Suplementação e Saúde

 

Bases Metabólicas: Comparação entre os Combustíveis Gordura e Carboidrato.

 

 

 

Artigo Elaborado por: Jeff S. Volek, PhD, RD e Stephen D. Phinney, MD, PhD.

 

Traduzido pelo Nutricionista

Reinaldo José Ferreira

CRN3 – 6141

 

 

Resumo:

As reservas corporais de combustível de gordura (normalmente > 40.000 calorias [kcal]) excedem amplamente suas reservas máximas de combustível de carboidratos (~ 2.000 kcal).

Táticas de alimentação que enfatizam dietas à base de carboidratos e suplementos à base de carboidratos direcionam seu metabolismo para carboidratos (glicose), ao mesmo tempo em que inibem a mobilização e a utilização de gordura.

Essa supressão da oxidação da gordura dura dias depois que os carboidratos são consumidos, não apenas algumas horas após a digestão, quando os níveis de insulina estão altos.

Esse paradigma de alto teor de carboidratos produz resultados não confiáveis, especialmente durante exercícios prolongados, quando os estoques de carboidratos do corpo estão esgotados.

Para sustentar um alto nível de desempenho sob condições de depleção de glicogênio e diminuição da disponibilidade de glicose, as células devem se adaptar ao uso de combustíveis de gordura. Este processo é referido como ceto-adaptação, que tem o potencial de melhorar o desempenho e a recuperação humana.

Nesse contexto é importante reforçar que os níveis de glicogênio muscular são exatamente iguais, tanto em uma dieta comum com carboidratos (por exemplo, 150 ou 250 gramas de carboidratos) ou numa dieta cetogênica; com 30 ou 40 gramas de carboidratos, o mínimo.

Crenças anteriormente mantidas sobre a magnitude do pico de queima de gordura precisam ser reconsideradas no contexto dos dados obtidos após a ceto-adaptação.

É um dogma aceito dentro da ciência da nutrição esportiva que os carboidratos são essenciais e que são o combustível preferido dos atletas. De fato, nos últimos 45 anos, houve um grande progresso na compreensão de como usar carboidratos para otimizar a resposta metabólica à atividade física. Esse entendimento, por sua vez, impulsionou o desenvolvimento de abordagens nutricionais para prevenir a fadiga e melhorar a tolerância ao exercício. Não queremos menosprezar o trabalho extraordinário dos pesquisadores que contribuíram para esse conhecimento. No entanto, é instrutivo ressaltar que, desde a observação, há mais de quatro décadas, de que o baixo nível de glicogênio muscular estava associado à fadiga, a maior parte desse progresso se concentrou em maneiras de aumentar os níveis de glicogênio e a oxidação de carboidratos (por exemplo, carga de carboidratos, uso de múltiplos fontes de açúcares, etc.). Pouco esforço tem sido dedicado ao desenvolvimento de métodos para diminuir a dependência do corpo de carboidratos durante a atividade física.

 

O resultado é uma indústria bilionária de bebidas e suplementos esportivos que promove agressivamente fontes de carboidratos de absorção rápida antes, durante e após o exercício. Afirmamos que há um limite para o que pode ser alcançado consumindo bebidas açucaradas e géis na esperança de fornecer um fluxo de combustível otimizado, e que é hora de dar uma olhada séria no outro lado da moeda.

A pesquisa usada para apoiar dietas ricas em carboidratos é falha ou de alguma forma desalinhada com o que sabemos sobre a fisiologia humana? Não exatamente – é mais um caso de negligência intencional. A crença de que o carboidrato é a fonte ideal de combustível e que uma dieta rica em carboidrato é a ideal para todos os atletas são conceitos auto-reforçadores que foram transmitidos por pelo menos algumas gerações de cientistas do esporte.

 

Muitos dos experimentos realizados durante esse período foram projetados de uma maneira específica e os dados interpretados dentro de uma mentalidade estreita para apoiar e confirmar o paradigma de alto teor de carboidratos.

O resultado é um exemplo clássico de viés de conformação – a tendência a favorecer informações que confirmam um preconceito ou hipótese, independentemente de serem verdadeiras. Na dieta dos atletas, o paradigma mais preciso é que os carboidratos são uma parte obrigatória de sua dieta apenas enquanto você continuar consumindo muitos deles. Se você demorar ou experimentar algumas semanas para quebrar esse ciclo de autoperpetuação, no entanto, os carboidratos podem ser reduzidos a um nutriente opcional para os atletas. Para apreciar essa visão alternativa, é útil entender a base metabólica do suprimento de combustível humano.

 

Combustíveis para o Exercício:

A adenosina tri-fosfato (ATP) é a energia química que alimenta os processos do corpo, incluindo a contração muscular. É literalmente a energia que faz com que suas fibras musculares se contraiam e produzam força. Em repouso, estamos constantemente quebrando e sintetizando ATP. Quando você se exercita vigorosamente, as demandas de ATP aumentam várias vezes. Como não podemos armazenar (nem comemos) ATP em quantidades apreciáveis, o exercício causa uma necessidade imediata de produzir rapidamente ATP de outras fontes de energia. Os dois principais combustíveis que nossos corpos usam para fazer isso são carboidratos e gorduras. A forma como o corpo escolhe a proporção de carboidratos e gorduras para usar como combustível é complexa, mas um fator que tem um efeito consistente e profundo é a disponibilidade de carboidratos. Quanto mais carboidratos estão disponíveis, mais carboidratos o corpo queima; enquanto, ao mesmo tempo, fecha o acesso à sua reserva para outro combustível com um potencial energético muito maior, a Gordura.

 

Tanque de Combustível de Carboidratos:

Como observado acima, o carboidrato é frequentemente visto como o combustível preferido para os atletas. Do ponto de vista funcional, isso é curioso porque os carboidratos não podem ser armazenados em grandes quantidades no corpo. Quando falamos em armazenar e queimar carboidratos, a “moeda energética comum” usada pelo corpo é a glicose. A glicose pode ser metabolizada diretamente para produzir ATP, e a glicose também pode ser armazenada em quantidades modestas como glicogênio no músculo esquelético e, em menor grau, no fígado. Em média, o estoque máximo de glicogênio que você pode acumular é entre 400-500 gramas. E como 1 grama de carboidrato equivale a 4 kcal, você atinge o máximo de cerca de 1600-2000 kcal em seu tanque de combustível de carboidrato. Cada grama de glicogênio também é armazenado com alguns gramas de água. Se você tem mais massa muscular, é bem treinado e come uma dieta rica em carboidratos, suas reservas de glicogênio podem aumentar em até 50%, mas a quantidade total de carboidratos disponível no corpo ainda é relativamente baixa em comparação com nosso depósito de gordura disponível.

Tanque de Combustível de Gordura:

A gordura, ou mais especificamente os ácidos graxos, são armazenados no corpo como triglicerídeos que consistem em três ácidos graxos ligados a um único glicerol de 3 carbonos. Os triglicerídeos se unem em gotículas de gordura que ocupam ~ 85% das células do tecido adiposo (ou seja, células de gordura, também conhecidas como "adipócitos"). Ao contrário do nosso armazenamento limitado de glicogênio, as células de gordura têm uma grande capacidade de armazenar gordura. Como a gordura contém 9 kcal por grama e é armazenada com o mínimo de água, ela é uma forma eficiente de armazenamento de energia que pode ser mobilizada rapidamente quando os níveis de insulina no sangue estão baixos. Mesmo em um atleta muito magro, a quantidade total de energia armazenada como gordura normalmente será mais de 20 vezes o nível máximo de carboidrato armazenado no corpo. Assim, enquanto o exercício vigoroso pode esgotar as reservas de glicogênio em apenas algumas horas, quando adaptado para queimar principalmente gordura, esse atleta magro tem gordura suficiente, para alimentar vários dias de exercício.

 

Durante o exercício prolongado, quando as reservas corporais de carboidratos na forma de glicogênio estão esgotadas, há uma dependência crescente do fígado para manter os níveis de glicose no sangue. Isso não é apenas para fornecer glicose aos músculos em exercício, mas também para apoiar outras funções normais do corpo, especialmente o sistema nervoso central. A diminuição da disponibilidade de carboidratos, particularmente para o cérebro, marca o evento central, resultando em um declínio acentuado no desempenho físico e mental (ou seja, bater na parede ou bater). A prática atual de carregamento de carboidratos aumenta os estoques de glicogênio e é frequentemente acompanhada pela ingestão de bebidas esportivas e géis à base de carboidrato durante o exercício. Essas táticas de combustível baseadas em carboidratos podem atrasar o início da batida na parede, mas para a maioria dos atletas que se estendem além dos eventos de duração da maratona, eles ainda vão bater e quebrar, apesar de terem literalmente muitos milhares de calorias de combustível escondidas em suas células de gordura. Por que esse excesso de combustível de gordura não pode ser utilizado mesmo em um momento em que o corpo precisa desesperadamente dele? Simplificando, ele pode ser acessado, mas você precisa de algumas semanas de restrição de carboidratos durante as quais o corpo se torna significativamente mais eficiente na queima de gordura, um processo que chamamos de ceto-adaptação

 

A ceto-adaptação permite a rápida mobilização e utilização de fontes de combustível lipídico “não-carboidratos”. Como o nome indica, esse processo envolve a conversão de gordura em cetonas no fígado, e essas cetonas ajudam a fornecer energia ao cérebro quando os níveis de glicose caem. Isso permite que até mesmo um atleta muito magro (10% de gordura corporal) tenha acesso a mais de 40.000 kcal de gordura corporal, em vez de iniciar um evento prolongado, dependendo principalmente de ~ 2.000 kcal de glicogênio.

 

Como Você queima Gordura Corporal? Quebra de Gordura:

A quebra da gordura (também conhecida como lipólise) no tecido adiposo e sua liberação no sangue é apenas metade da história. Os ácidos graxos precisam então ser entregues aos tecidos como o músculo ativo. Os triglicerídeos e os ácidos graxos não são solúveis em água, portanto, no sangue, os ácidos graxos liberados das células adiposas são ligados a uma proteína chamada albumina e entregues ao músculo. A gordura é absorvida pelas células musculares através de proteínas de transporte específicas e entregue a organelas geradoras de ATP dentro da célula chamadas mitocôndrias. O transporte de ácidos graxos para as mitocôndrias é altamente regulado, e alguns podem argumentar que este é o passo limitante da taxa de oxidação da gordura. O outro destino dos ácidos graxos absorvidos pelo músculo, particularmente durante os períodos de descanso, é a conversão de volta em triglicerídeos dentro da própria célula muscular, onde são armazenados como gotículas de lipídios para uso posterior.

 

Fato: No atleta bem treinado, as células musculares podem armazenar tanta energia em gotículas de gordura quanto em glicogênio.

 

Aí está, o caminho de uma molécula de ácido graxo desde o armazenamento nas células de gordura até a oxidação no músculo. Mas onde a gordura dietética se encaixa? A gordura dietética é absorvida pelo intestino delgado e embalada como triglicerídeos em uma partícula transportada pelo sangue chamada quilomícron. Estes são acionados por enzimas liberadoras de ácidos graxos, chamadas lipoproteína lípase; que residem nos capilares que perfundem as células musculares e adiposas. Os ácidos graxos liberados dos quilomícrons podem ser absorvidos pelas células musculares ou adiposas próximas. Uma vez dentro das células musculares, os ácidos graxos derivados de alimentos se misturam com os ácidos graxos fornecidos pelas células adiposas.

Intensidade do Exercício e Pico de Oxidação de Gordura:

Um fator que afeta a proporção de gordura usada como combustível é a intensidade do exercício. Em atletas que consomem dietas moderadas a ricas em carboidratos, à medida que a intensidade do exercício aumenta, a proporção de energia derivada de carboidratos aumenta e a de gordura diminui. Isso foi interpretado como significando que há uma intensidade de exercício específica onde a queima de gordura atinge o pico, acima da qual o exercício em intensidades mais altas depende cada vez mais da glicose e do glicogênio.

Se você começar a se exercitar levemente e aumentar gradualmente a intensidade enquanto mede simultaneamente a contribuição de gordura e carboidratos para o uso de energia, descobrirá que a taxa máxima de queima de gordura (gramas de gordura oxidada por minuto ou por hora) ocorre em média em cerca de 50 % do consumo máximo de oxigênio (VO2max) se você não estiver treinado e a 65% do VO2max se estiver treinado[5].

 

Exercite-se mais e, embora a produção de energia aumente, a contribuição da gordura diminui, forçando os carboidratos a se tornarem a fonte de combustível predominante. 65% do VO2max é uma intensidade que a maioria dos atletas de resistência pode manter facilmente por várias horas.

Isso significa que, se você se exercitar acima desse limite, a oxidação da gordura normalmente não pode aumentar para atender às maiores demandas de energia. Na verdade, à medida que você se aproxima da capacidade máxima de oxigênio, há um declínio bastante acentuado na oxidação da gordura – não apenas em sua proporção, mas também em gramas absolutas por minuto. Este é um detalhe importante que requer maior inspeção, pois esta linha de raciocínio é frequentemente usada como justificativa para ensinar a evitar as dietas com baixo teor de carboidratos/alto teor de gordura para atletas que se exercitam em ou acima de 65% VO2max.

 

Primeiro, vários estudos bem conduzidos nas últimas décadas forneceram várias pistas sobre por que a oxidação da gordura tende a diminuir e o carboidrato se torna o combustível predominante em intensidades mais altas de exercício. Não é um simples interruptor que retarda a oxidação da gordura à medida que a intensidade do exercício aumenta, mas sim um conjunto coordenado de eventos metabólicos. Essa sinfonia metabólica pode tocar uma melodia diferente em um atleta adaptado ao ceto, permitindo taxas significativamente mais altas de pico de oxidação de gordura em intensidades de exercício mais altas. No entanto, o tempo mínimo para que essa adaptação ocorra tem recebido pouca atenção. A maior parte do trabalho nessa área envolveu atletas consumindo dietas com baixo teor de carboidratos por menos de duas semanas. Em contraste, publicamos estudos de 4-6 semanas de duração que demonstram uma capacidade progressivamente aumentada de mobilizar e oxidar gordura [6, 7] no limiar de 65%. Assim, o tempo necessário para adaptação tem o potencial de alterar drasticamente a relação “típica” entre a intensidade do exercício e o uso de combustível.

 

Em segundo lugar, e mais importante, há uma grande variabilidade entre indivíduos que consomem dietas moderadas a ricas em carboidratos (tanto treinados quanto não treinados) em sua capacidade de queimar gordura em repouso e durante o exercício[8]. Os estudos quase sempre destacam as respostas médias de um grupo, mas dada a variabilidade entre os indivíduos, dificilmente alguém responde como a média do grupo. Assim, ao lidar com indivíduos, é mais interessante observar as caudas da distribuição (ou seja, os valores discrepantes nas extremidades superior e inferior de um grupo). Por exemplo, em um estudo com 300 pessoas, o pico de oxidação da gordura variou entre 10 e 60 gramas de gordura total queimada por hora. Para algumas pessoas, o pico de oxidação da gordura ocorreu em intensidades de exercício muito baixas (por exemplo, 25% do VO2max), enquanto em outros ocorreu em até 77% do VO2max[9].

 

Fato: Existem diferenças notáveis entre os indivíduos tanto na magnitude do pico de queima de gordura quanto na intensidade do exercício em que ocorre o pico de oxidação de gordura.

Quanta Gordura os Humanos podem Queimar?

Uma questão intrigante é se a oxidação de 60 gramas de gordura por hora (1 grama por minuto, ou 540 kcal de gordura queimada por hora) representa um teto absoluto, ou se os humanos têm a capacidade de ultrapassar esse nível? A resposta, ao que parece, está escondida à vista de todos há quase 30 anos. Este “teto de manteiga” de 60 gramas por hora não só pode ser rachado, como também pode ser totalmente respingado. Vá para o próximo capítulo para descobrir a chave para liberar seu potencial máximo de queima de gordura. A recompensa para muitos leitores será um desempenho de resistência aprimorado, bem como um melhor controle sobre sua composição corporal (como nenhuma perda de energia com menos gordura corporal total).

 

Atletas de Super Fat Burning:

Uma maneira de explorar os limites superiores da oxidação de gordura é olhar para os “Super Fat-Burners” – atletas que apresentam queima de gordura acelerada e, como resultado, capacidade de resistência extraordinária. Sim, estes são animais; e sim, há limites para sua relevância direta em relação ao metabolismo do exercício humano devido às diferenças inerentes às espécies. Mas se nada mais, eles fornecem evidências do que é possível no contexto da fisiologia dos mamíferos. Também é interessante que esses atletas super animais sejam caracterizados por uma extraordinária capacidade de metabolizar gordura, não carboidratos.

Ratos geneticamente modificados. Esses atletas foram chamados de “Mighty Mice” ou “Super Mice” devido à sua capacidade de realizar quantidades prodigiosas de exercício[10]. Dr. Richard Hanson e seu grupo de laboratório na Case Western Reserve University fizeram esta descoberta fortuita durante experimentos inicialmente destinados a elucidar o papel da PEPCK (fosfoenolpiruvato carboxiquinase), uma enzima chave envolvida na via que converte substâncias não-carboidratos em glicose. Eles criaram uma linha de camundongos que super produzem PEPCK especificamente no músculo esquelético.

O que eles descobriram pode ser descrito como nada menos que surpreendente.

 

Esses camundongos foram facilmente distinguidos dos camundongos normais porque eram visivelmente mais ativos, comiam mais comida, mas ainda assim eram mais magros. Eles eram até 10 vezes mais ativos, às vezes se exercitando continuamente por até 6 horas. Essa incrível propensão ao exercício foi acompanhada por uma notável capacidade de queimar gordura, apesar de ter menos reservas de gordura subcutânea e visceral. Esses camundongos tinham altos níveis de triglicerídeos armazenados em seus músculos e proporcionalmente mais mitocôndrias para queimar essa gordura. Consistente com a queima de gordura acelerada, esses animais também mostraram pouco acúmulo de lactato durante o exercício em comparação com camundongos de controle, indicando muito menos dependência de glicogênio muscular e glicose como combustível. As observações do Dr. Hanson levantam a questão: poderia haver humanos com aumento de PEPCK muscular, ou os níveis de enzimas poderiam ser aumentados através de uma mudança na dieta?

 

Somente Palpite: A adaptação à ceto em humanos geralmente resulta em um maior desejo / impulso de ser fisicamente ativo, provavelmente porque há um melhor fluxo total de combustível corporal com base em ácidos graxos e cetonas. Isso poderia estar ligado ao aumento do PEPCK muscular. Algum estudante de pós-graduação ansioso procurando uma dissertação?

 

Cães de Corrida com Trenó:

Igualmente impressionantes são os cães que competem em corridas de 1000 milhas como o Iditarod. Cães bem-sucedidos mostram uma resistência incomum à fadiga que se desenvolve ao longo do evento que se estende por 8 a 10 dias. Esses atletas únicos são capazes de puxar seus trenós mais de 100 milhas por dia durante dias consecutivos em condições ambientais adversas. Os melhores cães transformam seu metabolismo de uma forma que evita o esgotamento dos substratos energéticos e permite uma rápida recuperação. Eles realmente reabastecem o glicogênio muscular ao longo de dias consecutivos de exercícios extenuantes. Claramente, eles desenvolvem uma profunda capacidade de utilizar combustível lipídico, como triglicerídeos musculares (que mostra uma depleção progressiva ao longo de vários dias de exercício), bem como ácidos graxos e cetonas circulantes. Os cães também são conhecidos por terem maior albumina, o que lhes dá a capacidade de transportar mais ácidos graxos no sangue, mas os detalhes completos da dominância metabólica do cão de trenó de corrida ainda precisam ser elucidados. O que sabemos é que os cães se recuperam melhor com uma dieta rica em gordura, moderada em proteínas e com baixo teor de carboidratos [11, 12].

 

Nota do Nutricionista:

Para sustentar um alto nível de desempenho sob condições de depleção de glicogênio e diminuição da disponibilidade de glicose, as células devem se adaptar ao uso de combustíveis de gordura. Este processo é referido como ceto-adaptação, que tem o potencial de melhorar o desempenho e a recuperação humana.

Nesse contexto é importante reforçar que os níveis de glicogênio muscular são exatamente iguais, tanto em uma dieta comum com carboidratos (por exemplo, 150 ou 250 gramas de carboidratos) ou numa dieta cetogênica; com 30 ou 40 gramas de carboidratos, o mínimo.

Crenças anteriormente mantidas sobre a magnitude do pico de queima de gordura precisam ser reconsideradas no contexto dos dados obtidos após a ceto-adaptação.

 

Logicamente um Atleta ou mesmo uma pessoa sedentária que não está adaptado a queima de gordura, continua dependente do carboidrato e da glicose, que possuem um potencial energético muito inferior ao da gordura (Cetose).

Por isso, antes de tentar superar seus limites, seja ele muito fácil ou muito difícil, você precisa antes fazer esse processo de ADAPTAÇÃO para readaptar e mudar o uso do combustível da Glicose para as Cetonas que vem das gorduras.

Com isso você terá mais de 40.000 Kcal para usar como combustível e ainda sua composição corporal vai melhorar muito, porque seu percentual de gordura vai diminuir absurdamente!

 

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Referências:

 

5. Achten J, Gleeson M, Jeukendrup AE: Determination of the exercise intensity that elicits

maximal fat oxidation. Med Sci Sports Exerc 2002, 34(1):92-97.

6. Phinney SD, Bistrian BR, Evans WJ, Gervino E, Blackburn GL: The human metabolic response

to chronic ketosis without caloric restriction: preservation of submaximal exercise capability

with reduced carbohydrate oxidation. Metabolism 1983, 32(8):769-776.

7. Phinney SD, Horton ES, Sims EA, Hanson JS, Danforth E, Jr., LaGrange BM: Capacity for

moderate exercise in obese subjects after adaptation to a hypocaloric, ketogenic diet. J Clin

Invest 1980, 66(5):1152-1161.

8. Goedecke JH, St Clair Gibson A, Grobler L, Collins M, Noakes TD, Lambert EV:

Determinants of the variability in respiratory exchange ratio at rest and during exercise in

trained athletes. Am J Physiol Endocrinol Metab 2000, 279(6):E1325-1334.

 

9. Venables MC, Achten J, Jeukendrup AE: Determinants of fat oxidation during exercise in

healthy men and women: a cross-sectional study. J Appl Physiol 2005, 98(1):160-167.

10. Hanson RW, Hakimi P: Born to run; the story of the PEPCK-Cmus mouse. Biochimie 2008,

90(6):838-842.

11. McKenzie E, Holbrook T, Williamson K, Royer C, Valberg S, Hinchcliff K, Jose-Cunilleras E,

Nelson S, Willard M, Davis M: Recovery of muscle glycogen concentrations in sled dogs during

prolonged exercise. Med Sci Sports Exerc 2005, 37(8):1307-1312.

12. McKenzie EC, Hinchcliff KW, Valberg SJ, Williamson KK, Payton ME, Davis MS: Assessment

of alterations in triglyceride and glycogen concentrations in muscle tissue of Alaskan sled dogs

during repetitive prolonged exercise. Am J Vet Res 2008, 69(8):1097-1103.