Trabalho sobre Carboidratos escrito por Drew Griffiths
Cada macronutriente – gordura, proteína e carboidrato – desempenha um papel importante na otimização do desempenho anaeróbico e aeróbico. Além disso, uma dieta equilibrada é essencial para o bem-estar e a saúde, que, por sua vez, são aspectos cruciais para a manutenção do treinamento e do desempenho de alta intensidade. A nutrição faz parte do dia a dia do atleta moderno, que busca maximizar sua recuperação e a intensidade durante os treinos e competições.
Para compreender a verdadeira importância da nutrição esportiva, é fundamental entender o papel fisiológico de cada componente de uma dieta saudável. A utilização relativa de carboidratos e gorduras como combustíveis durante o exercício depende principalmente da intensidade e da duração da atividade. De modo geral, o consumo de carboidratos aumenta com o aumento da intensidade e diminui com o aumento da duração da atividade. No entanto, a quantidade absoluta de carboidratos e gorduras utilizada pelos músculos pode variar de acordo com a disponibilidade de combustível; uma maior disponibilidade de ácidos graxos aumenta o consumo de gorduras e, quando há mais carboidratos disponíveis, mais carboidratos são metabolizados para gerar energia. Essa interação recíproca entre o consumo de gorduras e carboidratos deve ser cuidadosamente considerada ao se definir a alimentação para competições esportivas.
O glicogênio muscular é vital como combustível para o desempenho. Se, durante a competição, a intensidade do exercício for aumentada para cerca de 70% do VO2máx, o gasto energético total aumenta e os carboidratos se tornam o principal combustível. A maior parte desses carboidratos, pelo menos na primeira hora de exercício, é derivada da reserva de glicogênio muscular. Se os carboidratos não estiverem disponíveis, ou estiverem disponíveis em quantidade limitada, a intensidade do exercício deve ser reduzida a um nível em que a necessidade energética possa ser suprida pela oxidação de gordura (Brouns, 1993).
Bioquímica
Os carboidratos são necessários ao corpo como substrato para a produção de ATP. O ATP representa a fonte imediata de energia em uma célula; ele pode ser decomposto (e resintetizado) extremamente rápido sempre que e onde for necessário. O açúcar contém energia em uma forma menos prontamente disponível; sua quebra é necessária para a síntese de ATP. Amido, glicogênio e gorduras contêm energia em um estado ainda menos disponível, enquanto as proteínas representam a fonte de energia mais remota, sendo utilizadas apenas quando não há carboidratos ou gorduras disponíveis. O ATP pode ser derivado de diversas vias metabólicas.
Quando se pratica exercício de alta intensidade, o sistema ATP-PC é acionado. ADP, fosfocreatina (PCr) e enzimas, incluindo a fosfofrutoquinase, regeneram ATP a partir de ADP. As duas principais fontes anaeróbicas de ATP são a fosfocreatina (PCr) e a fosfatidilcolina (PCr). Glicólise anaeróbica. As reservas intramusculares de PCr são utilizadas para contrações rápidas e de alta intensidade, mas se esgotam em menos de 30 segundos e levam vários minutos para serem repostas. A PCr fornece a maior parte da energia para um sprint de 100 metros. Além disso, a capacidade de realizar esforços repetidos próximos ao máximo depende em grande parte das reservas de PCr. Aumentar as reservas de PCr por meio da suplementação de creatina pode aumentar a quantidade de trabalho que pode ser realizada em exercícios repetidos de alta intensidade.
A glicólise é a primeira etapa da quebra da glicose, comum a todos os organismos. Ocorre no citoplasma da célula. O processo de glicólise produz duas moléculas de piruvato para cada molécula de glicose degradada. O rendimento energético total é de 8 ATP. Na ausência de oxigênio, o piruvato formado pode ser convertido em diversas substâncias para gerar uma pequena quantidade de energia. A glicólise anaeróbica refere-se à quebra da glicose (glicólise) em piruvato, que, na ausência de oxigênio, é convertido em ácido lático. Nas fibras musculares, a glicose é disponibilizada através da quebra das reservas de glicogênio muscular (Toole & Toole, 1999). Exercícios de alta intensidade com duração de 1 a 3 minutos (por exemplo, uma corrida de 800 m) dependem principalmente da glicólise anaeróbica, resultando em um grande acúmulo de ácido lático.
A glicólise aeróbica ocorre quando há oxigênio disponível para quebrar o piruvato, que produz ATP por meio de reações químicas que ocorrem no Ciclo de Krebs e na Cadeia de Transporte de Elétrons. Assim como no metabolismo anaeróbico, a glicose pode ser obtida a partir do glicogênio armazenado. Os estoques de glicogênio são abundantes e, portanto, a depleção de glicogênio só é uma preocupação para atletas que se exercitam continuamente por mais de 90 minutos ou que realizam exercícios intermitentes por períodos substancialmente mais longos (Smith, 2002). No entanto, não é incomum que atletas de resistência sofram depleção de glicogênio; a manipulação de carboidratos pode compensar ou retardar esse processo.
A fonte de energia mais abundante disponível para a fibra muscular é a gordura. A quebra da gordura para produzir ATP é chamada de lipólise. Embora o suprimento de ácidos graxos seja essencialmente ilimitado, a taxa na qual a lipólise ocorre é o fator limitante na obtenção de ATP. A lipólise é responsável pela atividade muscular em repouso, mas sua contribuição para o suprimento energético total do músculo diminui à medida que a intensidade da contração aumenta. Por exemplo, a depleção de glicogênio ocorre quando a taxa de lipólise não consegue suprir a demanda energética do exercício, e a dependência da glicólise esgota as reservas de glicogênio disponíveis. Uma vez que a depleção de glicogênio ocorre, a intensidade do exercício é reduzida drasticamente.
Digestão
A manipulação da quantidade, do momento e do tipo de carboidrato ingerido, por si só, comprovadamente melhora o desempenho. Para entender a relevância dessas estratégias de intervenção dietética, é preciso considerar a digestão e a absorção dos carboidratos. Todos os carboidratos são, em sua maioria, decompostos em seus monossacarídeos constituintes durante a digestão. Embora parte da digestão dos carboidratos comece na boca, pela ação de enzimas presentes na saliva, e no estômago, pelo efeito dos ácidos, a maior parte ocorre no intestino delgado. Enzimas liberadas pelo pâncreas no intestino quebram os carboidratos maiores em frutose, galactose e, principalmente, glicose. A absorção desses monossacarídeos ocorre nas células da mucosa intestinal, onde a glicose e a galactose são transportadas ativamente (ou seja, há gasto de energia) por uma proteína transportadora que as auxilia a atravessar a membrana. A frutose é absorvida de forma diferente, por um processo de difusão facilitada que envolve uma proteína transportadora, mas não há gasto de energia. No entanto, é difícil para a frutose ser absorvida contra um gradiente de concentração. Em outras palavras, a absorção de frutose será mais lenta se já tiver ocorrido uma absorção significativa de frutose.
Na maioria das circunstâncias, todos os carboidratos ingeridos são eventualmente absorvidos pela corrente sanguínea. Os monossacarídeos absorvidos entram na corrente sanguínea pelos capilares que circundam as vilosidades intestinais e são transportados para o fígado pela veia porta. O fígado normalmente converte todos os monossacarídeos em glicose ou em um produto do metabolismo da glicose, como o ácido lático. Assim, as concentrações sanguíneas de monossacarídeos que não sejam glicose são geralmente muito baixas. O fígado pode utilizar parte dos monossacarídeos para formar glicogênio ou gordura, ou liberá-los para fornecer carboidratos ao resto do corpo.
Índice glicêmico
Os alimentos ricos em carboidratos são frequentemente classificados como carboidratos “simples” ou “complexos” — mono e dissacarídeos são agrupados como “simples” e polissacarídeos como “complexos”. Embora se possa supor que as moléculas simples seriam absorvidas mais rapidamente do que as maiores, essa suposição nem sempre é correta; a digestão e a absorção não ocorrem na mesma velocidade para todos os carboidratos dentro de um mesmo grupo bioquímico.
Um sistema mais recente de classificação de carboidratos é o “índice glicêmico” (IG). O termo já é utilizado há algum tempo na nutrição clínica, principalmente em relação ao diabetes, mas só recentemente passou a ser aplicado na população saudável e ativa. Esse termo se refere ao grau relativo em que a concentração de glicose no sangue aumenta após o consumo de um alimento, ou seja, a chamada “resposta glicêmica”. O teste do IG requer a ingestão de 50 g de carboidrato proveniente de diversos alimentos e a medição da resposta da glicose no sangue ao longo de 2 horas. Após a representação gráfica da concentração de glicose no sangue durante as duas horas — com a concentração de glicose no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal —, a área sob a curva da glicose no sangue é medida para cada alimento e comparada à ingestão de 50 g de glicose como referência. O índice glicêmico é expresso em porcentagem, ou seja, a porcentagem da área sob a curva da glicose no sangue para o alimento testado em comparação com a área sob a curva da glicose. Assim, um IG de 70 indica que o consumo de 50 g do alimento em questão provoca um aumento da glicose sanguínea tão grande quanto o da ingestão de 50 g de glicose pura.
O teste do IG requer a ingestão de 50 g de carboidratos provenientes de uma variedade de alimentos e a medição da resposta da glicemia ao longo de 2 horas. Após a representação gráfica da concentração de glicose no sangue durante as duas horas — com a concentração de glicose no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal — a área sob a curva de glicemia é medida para cada alimento e comparada ao consumo de 50 g de glicose como referência. O índice glicêmico é expresso em porcentagem, ou seja, a porcentagem da área sob a curva de glicemia para o alimento em teste em comparação com a área sob a curva de glicemia para a glicose pura. Assim, um IG de 70 indica que o consumo de 50 g do alimento em questão provoca um aumento da glicemia tão grande quanto o observado com a ingestão de 50 g de glicose pura.
Os fatores que influenciam o índice glicêmico de um alimento incluem a estrutura bioquímica do carboidrato, o processo de absorção, o tamanho da partícula alimentar, o grau de processamento térmico, o conteúdo e o momento da refeição anterior e a ingestão concomitante de gordura, fibra ou proteína (Guezennec, 1995). Por exemplo, a proporção de amilose para amilopectina em alimentos ricos em amido afeta o IG; a resposta da glicose sanguínea à amilopectina é mais rápida do que à amilose porque as enzimas digestivas quebram mais rapidamente a estrutura ramificada da amilopectina. Além disso, há algumas evidências de que a amilose não é totalmente digerida; portanto, todo o conteúdo de carboidratos de um alimento rico em amilose pode não estar disponível para uso pelo organismo.
Aplicações práticas…
Antes do exercício
O objetivo da intervenção dietética para o atleta é repor os estoques de carboidratos (glicogênio) nos músculos e no fígado e disponibilizar tanto carboidratos quanto gorduras na corrente sanguínea para uso muscular. O combustível de carboidratos permite exercícios de maior intensidade do que a gordura e é armazenado em quantidades mais limitadas no corpo. O desafio metabólico é manter o suprimento de carboidratos para os músculos, mas, de alguma forma, retardar seu esgotamento, utilizando a gordura como fonte de energia de maneira otimizada. A insulina desempenha um papel fundamental na distribuição de combustível, pois tende a aumentar o metabolismo de carboidratos e reduzir a utilização de gordura. Uma questão interessante é se certos alimentos podem fornecer carboidratos suficientes, afetar minimamente a insulina e, ao mesmo tempo, estimular a utilização de gordura como fonte de energia.
Diversos estudos investigaram o valor ergogênico do consumo de carboidratos antes, durante ou após um exercício físico. Em 1967, Bergstrom et al. demonstraram que a capacidade de exercício aumenta com uma dieta rica em carboidratos em comparação a uma dieta mista ou com baixo teor de carboidratos. Não há dúvida de que a capacidade de realizar exercícios prolongados pode ser substancialmente modificada pela ingestão alimentar no período pré-exercício, e isso se torna importante para o indivíduo que busca atingir o máximo desempenho em um dia específico. A sobrecarga de carboidratos e outros tipos de ingestão de carboidratos antes e durante o exercício são as únicas manipulações dietéticas comprovadamente benéficas para o desempenho de resistência.
Trinta e seis horas antes da competição, o principal objetivo nutricional do ciclista é maximizar os estoques de glicogênio muscular e hepático. Idealmente, 36 horas antes da competição, o ciclista deveria estar na fase final de sobrecarga de carboidratos. No entanto, um estudo recente de Bussau et al. (2002) revelou algumas descobertas instigantes. Oito atletas do sexo masculino, treinados em resistência, foram instruídos a consumir 10 g/dia/kg de massa corporal de alimentos ricos em carboidratos, permanecendo fisicamente inativos. Biópsias musculares revelaram um aumento significativo (p < 0,05) no conteúdo de glicogênio muscular, passando de níveis pré-carga (média) de 95 para 180 mmol/kg de massa úmida após apenas um dia. Análises densitométricas de cortes musculares corados com ácido periódico-Schiff não apenas corroboraram esses achados, como também indicaram que apenas um dia de alta ingestão de carboidratos foi necessário para que os estoques de glicogênio atingissem níveis máximos nas fibras musculares dos tipos I, IIa e IIb.
O indivíduo deve ingerir pelo menos 680 gramas de carboidratos no dia anterior à competição. Isso fornecerá os 10 g.dia(-1).kg(-1) de massa corporal que foram incorporados no estudo de Bussau. O índice glicêmico, no entanto, parece ter pouco efeito sobre a sobrecarga de carboidratos. Em 1988, Brewer et al. investigaram se o índice glicêmico dos carboidratos influenciava a eficácia da sobrecarga de carboidratos, além do volume absoluto consumido. Um grupo de participantes consumiu alimentos doces, como chocolate e balas, enquanto um segundo grupo consumiu carboidratos de alto índice glicêmico, como massas, e um terceiro grupo consumiu uma dieta com conteúdo misto de macronutrientes. Concluiu-se que o tipo de carboidrato era irrelevante e não tinha influência sobre os níveis de glicogênio muscular pré-competição; a quantidade absoluta era o fator crucial.
No dia da prova, o atleta deve seguir uma rotina de alimentação pré-prova testada durante o treinamento. A ingestão de carboidratos de 2 a 4 horas antes da prova pode inibir a lipólise, diminuir a disponibilidade de ácidos graxos plasmáticos e, consequentemente, privar o músculo de substrato. Isso, por sua vez, pode acelerar a glicogenólise e aumentar a oxidação de carboidratos em todo o corpo (Grandjean, 1994). Grandes quantidades de carboidratos ingeridas antes do exercício podem compensar o excesso de carboidratos oxidados, fornecendo glicose suficiente na corrente sanguínea, enquanto pequenas quantidades podem não fornecer substrato suficiente, resultando em depleção prematura de glicogênio e fadiga. Indivíduos com hipoglicemia de rebote após a ingestão de carboidratos devem adiar o consumo até 5 minutos antes da prova.
As evidências sugerem que o consumo de alimentos com alto índice glicêmico (IG) de 30 a 60 minutos antes do exercício causa uma maior queda na glicemia no início do exercício e aumenta a utilização de carboidratos como fonte de energia durante o exercício. Esses fatos tendem a indicar que alimentos com baixo IG promovem uma resposta metabólica mais favorável antes do exercício. No entanto, existem evidências conflitantes sobre se essas diferenças metabólicas têm ou não algum efeito no desempenho de resistência.
Durante
Thomas et al. (1991) testaram se alimentos com diferentes índices glicêmicos (IG) afetavam a capacidade de manter o exercício. Eles compararam quatro refeições, cada uma contendo 1 g de carboidrato por kg de peso corporal, administradas 60 minutos antes de um exercício de ciclismo até a exaustão, com um VO2máx de 65-701 Hz. As refeições consistiam em lentilhas cozidas (IG = 29), batata assada (IG = 98), solução de glicose (IG = 100) e água. As concentrações de glicose no sangue atingiram o pico entre 30 e 45 minutos após a ingestão, com valores mais altos para batata e glicose em comparação com as lentilhas. A glicemia começou a diminuir em direção aos níveis basais pouco antes do exercício e caiu abaixo dos níveis basais em até 15 minutos após o início do exercício, para todos os alimentos testados. As maiores reduções na glicemia com o início do exercício foram observadas com os alimentos de alto IG, ou seja, batata e glicose. No teste com lentilhas, os níveis de insulina foram menores antes do exercício e a concentração plasmática de ácidos graxos livres foi maior durante o exercício. O cálculo da taxa de troca respiratória mostrou que a oxidação de carboidratos tendeu a ser maior para os alimentos de alto IG. Por fim, os participantes pedalaram por mais tempo antes da exaustão após consumirem lentilhas, em comparação com os demais grupos. Em resumo, este estudo demonstrou um benefício ergogênico de um alimento com baixo índice glicêmico para exercícios de resistência. Aparentemente, esse benefício é mediado pela manutenção da glicemia e pelo aumento da oxidação de ácidos graxos. Os autores sugeriram que esse ambiente metabólico pode reduzir a utilização de glicogênio muscular durante o exercício.
Utilizando a administração de glicose e frutose marcadas com C13 a cada 20 minutos durante o exercício, Massicotte et al. (1986) constataram que a utilização de gordura foi maior no grupo que consumiu frutose durante um exercício de 180 minutos a 501 TP3T VO2máx. Além disso, Flynn et al. (1987) analisaram os metabólitos sanguíneos e o desempenho de indivíduos durante um exercício de ciclismo de 2 horas, no qual os participantes receberam frutose, maltodextrina ou glicose em diferentes concentrações, administradas em intervalos regulares durante o exercício. Os tratamentos que incluíram frutose na mistura da bebida mantiveram os níveis de glicose sanguínea mais elevados durante o exercício do que a água ou bebidas com carboidratos de alto índice glicêmico. Contudo, nem a quantidade total de trabalho realizado nem a utilização de glicogênio muscular apresentaram diferenças entre os diferentes grupos que consumiram carboidratos.
Murray et al. (1989) compararam os efeitos da ingestão de soluções de frutose, sacarose ou glicose contendo 6% durante 115 minutos de ciclismo intermitente e descobriram que as respostas plasmáticas de glicose e insulina antes do exercício foram menores para a frutose do que para a sacarose ou a glicose, mas as classificações de esforço percebido, bem como o desconforto estomacal durante o exercício, foram significativamente maiores no grupo que consumiu frutose. Eles concluíram que a frutose, uma fonte de carboidrato de baixo índice glicêmico, não era útil para o desempenho de resistência nas concentrações testadas.
Recuperação
A restauração dos estoques de glicogênio muscular e hepático é vital para a manutenção do treinamento intenso. Em 1974, Piehl foi o primeiro a demonstrar a evolução temporal da ressíntese de glicogênio (cf. ), ilustrando a rápida ressíntese de glicogênio durante as primeiras horas de recuperação. Após a interrupção de um período de atividade física, os níveis sanguíneos de insulina aumentam, resultando em maior mobilidade dos receptores GLUT4. Isso resulta em uma maior taxa de transporte de glicose para dentro da célula muscular. A glicose é convertida em glicose-6-fosfato sob a ação catalítica da hexocinase, fixando efetivamente o substrato dentro da célula.
Diversas pesquisas têm examinado a quantidade de carboidratos necessária para a recuperação do desempenho. Em 1995, Fallowfield e Williams et al. (1995) descobriram que 9 g/kg de peso corporal produziam maior recuperação em um período de 22 horas do que 5,8 g/kg de peso corporal, e resultados semelhantes foram relatados por Nicholas et al. em 1997. No entanto, até recentemente, a importância das propriedades glicêmicas da ingestão de carboidratos após o exercício não havia sido estabelecida. Burke et al. relataram que carboidratos com alto índice glicêmico resultaram em níveis mais elevados de glicogênio muscular 2 horas após o exercício (em comparação com carboidratos de baixo índice glicêmico).
Entretanto, uma pesquisa realizada por Bishop et al em 2000 concluiu que carboidratos de alto índice glicêmico consumidos durante exercícios intensos previnem a imunossupressão induzida pelo exercício, ou seja, impedem que o sistema imunológico enfraqueça após exercícios extenuantes.
O baixo índice glicêmico (IG) da frutose, além de sua absorção preferencial pelo fígado, faz dela uma fonte inadequada de carboidratos após o exercício (Robergs, 1991), mas outras formas bioquímicas de carboidratos podem ser mais úteis. Por exemplo, Jozsi et al. (1996) testaram duas formas diferentes de amido em comparação com a glicose para a reposição de glicogênio. Os participantes receberam uma de quatro dietas diferentes — glicose, maltodextrina, amido rico em amilopectina ou amido rico em amilose — durante 12 horas após um exercício de ciclismo que depleta o glicogênio. Vinte e quatro horas após o exercício, a reposição de glicogênio muscular foi menor no grupo que recebeu amido rico em amilose do que nos grupos que receberam as outras dietas. Não foi possível avaliar se a redução na reposição de glicogênio se devia ao baixo IG ou à baixa digestibilidade do amido rico em amilose. Infelizmente, os pesquisadores não confirmaram se as dietas causaram diferenças nas concentrações de glicose ou insulina no sangue. Em outro estudo, o mesmo grupo consumiu esses amidos antes do exercício e não encontrou diferença significativa no IG (Goodpaster et al. 1996).
Conclusão
A maioria dos esportes exige que os participantes possuam um alto nível de condicionamento físico anaeróbico e aeróbico, além de duração suficiente para esgotar significativamente os estoques de glicogênio muscular e hepático. Portanto, a manipulação da ingestão de carboidratos continua sendo um mecanismo potencial para a melhoria do desempenho. A quantidade, o tipo e o momento da ingestão de carboidratos são aspectos cruciais da nutrição esportiva e exigem atenção para que o atleta alcance seu potencial máximo por meio de treinamento intenso e consistente, resultando em desempenhos de alta qualidade.
Para atletas e praticantes de exercícios físicos recreativos que desejam atingir o peso ideal para uma competição ou perder peso por motivos de saúde, suplementos como barras carb-killa Podem ser benéficas devido à sua capacidade de satisfazer a vontade de comer chocolate e outros alimentos açucarados, que, se consumidos, elevam os níveis de insulina e promovem o armazenamento indesejado de gordura corporal.