18 jogadores profissionais de futebol, com idade entre 18 e 27 anos, antes e após o treinamento aeróbio ou treinamento anaeróbio, verificou que em resposta ao exer-cício aeróbio, a atividade da SOD diminuiu, o que não foi observado em resposta ao exercício anaeróbio.

DISCUSSÃO

as modalidades esportivas que obtêm energia através do meta-bolismo aeróbio apresentam mais facilidade de promover a liberação de espécies reativas de oxigênio em comparação com aquelas que obtêm energia através do metabolismo anaeróbio. com isso os atle-tas ligados a modalidades aeróbias sofrem mais as conseqüências da presença dessas substâncias (KOURY, DONaNGElO, 2003). O zinco atua como cofator de enzimas que participam do metabolismo energético e do sistema de defesa antioxidante em atividade física aeróbia. De fato, evidências demonstram que no treinamento aeró-bio, as concentrações plasmáticas de zinco são diminuídas quando comparados com indivíduos que praticavam atividade anaeróbia (aN-DRaDE, MaRREIRO, 2011). Em atletas com predomínio de atividade anaeróbia, o zinco sérico é usualmente encontrado em concentrações normais, como nos judocas (KOURY, DONaNGElO, 2003).

Porém, o aumento do zinco sérico observado em algumas mo-dalidades esportivas logo após o exercício, poderia ser explicado pela mobilização do mineral entre tecidos. O pico de concentração do zin-co sérico imediatamente após o exercício intenso tem sido atribuído ao seu rápido extravasamento do tecido muscular danificado para o fluido extracelular. O posterior declínio de concentração do zinco plasmático se deve à mobilização do zinco do plasma para o fíga-do de forma a exercer suas funções no metabolismo energético e na atividade da SOD em resposta ao aumento de interleucinas circulan-tes. (KOURY, DONaNGElO, 2003; OlIvEIRa, KOURY, DONaNGElO, 2007). Silva e Marreiro (2012) relatam que as concentrações de zinco no plasma de indivíduos fisicamente ativos estão diminuídas no perío-do de 2 a 24 horas após a realização de exercício de alta intensidade.

as diferenças entre os níveis de zinco plasmático e eritrocitário podem ainda ser atribuídos à sudorese comum em atletas, já que o zinco pode ser perdido via suor, e a uma possível redistribuição de zinco do plasma ao eritrócito e a outros tecidos corporais (SalIBa, TRaMONTE E FaccIN, 2006; TSUJI, vaNNUchI, BURINI, 1992). além disso, o zinco encontrado nos eritrócitos não reflete mudanças recen-tes nos níveis de zinco orgânico de um indivíduo, e é um parâmetro de estado nutricional relativo ao zinco de prazo mais longo (SalIBa,-TRaMONTE E FaccIN, 2006).

a atividade da SOD parece aumentar como resultado do aumen-to da produção do radical superóxido durante o exercício. Porém, em estudos com humanos fisicamente ativos, sua atividade é controversa, uma vez que há influência do efeito, do tipo de exercício e da duração do treinamento. a discrepância entre os resultados pode ser explicada pelos diferentes métodos analíticos usados, por diferenças na freqüên-cia e intensidade de treinamentos (OlIvEIRa, KOURY, DONaNGElO, 2007). Isso poderia explicar as baixas concentrações em atletas de mo-dalidades aeróbias, os quais mobilizariam grandes quantidades de zin-

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co para suportar as funções metabólicas e aumentar a SOD intracelular. Koury et al. (2004), observaram, em seu estudo realizado com atletas de elite de diferentes modalidades, que os de modalidades aeróbias de longa distância e de alto impacto apresentaram índices de proteção an-tioxidante maiores do que daqueles das modalidades de baixo impacto e curta distância, sugerindo que existe uma adaptação da capacidade antioxidante ao treinamento específico.

CONCLUSÃO

O zinco é um nutriente com papel biológico essencial nos meca-nismos de proteção antioxidante do organismo. Evidências destacam a participação do zinco durante a ativação do sistema antioxidante no estresse oxidativo, causado por exercícios físicos de alta intensidade, sendo essa participação atribuída às características das diferentes modalidades esportivas estudadas, observando-se que em esportes aeróbicos ocorre maior utilização do zinco plasmático do que nos anaeróbicos. ao mesmo tempo, ocorrem alterações na atividade da SOD tanto pelo aumento quanto pela redução, sendo que estas so-frem influência do efeito, do tipo de exercício e da duração do exercí-cio. Nos treinamentos físicos de longa duração, ocorre uma adapta-ção do organismo, observando-se aumento nos índices de proteção antioxidante, favorecendo a redução da produção de ERO.

Sugere-se que estudos sejam realizados para avaliar a utilização da suplementação de zinco, com o objetivo de verificar sua eficiência na prevenção do estresse oxidativo, minimizando os efeitos deletérios do exercício físico intenso, visando melhorias no desempenho e na saúde dos atletas.

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NOTAS DE FIM1 Graduandas em Nutrição pelo centro Universitário Newton PaivaEndereço eletrônico: isabelaqo@yahoo.com.br, patriciacardoso.nutri@hotmail.com

2 Nutricionista, especialista em Nutrição clínica e Nutrição Funcional, docente do centro Universitário Newton Paiva.