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Revista Eletrônica Novo Enfoque, ano 2011, v. 12, n. 12, p. 06 – 14
EXERCÍCIO E AMONEMIA: A RELAÇÃO COM A FADIGA
Jacqueline Carvalho Peixoto, UCB, RJ
1. AMÔNIA: ORIGEM E CONCEITO
A amônia (NH3+NH4+) é um produto da degradação proteica e de aminoácidos e
considerada um indicador de estresse muscular em atividades prolongadas e
exaustivas1,2,3,4. Existe na forma dissociada como NH3 e, em pH fisiológico, é
encontrada na circulação como íon amônio (NH4+). Em repouso a concentração arterial
da amônia é mantida relativamente baixa e grande parte da amônia plasmática é
proveniente da dieta, a partir da digestão proteica, por ação da flora bacteriana intestinal
em compostos nitrogenados (ureia e proteínas) e desaminação da glutamina1. Também
há produção de amônia por outros mecanismos na presença ou ausência de alimentos
através de diversas estruturas orgânicas como o Sistema Nervoso Central, intestino,
fígado, músculo e eritrócitos 1,3,5,6,7.
A tabela 1 e quadros 1 e 2 mostram a concentração de amônia no sangue arterial e
venoso e em diversas condições como em repouso, condições patológicas e no exercício
(fluidos e tecidos corporais).
Tabela 1 – Concentração de amônia e pH em fluidos e tecidos corporais
Plasma
Eritrócitos
Miócitos
Suor
BASAL:
Amônia (µmol/L)
27±3
194
140
827±33
pH
7.4
7.2
7.0
4-6.8
Exercício a 75-80%VO2 máx. até fadiga ou por 30min (suor).
Amônia (µmol/L)
170±29
337
566
7.140±768
Exercício a 100% VO2 máx. até a fadiga.
Amônia (µmol/L)
pH
120±18
392
1.354
-------
7.1
------
6.4
-------
Concentração de amônia e pH no plasma, eritrócitos (considerando hematócrito de 44 e 50% ,
respectivamente antes e depois do exercício), células musculares e suor na condição basal e
em exercício até a fadiga (75 % a 100% do VO2 máximo) ou por 30 minutos no suor.
Adaptado de fonte: SAHLIN K. In: Hargreaves, M; Thompson, M. Exercise Biochemistry X, c.
5
40, p. 498, 1999
Quadro 1– Concentração de amônia em humanos
Humanos
Amônia (µM)
Referências
Sangue e plasma (arterial)
22- 113
Sangue e plasma (venoso)
20-25
Indivíduos saudáveis
(arterial)
Fluido cérebro espinhal
(CSF)
Cirrose hepática (arterial)
45
Doença aguda hepática
(arterial)
Falência hepática (arterial)
90-120
Clemmesen et
al., 2000 5
Olde Damink, et
al.,2002 7
Clemmesen et
al., 2000.
Clemmesen et
al., 1999.6
Clemmesen et
al., 2000.
Olde Damink, et
al.,2002
Clemmesen et
al., 2000.
Clemmesen et
al., 1999.
20-100
60-80
150-180
Falência hepática e grave
pressão intracraniana
~340
(arterial)
*Concentração de amônia no sangue arterial, venoso e em condições
patológicas
Quadro 2 – Concentração de amônia em repouso e durante exercício
% VO2 máx.
(Trabalho de intensidade
moderada)
Exercício submáximo
Amônia (µmol/L)
Repouso 15 (min)
30 (min) 45 (min)
_____
35±2
55±3
80±3
21.8±1.7
27.4±2
45.6±6
84.4±12
4 (min)
*Ex.
máximo
100
112±17
Valores representados como Média ±SE. Amônia mmol/L (NH3+NH4+)
Variação na concentração de amônia segundo intensidade e duração do
exercício.
*Na última coluna, variação segundo exercício máximo durante 4 minutos.
Adaptado de fonte: BANISTER and CAMERON, 1990.
2. GERAÇÃO DA AMÔNIA
A amônia também é gerada pelo intestino oriunda da digestão proteica e
desaminação da glutamina e entra na circulação via sangue venoso portal. O fígado
7
pode remover grandes quantidades desta amônia, proveniente do intestino, e
promovendo a sua recirculação como ureia, glutamina e íons amônio (NH4+), exercendo
importante papel na detoxificação da amônia da circulação por controlar o aumento da
amonemia que ocorre via degradação proteica. O rim também capta amônia da
circulação e a elimina sob a forma de urina1,3,9. Em repouso ocorre pequena captação de
amônia pelo músculo esquelético e sua liberação é dependente da intensidade e duração
do exercício5.
3. AMÔNIA E EXERCÍCIO
Durante o exercício o músculo é a principal fonte de produção de amônia e a
intensidade e duração do esforço pode promover difusão da amônia para o plasma e
outros órgãos, estando esta taxa de produção dependente também da composição da
fibra muscular
2,5
. Em atividades de baixa intensidade (50% do VO2 máx) ocorre
pequena liberação de amônia quando comparada com atividades intensas, quando a
produção de amônia cresce substancialmente e está associada ao aumento da geração de
amônia muscular
11
. O aumento da amonemia exercício induzida está frequentemente
relacionada a um maior estresse metabólico e muscular devido redução entre
suprimento e demanda de ATP
12
. Concentrações de amônia maiores que as normais,
como as produzidas em atividades exaustivas, podem ser tóxicas para o metabolismo
cerebral e muscular e estudos sugerem que esta elevação de amônia pode induzir fadiga
central e periférica1,4. A elevação de amônia contribui para sua difusão para o Sistema
Nervoso Central (SNC), o que pode ocasionar desequilíbrio neste sistema e gerar
disfunções cerebrais importantes relacionadas a alterações neurológicas que em
condições de estresse metabólico pode alterar as vias de sinal de transdução cerebral.
13,14,15
Em exercícios de curta duração e alta intensidade, a amônia produzida pelo
músculo tem baixa difusão e somente uma pequena parte é liberada para o sangue, cuja
produção total corresponde à degradação de nucleotídeos a IMP, ocasionado pela
ativação do ciclo das purinas16. Em contrações isométricas há maior produção de
amônia pela redução do fluxo sanguíneo e aumento da taxa de turnover do ATP e
desaminação do AMP, pelo aumento da atividade da enzima AMP desaminase em
decorrência da deficiência energética e da redução das taxas de regeneração do ATP e
dos níveis de fosfofocreatina16. Fibras musculares de contração rápida apresentam
8
concentrações maiores de amônia e IMP do que fibras de contração lenta, devido a alta
taxa de utilização de ATP e estresse metabólico que ocorrem nestas fibras 4,11.
Gráfico 1
250
Amônia Plasmática (µmol/L)
200
150
100
50
0
0
20
40
60
80
100
120
% Consumo Máximo de Oxigênio
Figura 1- Mudanças na concentração plasmática de amônia em função da intensidade
de exercícios de curta duração expresso com % de VO2 máximo. A área entre as duas
linhas inclui a resposta de indivíduos normais.
Adaptado de Fonte: TERJUNG, R. L. Ammonia Metabolism in muscle. In:
Hargreaves, M.; Thompson, M. Exercise Biochemistry X, c.39, p.489, 1999.12
A concentração da amônia aumenta em atividades prolongadas entre 70-80% do
VO2 máximo. Os processos que favorecem este aumento ainda não são claros, porém
nestas condições as possíveis fontes de amônia podem ser devido à desaminação do
AMP a IMP, via AMP desaminase e produção de amônia pela desaminação oxidativa de
aminoácidos como glutamina, glutamato e aminoácidos de cadeia ramificada6,12,17.
O envolvimento desses passos bioquímicos estabelecem uma associação entre
amônia, grupamentos amino de aminoácidos e demanda energética no músculo
esquelético12.
4. AMÔNIA E GLICOGÊNIO
A elevação da amônia em atividades prolongadas pode estar associada à
depleção de glicogênio, já que em atividades de alta intensidade, os carboidratos são o
principal combustível para o metabolismo energético18. Nesta condição ocorre, então,
maior estímulo do fluxo glicolítico pelo aumento da atividade da enzima regulatória da
glicólise, fosfofrutoquinase 1 (PFK1) em decorrência do aumento da amonemia18. O
9
aumento da velocidade da glicólise pode afetar o fluxo através da via oxidativa,
reduzindo as concentrações de metabólitos intermediários do ciclo de Krebs, com
aceleração da neoglicogênese e estímulo do catabolismo protéico20.
ROEYKENS et al.20 verificaram que a depleção de glicogênio em exercícios
exaustivos pode alterar as concentrações de lactato e amônia plasmática, estando
fortemente associada a desaminação do AMP, metabólito gerado no ciclo das purinas
pelo aumento do uso de ATP e baixa refosforilação do ADP15,19.
LANGFORT et al.21 estudaram os limiares de lactato e amônia utilizando dietas
com percentuais variados de carboidratos (CHO) e observaram que a dieta com menor
percentual de CHO acelerou a produção de amônia e reduziu as concentrações de
lactato, já que o lactato em situações de estresse é importante substrato neoglicogênico.
Devido ao aumento da velocidade da via glicolítica, o pool de adenina
nucleotídeos no músculo é utilizado para minimizar a deficiência de energia,
ocasionando queda na concentração de nucleotídeos, pelo estímulo do ciclo das purinas,
acúmulo de amônia, IMP e hipoxantinas, todos produtos da degradação do AMP, onde
IMP e hipoxantinas podem ser considerados marcadores de degradação de nucleotídeos
e de estresse muscular e energético5,10,16,17..
O estresse energético também estimula uma maior oxidação de aminoácidos de
cadeia ramificada (BCAAs), alanina e glutamina que contribuem para a síntese de ATP
quando os estoques de glicogênio estão baixos22,23. Ademais, a oxidação de
aminoácidos pode elevar os níveis de amônia muscular, através do processo de
transaminação e desaminação oxidativa12,23.
Fadiga central e periférica
Um dos principais problemas para a manutenção do desempenho de atletas é a
fadiga que está relacionada a depleção energética causada pela redução das
concentrações de ATP e da capacidade tampão do músculo1,3.
A literatura mostra que indivíduos treinados apresentam menor elevação da
amonemia quando comparados com não treinados, portanto menor risco de fadiga
precoce, fato explicado possivelmente em nível bioquímico, pela redução da atividade
das enzimas AMP desaminase, do ciclo das purinas nucleotídios e glutamato
desidrogenase, do metabolismo da glutamina, enzimas estas, relacionadas com a
produção direta de amônia no músculo. Em indivíduos treinados, há redução da
10
produção de amônia pelo provável aumento na formação de alanina e glutamina e de
enzimas ligadas a transaminação e oxidação de aminoácidos
11,12
, reduzindo assim os
riscos de fadiga central e periférica, porém em condições em que ocorre grande gasto
energético, sem adequada reposição de nutrientes energéticos e recuperação, poderá
acontecer a fadiga precoce3.
A fadiga é definida como a diminuição da capacidade funcional devido a
estímulos repetidos e prolongados de esforço e pode estar relacionada à acidose tecidual
com mudanças bioquímicas nas células, repercutindo em atletas com a queda do
rendimento e da performance19. Exercícios de alta intensidade que exigem intenso
trabalho muscular tem sido implicados com o desenvolvimento de fadiga e exaustão
física pelo aumento nas concentrações de amônia plasmática, já que a amônia liberada
pelo músculo pode ter acesso direto aos tecidos cerebrais, via circulação, causando
efeitos tóxicos para o Sistema Nervoso Central1,3,4, 13.
Um aumento nas concentrações de amônia plasmática pela redução da relação
lactato-piruvato e de metabólitos chaves para o ciclo de Krebs, além do estímulo do
ciclo das purinas e do catabolismo de aminoácidos, principalmente glutamina e os de
cadeia ramificada, vão promover alterações na relação aminoácidos de cadeia
ramificada e aromáticos, com mudanças nas concentrações de amônia, glutamato,
glutamina e ácido gama amino butírico (GABA) no plasma e Sistema Nervoso Central
3,14
. Em conjunto, estas modificações promoverão desequilíbrio de neurotransmissores e
acidose tecidual com possível indução de fadiga periférica e central1, 19.
A toxicidade muscular relaciona-se com a queda do rendimento e da
performance e pode se manifestar com sinais de fraqueza muscular, ataxia, respiração
forçada, taquicardia, apatia e incoordenação motora enquanto a toxicidade cerebral está
relacionada com a redução da atenção e controle motor, manifestando-se com sinais de
letargia, alterações de comportamento e do pensamento coerente, irritabilidade, perda de
lucidez e memória1,4,19.
Alguns estudos sugerem estratégias nutricionais para se reduzir à depleção
energética e a elevação transitória da amonemia induzida pelo exercício, por meio da
manipulação de dietas e suplementos, no intuito de se aumentar a carga energética
celular e, portanto, minimizar a elevação da amonemia, a redução dos estoques de
glicogênio e glicose e, portanto reduzir o risco de fadiga central e periférica2,21, 22,24,25.
11
6. CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS
A elevação aguda e transitória da amonemia que ocorre em atividades exaustivas
pode ser prejudicial para atletas de alto rendimento, pois provavelmente reduzirá o
desempenho destes indivíduos pelo aumento do risco de indução de fadiga periférica e
central.
A manipulação de dietas, suplementos e de treinamentos conscientes com a
adequada verificação da ingestão de nutrientes energéticos, principalmente carboidratos,
possibilitarão adequadas reservas de glicogênio muscular e hepático, aumentando assim
a carga energética celular e a síntese de ATP, pela provável redução da velocidade do
ciclo das purinas. Tais cuidados com atletas ou praticantes de atividades físicas intensas,
no que se refere à adequada alimentação associada à prescrição consciente e ética de
suplementos, otimizarão a realização do trabalho muscular, o que poderá interferir
beneficamente na amoniogênese pela redução da velocidade de aparecimento da amônia
nestas atividades o que ocasionará possivelmente a melhora do rendimento e
performance neste grupo de indivíduos.
12
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