Alessandra Coelho - Beta alanina, glutamina, bcaa e arginina

BETA-ALANINA, GLUTAMINA, BCAA E ARGININA EVIDÊNCIAS CIENTÍFICAS

Nutricionista Luciana Nishimura Especialista em Fisiologia do exercício - UNIFESP Mestre em Nutrição Humana Aplicada – USP Doutoranda em Ciência dos Alimentos - USP

AGENTES ALCALINIZANTES Bicabonato de s贸dio Citrato de s贸dio Carnosina

Beta alanina

Repouso/exercﾃｭcio aerﾃｳbio Glicose

2 NAD+

2 ADP

2 NADH

2 ATP

2 H+

2 H2O

H+ H+ H+ H+ H+

2 Piruvatos

+ 2 H+

2 Acetil CoA

n ATP

ﾃ…idos graxos

Exerc铆cio anaer贸bio Glicose 2 H+ 2 NAD+

2 ADP

2 NADH

2 ATP

2 Piruvatos

+ 2 H+ 2 NADH 2 NAD+ 2 Lactatos

2 H2O

H+ H+ H+ H+ H+

Consum o

H+ H+ H+ H+ H+

H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+

Redução da glicólise

Redução da capacidade contrátil

Sensação de desconforto

Agentes tamponizantes Bicarbonato de sódio • NaHCO3 • Solúvel em H2O

Citrato de sódio • Na3C6H5O7 • Obtido do ácido cítrico

Carnosina • Β-alanil-histidina

Carnosina • Beta-alanil-histidina • Grandes [ ] no músculo esquelético • Maior concentração em fibras do tipo II (> 2 x) • Maiores [ ] em homens que em mulheres (21.3 x 17.5

mmol/kg) • Treinamento anaeróbio aumenta [ ]

• Sprinters [Parkhouse et al. (1985) J Appl Physiol 58: 14–17] • Fisiculturistas [Tallon et al., (2005) J Strength Condit Res 19: 725–729]

• Funções: • Antioxidante • Tampão • Regulação da sensibilidade a Cálcio Bate-Smith, 1938; Harris et al., 1990; Boldyrev et al., 1993; Harris et al., 2007

Carnosina em mamíferos

90mg/kg músculo

110mg/kg músculo

400mg/kg músculo

15-25mg/kg músculo

CARNOSINA EM MAMÍFEROS – TIPOS DE FIBRAS

AERÓBIA

ANAERÓBIA

Suplementaçã o com carnosina ou com beta-alanina?

Fisiologia da absorção Carnosina Carnosinase

B-alanina

Carnosina sintetase

Carnosina

B-alanina histidina histidina

B-alanina histidina

Artioli & Lancha Jr, 2010 (Med Sci Sport Exerc) - Role of B-alanine supplementation on muscle carnosine and

BETA-ALANINA X DESEMPENHO

Suplementação com beta-alanina

• 25 homens ativos • Suplementados por 4

ou 10 semanas

• Teste de performance

em bicicleta

• Início em 80 % Wmax • Final em 110 % Wmax • W= potência

Suplementação com beta-alanina

Suplementação com beta-alanina

• 25 homens ativos • Suplementados por 4

ou 10 semanas

• Teste de performance

em bicicleta

• Início em 80 % Wmax • Final em 110 % Wmax • W= potência

Suplementação com beta-alanina

• 25 homens ativos • Suplementados por 4

ou 10 semanas

• Teste de performance

em bicicleta

• Início em 80 % Wmax • Final em 110 % Wmax • W= potência

BETA-ALANINA X GANHO DE FORÇA

Suplementação e ganho de força

• 26 homens ativos • Treinamento musculação • Suplementados por 4

semanas:

• 800 mg x 8/dia

• Teste físico • Produção de força isocinética (dinamômetro) • Força corporal • • •

Supino Leg press Levantamento terra

 Effect of Beta-Alanine Supplementation on 2,000-m Rowing-Ergometer Performance.

Ducker, Dawson, Wallman. Int J Sport Exerc Metab. 20013;23:336-43 Β-alanina 80mg/Kg (~7g/dia) por 28 dias não melhorou a performance

 The Effect of β-Alanine Supplementation on Isokinetic Force and Cycling Performance in Highly-Trained Cyclists.

Howe et al. Int J Sports Nutr Exerc Metab 2013 (in press). β-Alanina 65mg/kg por 4 semanas. Melhorou o desempenho e produção de força muscular de curta duração em ciclistas altamente treinados

 Effect of Beta-Alanine Supplementation on 800 m Running Performance.

Ducker, Dawson, Wallman. Int J Sport Exerc Metab. 20013 (in press) Β-alanina 80mg/Kg (~7g/dia) por 28 dias melhorou o desempenho

Dose Em pó: dose máxima:10mg/kg Tabletes de abs lenta: dose máx: 30mg/kg Dose a ser atingida: 3,2g na 1ª sem; 6,4g na 2ª sem

pó

Tablete

Max dose

700mg

2,1g

1ª sem

5x ao dia

2x ao dia

> 2ª sem

9x ao dia

3x ao dia

Problemas com a suplementação • Curto prazo: • Parestesia • Longo prazo: • Não há indícios de problemas com o uso crônico • Nenhum estudo ultrapassa 10 semanas de suplementação • Pode haver redução nas concentrações intracelulares de

taurina (proteção do estresse oxidativo e peroxidação lipídica) ????

FORMAS DE COMERCIALIZAÇÃO

Para quem?

RESUMO  O pKa de nenhum aminoácido está dentro da faixa de tamponamento

intramuscular, exceto o dipeptídeo carnosina;

 A carnosina desempenha importante função de tamponamento no músculo

esquelético;

 A síntese endógena de carnosina é limitada pela disponibilidade de beta-

alanina;

 A ingestão de carne pode duplicar ou tripicar a concentração de carnosina;  Quantidade: Dose única máxima: 800mg ou cápsula de absorção lenta:

1600mg.

 Com 4 semanas de suplementação já há aumento de desempenho  Nenhum estudo ultrapassa 10 semanas de suplementação

RESUMO A produção de força máxima não é limitada pela queda

intramuscular do pH

Quando a atividade física envolve grupos musculares

pequenos, a beta-alanina parece não exercer efeito

Em

exercício contínuo de alta intensidade com duração superior a 60s, ou múltiplas sérias de exercícios intermitentes, a beta-alanina pode melhorar rendimento

GLUTAMINA



A glutamina é o mais abundante aminoácido livre no plasma (20%) e no músculo esquelético (50-60%). No músculos sua concentração pode variar de acordo com o tipo de fibra muscular.

 Fibras musculares: Tipo I > Tipo II LACEY, WILMORE, 1990 GRAHAM, MACLEAN, 1998



No sangue, a concentração de glutamina é em torno de 500-700 µmol/L.



Indivíduos saudáveis ± 70 Kg, apresentam cerca de 70-80 g de glutamina, distribuída por diversos tecidos corporais.

Glutamina da dieta

GLUTAMINA PLASMÁTICA

50 - 60% GLN Livre

ROWBOTTOM, 1996

Glutamina - funções  Regulador ácido Básico  Gliconeogênese  Transporte de amônia entre os tecidos  Proliferação de células do sistema imune  Síntese de nucleotídeos  Precursor da enzima glutationa  Estimula a síntese de citrulina e arginina Tirapegui J. Nutrição, metabolismo e suplementação na atividade física. 2 edição. 2012

Razões para suplementação de glutamina em

Atletas

GLUTAMINA x síntese proteíca H2O

H2O

GLN

GLN

H2O

GLN

H2O

GLN

[GLUTAMINA] FIBRAS TIPO I 3X > FIBRAS DO TIPO II

Glutamina e sistema imune

Cruzat et al., 2009

GLUTAMINA X EXERCÍCIO Inicio: liberação da glutamina do músculo esquelético e Após 1h de exercício:

[GLN] plasmática

[GLN] plasmática

468µmol/L - 318µmol/L

600µmol/L - 500µmol/L

Redução 19% [GLN] Tirapegui J. Nutrição, metabolismo e suplementação na atividade física. 2 edição. 2012

SUPLEMENTAÇÃO - Atletas em repouso  aumenta concentração de GLN, 30´após a ingestão oral de 100mg/kg, durante 2h.

- Suplementação com dipeptídeo (L-alanil L-glutamina) é mais eficiente - GLN oral pode ser retida na mucosa intestinal - Ingestão junto com refeições podem ser mais interessante

0, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180 minutos pﾃｳs-suplementaﾃｧﾃ｣o GLN GLN DIPDIPDIPDIP GLN GLN GLN GGLN LNGLN GLN

Grupo: GLUTAMINA GLN

GLNGLN GLNGLN GLNGLN GLN

GLN

Grupo: DIPEPTﾃ好EO GLN

GLN

ROGERO et al., 2002

4 grupos: glutamina 0.25g/kg – 250ml de água Carboidrato 50g maltodextrina – 250ml de água Carboidrato 50mg maltodextri + glutamina 0.25g/kg – 250ml de água Controle 250ml de água + 30g de adoçante 2h antes do teste 3 testes de Running-based Anaerobic Sprint Test (RAST) = 6 x sprints de 35m - 10’ recuperação entre as séries.

GLU +CHO melhorou o desempenho dos atletas.

12 semanas de treinamento de alta intensidade – 3x na semana Grupo suplementado 2x dia – 60g de Cyclone (30g whey protein; 5.1g de creatina monohidratada, 5.1g de glutamina e 1.5 g HMB). 1 dose de manhã e a segunda dose 15 min após o treino.

A suplementação melhorou a performance

FORMAS DE COMERCIALIZAÇÃO

Para quem...?

RESUMO - Exercícios intensos e prolongados podem reduzir a disponibilidade de glutamina às células; - Suplementação com dipeptídeo (L-alanil Lglutamina) é mais eficiente; - GLN pode aumentar a expressão de HSPs resultando em uma maior proteção da célula

BCAA

BCAA Aminoácido de cadeia ramificada LEUCINA, ISOLEUCINA, VALINA Essenciais – Juntos perfazem cerca de 40% das necessidades diárias Precusores da síntese proteíca; Síntese de aminoácidos não essenciais (glutamato, glutamina e alanina)

Valina

Leucina

Isoleucina

Recomendações diárias DRI: Leucina 42mg/kg, Valina 24mg/kg, Isoleucina 19mg/kg

Figuras em: Nelson, D.L.; Cox, M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry. 5ª Edição

aminoácidos de cadeia ramificada (ACR) correspondem cerca de 35% em proteínas musculares

Estimula a síntese proteica Exerce os seus efeitos em nível pós-transcricional e mais comumente durante a fase de iniciação da tradução do RNAmensageiro em proteína

ANTHONY et al., 2001; ANTHONY et al., 2000; MARCHINI et al., 1998; BLOMSTRAND et al., 2006

BCAA

Qual o mecanismo pelo qual a leucina aumenta a sĂ­ntese de proteĂ­nas?

Citoplasma

LEU mTORC 1 PGC-1α

hVps 34

raptor

S6K1

PI P PI3K

S6

eIF4B

4EBP1 eIF4e complex o

PI3P

AUMENTO DA SÍNTESE PROTEICA MCLVER et al., 2012

LEU x SĂ­ntese proteĂ­ca Lynch CJ, Hutson SM, Patson BJ, Vaval A, Vary TC. Tissue-specific effects of chronic dietary leucine and norleucine supplementation on protein synthesis in rats. Am J Physiol Endocrinol Metab 2002; 283: 824-35.

Fadiga x BCAA Definição: Conjunto de manifestações produzidas por trabalho ou por exercício prolongado, que tem como consequência a diminuição da capacidade funcional de manter ou continuar o rendimento esperado.

Fadiga Periférica

/ Fadiga Central

1. Depleção de fosfocreatina 2. Acúmulo de prótons no músculo 3. Depleção de glicogênio muscular 4. Hipoglicemia 5. Mudanças na concentração

sanguínea de Triptofano/ BCAA=mudanças na concentração de neurotransmissores cerebrais(serotonina)

HIPÓTESE DA FADIGA CENTRAL

Figura: ROGERO, M.M; TIRAPEGUI, J. . 2008, vol.44, n.4

Suplementação de BCAA Exercise-induced muscle damage is reduced in resistance-trained males by branched Chain amino acids a randomized double-blind placebo controleed study 20g BCAA % 2 doses . 1h antes do treino e após o treino por 12 dias.  O uso BCAA antes e após o treino reduziu as lesões musculares e acelerou a recuperação.

The effect of branched chain amino acids on psychomotor performance during treadmill exercise of changing intensity simulating a soccer game.

Chmura et al. Appl Phsysiol Nutr Metab. 2011;36(6):856-62.

Jogadores de futebol: BCAA (7 g) receberam 1 hora antes do exercício. O teste de corrida consistia em dois episódios de 45 min de exercícios separados por um período de descanso de 15 min.  Melhora na performance.

Suplementação de BCAA Intake of branched-chain amino acids influences the levels of MAFbx mRNA and MuRF-1 total protein in resting and exercising human muscle.

Borgenvik et al. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012; 302:510-21.

150 ml de uma mistura dos três BCAA (45% de leucina, 30% de valina, e 25% de isoleucina ; 85mg/BCAA/KG) em água. Antes de iniciar o treino resistido, durante e imediatamente após o exercício, e após 15 e 45 minutos de recuperação.  Aumentou a síntese proteica e reduziu o catabolismo muscular.

17 soldados do exército brasileiro Idade: 22 ± 2 anos,

*correram a 75 % do VO2max por 40 minutos * 2 tiros de corridas a 90 % do VO2max; 10 minutos de duração cada uma *Teste de exaustão BCAA 41,2 %L-leucina, 27,4 % L-isoleucina e 31,4 % L-valina 38,5 mg/kg (~ 2,8 g) – 45 min antes 38,5 mg/kg (~ 2,8 g) – 20 min antes

suplementação de BCAA não afeta o desempenho de endurance, aferido por um teste de corrida até a exaustão.

4 horas de jejum 90 minutos de ciclismo 2 doses de BCAA ou CHO: 0´ e 60´ 12,2 g leucina 4,8 g isoleucina 7,3 g de valina

Síntese protéica no exercício Anthony JC, Anthony TC, Layman DK. Suplementação de leucina aumenta a recuperação muscular esquelética em ratos após exercício. J Nutr 1999; 129(6): 1102-1106.

Tripton KD, Elliott TA, Ferrando AA, Aarsland AA, Wolfe RR. Ingestão de leucina com proteínas e exercício de força estimulam anabolismo muscular. Appl Physiol Nutr Metab 34(2):151-61, 2009.

Dreyer HC, Drummond MJ, Pennings B, Fujita S, Glynn EL, Chinkes DL, Dhanani S, Volpi E, Ramussen BB. Leucine-enriched essential amino acid and carbohydrate ingestion following resistance exercise enhances mTOR signaling and protein synthesis in human muscle. Am J Physiol Endocrinol Metab 294(2):E392-400, 2008.

Dano muscular Suplementação aguda com BCAA reduz o dano muscular em indivíduos não treinados submetidos a exercícios de endurance. – Shimomura et al., J Nutr Sci Vitaminol. 2009;55(3):288-91.

Suplementação com BCAA por dois dias (4 x ao dia) após série de exercícios excêntricos reduziu a dor muscular em mulheres jovens. – Jackman et al., Med Sci Spots Exerc. 2009.

Suplementação de 15 dias com BCAA´s reduziu a proteólise induzida na natação em indivíduos treinados

Causas do destreinamento

MUJIKA et al., 2010

Perda de massa muscular

Aumento da resistência a insulina

Destreinamento

Rápido acréscimo de massa adiposa

Ganho de massa corporal

BOOTH, 1982; BOOTH 1983

64

Suplementação

Prot. 1,2 – 1,4g/Kg/dia

0,2g/kg em duas doses antes (45’ -1h) Leucina 42mg/kg, Valina 24mg/kg, e após treino Isoleucina 19mg/kg

3-5g/diaAntes/após - 4 doses (manhã, almoço, o exercício. tarde e antes de dormir)

Toxicidade

>20 g/dia

transtornos gastrointestinais e compromete a absorção de outros aminoácidos; parece causar um aumento na produção de amônia.

FORMAS DE COMERCIALIZAÇÃO

Res pos ta i ndi v id ua l

Para quem?

RESUMO Suplementação com BCAA

Aumento da síntese protéica Redução ao dano muscular Prevenção da fadiga central Efeito ergogênico???

ARGININA

Morris, 2007

Efeitos crônicos – Exercício!

eNOS

NO

> Capacidade oxidativa

Figuras em: http://maxmegadownloads.blogspot.com/2010/09/curiosidades-sobre-os-nossos-musculos-o.html; http://www.pontodainformacao.com/destaque25.html.

http://www.todabiologia.com/anatomia/figado.htm;

Efeitos crônicos – Exercício!

• Maxwell AJ, Ho HV, Le CQ, et al. L-Arginine enhances aerobic exercise capacity in association

with augmented nitric oxide production. J Appl Physiol 2001; 90:933–938

• Camundongos saudáveis ou hipertensos • Suplementação crônica de arginina • Teste de exercício aeróbio em esteira • Aumenta o VO2máx • Aumenta a função endotelial de NO

• Ceremuzynski L, Chamiec T, Herbaczynska-Cedro K. Effect of supplemental oral L-arginine on

exercise capacity in patients with stable angina pectoris. Am J Cardiol 1997; 80:331–333

• Pacientes com angina

• Suplementação: 3 dias (2 g, 3x/dia) • Melhora na capacidade física em resposta a um teste aeróbico em esteira.

Efeitos crônicos – Exercício!

Denis C, Dormois D, Linossier MT, et al. Effect of arginine aspartate on the exercise-induced hyperammoniemia in humans: a two periods cross-over trial. Arch Int Physiol Biochim Biophys 1991; 99:123–127.

• Indivíduos treinados por 8 semanas • Suplementação 10 dias/wash out/10 semanas (dose ?)

• Teste de exercício aeróbio em bicicleta ergométrica (45 min/80 % VO 2max) • Reduz [ ] plasmática de amônia aos 15 min

Colombani PC, Bitzi R, Frey-Rindova P, et al. Chronic arginine aspartate supplementation in runners reduces total plasma amino acid level at rest and during a marathon run. Eur J Nutr 1999; 38:263–270.

• Maratonistas treinados

• Suplementação (L-arginilaspartato): 2 semanas/wash out/2 semanas (15

g) • Não houve alteração na [ ] de amônia

Neither arginine nor glutamine have been demonstrated to be effective at promoting resistance exercise-induced anabolism in humans and their inclusion in supplements has, on the basis of current evidence, no grounds.

Doses: 5 – 15 g/dia – 3-5g/d aumento NO Quando: 1 hora antes do treino J Appl Physiol; 2010

Formas de comercialização

Para quem?

RESUMO • Aumento do fluxo sanguíneo • Redução nas concentrações de amônia • Aumento da biogênese de mitocôndrias • Aumento da secreção de GH

Conclus達o

Obrigada!

lucianasn@usp.br