Evolução de biomarcadores de estresse oxidativo e relação com a performance competitiva em dois momentos da temporada de treinamento de natação

Evolution of oxidative stress biomarkers and correlation with competitive performance in two moments of the swimming training season

ARTIGO ORIGINAL

CIÊNCIAS DO EXERCÍCIO E DO ESPORTE

Evolução de biomarcadores de estresse oxidativo e relação com a performance competitiva em dois momentos da temporada de treinamento de natação

Evolution of oxidative stress biomarkers and correlation with competitive performance in two moments of the swimming training season

Rafael Deminice^I; Gabriel Carvalho Degiovanni^I; Monike Ribeiro Garlipp-Picchi^I; Mariana T. Nóbrega^I; Marcelo Teixeira^II; Alceu Afonso Jordão^I

^ILaboratório de Nutrição e Metabolismo, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP

^IIEquipe de natação da Universidade de Ribeirão Preto - UNAERP

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

INTRODUÇÃO: Estudos têm demonstrado aumento na formação de espécies reativas de oxigênio após o esforço físico intenso. Esses eventos podem aumentar a suscetibilidade das células musculares a danos oxidativos como a peroxidação lipídica. Assim, variações na intensidade e no volume de treinamento durante a temporada podem modular o metabolismo oxidativo e influenciar a performance dos atletas.

OBJETIVO: Estudar a evolução de biomarcadores de peroxidação lipídica em dois momentos de um ciclo periodizado de treinamento e relacionar com a performance competitiva de natação.

MÉTODOS: Participaram do presente estudo 16 nadadores (nove do gênero masculino e sete do feminino). Amostras de sangue foram coletadas em dois períodos do ciclo de treinamento: período preparatório específico e período de polimento. Espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e peróxidos totais foram determinados como biomarcadores de peroxidação lípidica. Creatina quinase foi determinada como parâmetro de dano celular muscular. O índice técnico alcançado no estilo de especialidade de cada atleta foi utilizado como parâmetro de performance competitiva. O índice técnico foi determinado na competição preparatória Troféu Electro Bonini realizada no período preparatório específico, e no Campeonato Paulista realizado no final do período de polimento.

RESULTADOS: Foi encontrado aumento significativo (p < 0,05) no índice técnico no Campeonato Paulista (769,6 ± 51,1 pontos) em relação ao Troféu Electro Bonini (751,1 ± 55,7 pontos). Significativas reduções na concentração de TBARS (5,7 ± 2,9 vs 3,3 ± 2,2µmol/L) e peróxidos totais (45,1 ± 20,6 vs 29,6 ± 13,0, µmol H₂O₂/L) foram encontrados no período de polimento com relação ao período preparatório específico. O mesmo não foi encontrado para creatina quinase (123,6 ± 60,1 vs 137,4 ± 74,9U/L).

CONCLUSÃO: A significativa diminuição nos biomarcadores de peroxidação lipídica decorrente do decréscimo no volume e intensidade do treinamento após o período de polimento demonstra a influência das variações do treinamento sobre o estresse oxidativo e sua possível relação com a performance.

Palavras-chave: peroxidação lipídica, treinamento, performance, nadadores.

ABSTRACT

INTRODUCTION: Studies have shown increase in the formation of oxygen reactive species after intense physical exertion. These events may increase the susceptibility of muscular cells to oxidative damage such as lipid per-oxidation. Thus, variations in training intensity as well as volume during the season may modulate the oxidative stress and influence in performance of athletes.

AIM: To study the evolution of lipid peroxidation biomarkers in two moments of a periodized cycle of training and correlate it with swimming competitive performance.

METHODS: 16 swimmers participated in this study (9 males and 7 females). Blood samples were collected in two periods of the training cycle: specific preparation training and tapering period. Species reactive to thiobarbituric acid (TBARS) and total peroxides were determined as lipid peroxidation biomarkers. Creatine kinase was determined as a parameter of muscular cell damage. The technical index reached in the style of specialization of each athlete was used as a competitive performance parameter. The technical index was determined in the preparatory competition Trophy Electro Bonini carried out in the specific preparatory period and in the Championship of São Paulo State carried out in the end of the tapering period (769.6 ± 51.1 points) in comparison with the Trophy Electro Bonini (751.1 ± 55.7 points). Significant reductions In the TBARS concentration ((5.7 ± 2.9 vs 3.3 ± 2.2µmol/L) and total peroxides (45.1±20.6 vs 29.6±13.0 µmol H₂O₂/L) were found In the tapering period concerning the specific preparatory period. The same situation was not found for creatine kinase ((123.6 ± 60.1 vs 137.4 ± 74.9U/L).

CONCLUSION: The significant decrease in the biomarkers of lipid peroxidation derived from the decrease in the volume and intensity of training after the tapering training demonstrates the influence of the training variations on the oxidative stress and its possible relation with performance.

Keywords: lipid peroxidation, training, performance, swimmers.

INTRODUÇÃO

A formação de espécies reativas de oxigênio e radicais livres ocorre no metabolismo celular normal; entretanto, pode estar aumentada em condições de estresse físico, promovendo estado de estresse oxidativo⁽¹⁾. Estresse oxidativo é a condição na qual a produção celular de radicais livres e espécies reativas de oxigênio excede a capacidade fisiológica do sistema de defesa antioxidante em remover esses compostos⁽²⁾. Nos últimos anos, estudos têm mostrado a ação dos exercícios aeróbios e anaeróbios em diversas situações e modalidades esportivas em promover a formação de espécies reativas de oxigênio e aumentar o estresse oxidativo^(3-7). Bloomer⁽⁷⁾ relata que a formação de espécies reativas de oxigênio pode participar da iniciação e progressão do dano na fibra muscular, pela promoção de diversos eventos, como a peroxidação lipídica, iniciação de processos inflamatórios e oxidação de proteínas, mecanismos esses que podem afetar proteínas estruturais e contráteis e contribuir para queda da performance muscular.

Durante a temporada, variações no volume, intensidade e frequência de treino são programadas para promover a adaptação fisiológica necessária no organismo do atleta⁽⁸⁾. Assim, os programas atuais de treinamento alternam períodos de treino intenso seguido de período précompetição, caracterizado por redução na carga de treinamento com o objetivo de otimizar a performance⁽⁹⁾. Nos últimos anos, autores têm relatado modulações no estresse oxidativo induzidos por mudanças na carga de treinamento, principalmente no período pré-competição, conhecido como polimento^(10-13). Entretanto, pouco conhecidas são as possíveis relações entre tais modificações na dinâmica de biomarcadores de estresse oxidativo e a performance competitiva⁽¹²⁾. É hipótese do presente estudo que redução de biomarcadores de estresse oxidativo decorrentes da redução da carga de treinamento no período de polimento pode influenciar a performance em natação. Ainda, autores têm demonstrado a significativa relação entre biomarcadores de estresse oxidativo determinados durante a temporada de treinamento e o estado de supertreinamento^(13-15). Finaud et al.⁽¹³⁾ relatam a necessidade de estudos empenhados em investigar a evolução do estresse oxidativo durante a temporada de treinamento como parâmetros importantes na determinação da saúde, nutrição e performance de atletas.

O objetivo do presente estudo foi verificar a evolução de biomarcadores de peroxidação lipídica em dois momentos de um ciclo periodizado de treinamento e relacionar com a performance competitiva em natação.

MÉTODOS

Participantes

Foram participantes voluntários do presente estudo 16 nadadores (nove do gênero masculino e sete do feminino), idade de 18,1 ± 2,6 anos, todos pertencentes à equipe de natação da Universidade de Ribeirão Preto-SP, Brasil. Após aprovação do projeto em questão pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina de Ribeirão Pre-to-USP, os voluntários foram informados sobre os objetivos e possíveis riscos envolvidos no estudo e assinaram um termo de consentimento. Os atletas realizavam treinamento regular havia mais de cinco anos e todos participavam de competições de nível estadual e nacional. As características antropométricas e exames bioquímicos dos atletas estão apresentadas na tabela 1.

Procedimentos

O estudo foi realizado durante a temporada preparatória para o Campeonato Paulista de Inverno (primeiro semestre de 2007). Dados antropométricos foram colhidos e coletas de sangue realizadas em dois momentos distintos da temporada: período preparatório específico e período de polimento. O programa de treinamento foi todo elaborado pelo técnico da equipe e não sofreu nenhum tipo de intervenção por parte dos pesquisadores e procedimentos experimentais. O volume e a intensidade do treinamento foram anotados e quantificados para cada período (figura 1). Duas competições realizadas dentro da temporada foram utilizadas como parâmetro de performance. O torneio preparatório de nível regional Troféu Electro Bonini realizado no meio do período preparatório específico e o Campeonato Paulista, ao final do período de polimento. As duas competições foram realizadas em piscina semiolímpica de 25 metros.

Em cada período específico da temporada de treinamento citado acima, cada participante foi convidado a se apresentar no laboratório no início da manhã para coleta de dados antropométricos e de sangue. Uma balança Filizola^® com estadiômetro acoplado foi utilizada para a mensuração de peso e estatura. A gordura corporal foi determinada por impedância bioelétrica (Byodinamics BIA 310E). O sangue venoso de jejum de cada atleta foi coletado em tubos Vacutainer^®. Os tubos foram mantidos no escuro e refrigerados a 4ºC até o final do teste e posteriormente centrifugados a 3.000rpm por 10 min para separação do soro.

Métodos laboratoriais

Espécies reativas ao acido tiobarbitúrico (TBARS) foi determinado no soro através do método descrito por Costa et al.⁽¹⁶⁾. Peróxidos totais (LOOH) foram determinados no soro de acordo com Södergren et al.⁽¹⁷⁾. Ambos foram utilizados como biomarcadores de peroxidação lipídica.

Para determinação de TBARS, 200µL de soro foram misturados a 2mL de solução contendo 15% de acido tricloroacético, 0,38% de ácido tiobarbitúrico e 0,25N de ácido clorídrico. A mistura foi encubada a 100ºC por 30 minutos e, após centrifugação de 10 minutos a 3.000 rpm, a absorbância foi mensurada a 535nm em espectrofotômetro (Uv-Vis Mod Q98U Quimis^®, Diadema, Brasil). TBARS total foi determinada pela diferença de absorbância entre as amostras e curva padrão de MDA. Os resultados foram expressos em µmol/L.

Peróxido total foi determinado pelo método férrico-xilenol orange, onde 1mL de solução contendo 100µmol/L de xilenol orange, 4mmol/L BHT, 25mmol/L de ácido sulfúrico e 250µmol/L de sulfato ferroso em metanol:água (9:1 v/v) foi adicionada a uma alíquota de 100µL de soro. Após agitar e encubar por 30 min em temperatura ambiente, o homogenato foi centrifugado por 10 min a 3.000rpm. A absorbância do sobrenadante foi lida a 560nm e comparado com curva padrão de peróxido de hidrogênio (H2O2) em espectrofotômetro (Uv-Vis Mod Q98U Quimis^® , Diadema, Brasil). Os resultados foram expressos em 13,0umol H₂O₂/L.

Creatina quinase (U/L) foi determinada no soro a partir de kit Labtest^®.

Índice técnico como parâmetro de performance (IPS)

A performance competitiva foi mensurada através do International Point Score nas provas de especialidade de cada atleta (dois atletas no 50m livre, quatro no 100m livre, um no 200m livre, um no 400m livre, um no 100 costas, quatro no 100m peito, dois no 100m borboleta e um no 200m medley). Tal escore é parte do sistema da FINA (Fédération Internationale de Natation Amateur) e permite comparar a performance dos nadadores independente do gênero nos diferentes estilos da natação (livre, costas, peito, borboleta e medley individual). Tal sistema de pontuação é baseado nos tempos dos oito melhores atletas de todos os tempos em cada modalidade da natação (podendo atingir no máximo 1.000 pontos). O sistema International Point Score pode ser encontrado em http://www.fina.org/swimming/FINApoints/index.php.

Análise estatística

Os valores foram expressos em média ± desvio padrão. O teste t de Student para amostras pareadas foi utilizado para determinar possíveis diferenças entre as variáveis bioquímicas e de performance nos dois períodos de treinamento e de competição. O coeficiente de correlação de Pearson foi utilizado para verificar possíveis associações entre as variáveis estudadas. Em todos os casos o nível de significância foi prefixado para p < 0,05.

RESULTADOS

A figura 2 apresenta os valores de International Point Score nas duas competições disputadas durante a temporada de treinamento. Os resultados demonstram aumento significativo na performance no Campeonato Paulista (769,6 ± 51,1 pontos) com relação ao Troféu Electro Bonini (751,1 ± 55,7 pontos).

Na figura 3 estão apresentados os biomarcadores de peroxidação lipídica determinados nos dois períodos de treinamento estudados. Foram encontradas reduções significativas nas concentrações séricas de TBARS (5,7 ± 2,7 vs 3,3 ± 2,1 µmol/L) e peróxidos totais (45,1 ± 20,6 vs 29,6 ± 13,0umol H₂O₂/L) no período de polimento quando comparado com período preparatório específico. Esses resultados demonstram a modulação do estresse oxidativo induzida pelo treinamento.

O mesmo não foi encontrado com relação à creatina quinase (131,1 ± 64,1 vs 141,1 ± 73,3U/L) entre os períodos estudados (figura 4).

Na tabela 2 estão apresentados os coeficientes de correlação de Pearson entre as variações (Δ) dos parâmetros de performance (IPS), peroxidação lipídica (TBARS e LOOH) e dano muscular (creatina quinase, CK). Não foram encontradas significativas correlações de TBARS e peróxidos totais com IPS. Correlação significativa foi encontrada entre TBARS e creatina quinase (CK).

DISCUSSÃO

A temporada de treinamento de natação é caracterizada por mudanças na interação dos componentes: intensidade, volume e frequência de treinamento, com o objetivo de promover adaptações fisiológicas, metabólicas e psicológicas específicas no organismo do atleta⁽⁸⁾. O período pré-competição ou período de polimento é caracterizado por redução na carga de treinamento nos dias que antecedem uma competição importante, com o objetivo principal de aumentar a performance^(9,18). Na busca da maximização do processo de polimento, técnicos e estudiosos têm relacionado significativas melhoras na performance às mudanças em parâmetros fisiológicos^(19-21), psicológicos⁽²²⁾ e técnicos⁽²³⁾ após esse período.

Os resultados do presente estudo demonstraram que três semanas de polimento com redução de aproximadamente 60% na carga de treinamento foram capazes de aumentar a performance competitiva dos atletas em suas provas de especialidade (figura 2). Tal melhora foi acompanhada por significativas reduções nas concentrações de TBARS e peróxido total (figura 3). Alguns estudos também têm encontrado mudanças em biomarcadores de estresse oxidativo decorrentes por mudanças no volume e/ou intensidades de treinamento durante a temporada^{(11,13,24-26)}. Schippinger et al.⁽¹¹⁾ encontraram significativo aumento na concentração de marcadores de estresse oxidativo (peróxidos totais) no período competitivo comparado com a pré-temporada em jogadores de futebol americano. Palazzetti et al.⁽²⁵⁾ demonstraram que quatro semanas de treinamento intenso são capazes de aumentar parâmetros de estresse oxidativo e dano celular (TBARS e creatina quinase), além de diminuir a capacidade antioxidante. Finaud et al.⁽¹³⁾ encontraram significativo aumento no estresse oxidativo associado à diminuição na eficiência do sistema de defesa antioxidante em períodos de alta intensidade em jogadores de rúgbi durante a temporada. Em contrapartida, períodos de menor intensidade de treinamento induziram diminuições em parâmetros de estresse oxidativo, inflamação e dano celular muscular. Esses autores ainda sugerem que marcadores do metabolismo oxidativo podem ser utilizados como parâmetros biológicos para monitorar a evolução do treinamento de atletas de nível competitivo.

No entanto, poucos desses estudos objetivaram relacionar a modulação de parâmetros de estresse oxidativo diretamente com a performance competitiva. Margonis et al.⁽¹⁵⁾ encontraram significativa redução nos biomarcadores de estresse oxidativo (TBARS, carbonilas e isoprostanos), além da significativa resposta antioxidante (GSH/GSSG, Cat, GPx e TAC) acompanhando a redução da carga de treinamento após 12 semanas de musculação. Esses autores ainda encontraram significativas correlações entre a variação do volume de exercício durante o período de treinamento e de parâmetros de performance (1RM e potência no teste de Wingate) e biomarcadores de estresse oxidativo (isoprostano e GSH/GSSG); concluem que o treinamento intenso induz mudanças nos biomarcadores de estresse oxidativo e respostas do sistema antioxidante, e, em alguns casos, essas modulações são proporcionais à carga de treino e podem influenciar a performance. No presente estudo, apesar de não encontradas correlações entre a variação nos biomarcadores de peroxidação lipídica e performance, os resultados demonstram a significativa ação do período de polimento sobre a performance competitiva e reforçam a hipótese de que a redução de biomarcadores de estresse oxidativo induzida pela redução da carga de treinamento nesse período pode ser parte importante na evolução da performance. A diminuição da concentração desses marcadores pode representar a minimização de eventos oxidativos e inflamatórios, como infiltração de leucócitos e macrófagos, ativação da enzima xantina oxidase bem como processo de isquemia e reperfusão, eventos esses que promovem oxidação de proteínas contráteis e danos na membrana celular muscular⁽¹⁵⁾. No presente estudo, a significativa correlação encontrada entre a variação de TBARS e creatina quinase demonstra a ligação entre tais processos.

Os antioxidantes também podem desempenhar importante pa-pel nesses processos e, como consequência, estar relacionado com a performance. Essas substâncias funcionam como sistema de defesa, atenuando modificações oxidativas provocadas pelo treinamento intenso ou promovendo a recuperação mais rápida⁽⁷⁾. Assim, substâncias e enzimas do sistema de defesa antioxidantes também podem representar promissores marcadores do estado de treinamento e da performance competitiva.

Contudo, autores ainda têm encontrado resultados controversos com relação às mudanças no metabolismo oxidativo induzido pela intensidade de treino e sua possível relação com a melhora da performance. Subudhi et al.⁽²⁴⁾, em estudo com corredores da seleção americana de esqui alpino, concluíram que elevações nos marcadores de estresse oxidativo não foram evidentes, apesar da significativa diminuição do estado antioxidante após o período de uma semana de treinamento intenso. Vollaard et al.⁽¹²⁾, estudando triatletas, encontraram significativa melhora na performance de 15 minutos após duas semanas de polimento. Entretanto, tais melhoras na performance não foram acompanhadas pelo aumento do estresse oxidativo e redução na relação GSH/GSSG. Esses autores ainda concluem que a melhora na performance não pode ser associada às mudanças nos biomarcadores de estresse oxidativo decorrentes das variações dos períodos de treinamento.

Estudos recentes têm apontado marcadores de estresse oxidativo determinados no sangue ou na urina como promissores indicadores da síndrome do supertreinamento (SST)^(14,15). SST é considerado um tipo de desordem fisiológica, metabólica e/ou psicológica caracterizada por significante redução na performance e fadiga excessiva decorrente do excesso de treinamento que afeta muitos atletas^(12,15). Fatouros et al.⁽²⁷⁾ e Margonis et al.⁽¹⁵⁾ encontraram significativas respostas inflamatórias, aumento do estresse oxidativo e deterioração na performance de força no período de treinamento intenso, em protocolo utilizado para indução da SST. Zoppi e Macedo⁽¹⁴⁾, estudando o estado de supertreinamento induzido por protocolo específico para ratos e sua relação com marcadores de estresse oxidativo, relatam que tal relação ainda é bastante controversa. Esses autores ainda concluem que a SST induzida pelo aumento do estresse oxidativo é dependente do tipo de fibra muscular e sugerem a realização de estudos para elucidar essa relação. Margonis et al.⁽¹⁵⁾ relatam que estudos futuros devem observar a sensibilidade e especificidade desses parâmetros durante a temporada de treinamento, além de controlar fatores interferentes como a alimentação habitual dos atletas.

A partir dos resultados obtidos, podemos concluir que as significativas diminuições nos marcadores de peroxidação lipídica, decorrente do decréscimo no volume e intensidade do treinamento após o período de polimento, coincidem com o significativo aumento da performance em nadadores de nível competitivo. Esses dados sugerem a significativa influência das variações do treinamento no metabolismo oxidativo e sua possível relação com a performance. Estudos futuros devem ser direcionados a determinar a sensibilidade e especificidade dos biomarcadores de estresse oxidativo durante a temporada de treinamento, com o intuído de detectar o estado de supertreinamento por possíveis variações individuais nesses marcadores, em tempo para intervenção, antes da deterioração da saúde e da performance competitiva do atleta.

AGRADECIMENTOS

Apoio financeiro da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Proc. 04/13893-4).

Todos os autores declararam não haver qualquer potencial conflito de interesses referente a este artigo.

Submetido em 14/06/2008

Versão final recebida em 06/09/2008

Aceito em 07/12/2008

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Set 2009
• Data do Fascículo
  Ago 2009

Histórico

• Aceito
  07 Dez 2008
• Recebido
  14 Jun 2008