Cortisol e Exercício Físico - Efeitos Secreção e Metabolismo - Revisão

Revista Brasileira de Fisiologia do Exercício Volume 10 Número 3 julhosetembro 2011 178 revisão Cortisol e exercício efeitos secreção e metabolismo Cortisol and exercise effects secretion and metabolism Juliano Ribeiro Bueno Cibele Marli Cação Paiva Gouvêa DSc Universidade Federal de Alfenas UNIFAL AlfenasMG resumo A prática frequente de exercício físico traz inúmeros benefí cios o exercício modula uma série de reações orgânicas contudo os efeitos do exercício sobre os níveis e metabolismo do cortisol ainda não estão totalmente esclarecidos o objetivo deste estudo foi realizar uma revisão sobre os efeitos do cortisol no exercício de sua secreção e metabolismo Tem sido demonstrado na literatura que o cortisol age como um antagonista fisiológico da insulina por promover a quebra das moléculas de carboidratos lipídeos e proteínas desta maneira mobilizando as reservas energéticas isto aumenta a glicemia e a produção de glicogênio pelo fígado Uma vez que o cortisol estimula a proteólise seu aumento pode determinar a atrofia muscular e diminuição da força com consequente efeito negativo no rendimento esportivo A ação muscular do cortisol é ambígua contribui para o catabolismo e perda muscular mas simultaneamente na ausência deste hormônio a contratilidade dos músculos esquelético e cardíaco é reduzida o catabolismo e perda musculares verificamse na presença de níveis elevados de corti costeróides Embora o aumento de cortisol possa produzir efeitos colaterais o treinamento físico induz o desenvolvimento de diversos mecanismos para proteger os tecidos de tais efeitos deletérios Com isto o organismo tornase menos responsivo ao estresse Palavraschave exercício cortisol estresse Abstract Physical exercise brings several benefits Exercise modulates several organic reactions however the effects of the physical exercise on the level and metabolism of cortisol are not completely clear The aim of this study was to review the effects of cortisol secretion and metabolism on exercise it has been shown in literature that cortisol acts as a physiological antagonist of insulin and promotes carbohydrates lipids and proteins cleavage thus mobilizing energetic storages it increases glicemia and liver glycogen production Since cortisol stimulates proteolysis the cortisol increasing could lead to muscular atrophy and strength decreases with negative conse quences to the sportive performance The skeletal muscle action of cortisol is ambiguous it contributes to carbohydrate and muscle loss but simultaneously without cortisol the skeletal and cardiac muscle contraction is reduced The catabolism and muscle loss only occurs when corticosteroids levels are high Although the increased level of cortisol can produce side effects physical training induces the development of diverse mechanisms to protect cells and tissues from the cortisol deleterious effects So that the organism becomes less responsive to stress Keywords exercise cortisol stress Recebido em 14 de julho de 2011 aceito em 25 de agosto de 2011 Endereço para correspondência Juliano Ribeiro Bueno Praça do Pretório 209 37110000 Elói Mendes MG Tel 35 32641372 Email julianorb379yahoocombr 179 Revista Brasileira de Fisiologia do Exercício Volume 10 Número 3 julhosetembro 2011 introdução o exercício físico tem um papel fundamental na melhoria de vida do ser humano Assim sendo o exercício físico vem conquistando cada vez mais o número de adeptos Mas é im portante ressaltar que para a prática eficiente do exercício físico sejam respeitados alguns princípios como volume intensidade e duração que são variáveis que determinam a qualidade e os benefícios do exercício físico Sendo assim sabese que o exercício físico quebra a homeostase alterando os sistemas fisiológicos causando adaptações metabólicas hormonais e neuromusculares Segundo Wilmore e Costil 1 o exercício físico pode ser intensificado mediante o aumento da duração ou da frequência dos períodos de treinamento de acordo com os objetivos e a especificidade de cada pessoa ou atleta No entanto muitas vezes a relação inadequada de volume e in tensidade pode levar a uma situação de estresse excessivo que não é desejável Assim neste trabalho será estudada a alteração do sistema endócrino mediante ao exercício físico intenso Segundo Mcardle Katch e Katch 2 o sistema endócrino consiste em um órgão hospedeiro glândula minúsculas quantidades de mensageiros químicos hormônios e um ór gãoalvo ou receptor Será observado no trabalho a adaptação e alteração de um mensageiro químico do sistema endócrino que tem uma função importante durante o exercício físico intenso e de longa duração o cortisol os hormônios são as substâncias químicas sintetizadas por glândulas hospedeiras específicas secretadas para dentro do sangue e carreadas por todo o corpo o hormônio cortisol é o principal glicocorticoide do córtex suprarrenal que afeta profundamente o metabolismo da glicose das proteínas e dos ácidos graxos livres 2 Segundo Wilmore e Costil 1 evidências sugerem que as concentrações de cortisol também aumentam durante o exercício assim sendo au menta o metabolismo proteico liberando aminoácidos para serem utilizados pelo fígado no processo da gliconeogênese Assim sendo o cortisol tem atividade predominantemente catabólica induzindo proteólise e lipólise com aumento da gliconeogênese hepática e elevação da glicemia segundo França et al 3 Cortisol Segundo Mcardle Katch e Katch 2 o cortisol ou hidro cortisona é o principal glicocorticoide produzido pelo córtex suprarrenal 1020 mg diários que afeta profundamente o metabolismo da glicose das proteínas e dos ácidos graxos livres Após a síntese o cortisol passa para a corrente sanguí nea onde a maior parte mais de 60 encontrase ligada a proteínas SHBG e albumina e o restante encontrase livre no plasma que é a forma ativa A concentração sanguínea de cortisol não permanece constante durante todo o dia e sua vida média é de 80100 min por isso a manutenção da concentração sérica depende da síntese constante o ACTH hormônio adrenocorticotrópico funciona como parte do eixo hipotalâmicohipofisáriosuprarrenal para regular a produção de hormônios secretados pelo cór tex suprarrenal As situações com uma alta carga emocional ou as demandas estressantes da atividade física estimulam o hipotálamo a secretar o fator liberador de corticotropina que induz a hipófise anterior a liberar ACTH Por sua vez o ACTH promove a liberação de glicocorticoides pelo córtex suprarrenal Segundo Canali e Kruel 4 o ACTH tem a função de regular o crescimento e a secreção do córtex adre nal do qual a principal secreção é o cortisol além de outros glucocorticoides e aminas biogênicas 5 os efeitos biológicos do cortisol incluem o catabolismo de proteína em todas as células do organismo com exce ção do fígado e uma vez na circulação os aminoácidos são translocados para o fígado para serem transformados em glicose através da gliconeogênese facilitam a ação de outros hormônios principalmente glucagon e GH no processo da gliconeogênese funcionam como antagonista da insulina por inibir a captação e a oxidação da glicose promovem a ativação de lipase e a degradação dos triglicerídeos no tecido adiposo formando glicerol e ácidos graxos que são utilizados nos tecidos ativos para produção de energia promovem a adaptação ao estresse e a manutenção de níveis de glicose adequados mesmo em períodos de jejum 43 Segundo Wilmore e Costil 1 o cortisol também é conhecido por diminuir a utilização de glicose poupandoa para o cérebro por atuar como um agente antiinflamatório por deprimir as reações imunológicas e por aumentar a vasoconstrição causada pela adrenalina os glicocorticoides e mais especificamente o cortisol são hormônios catabólicos no músculo esquelético e seus efeitos incluem a conversão de aminoácidos em carboidratos aumen to das enzimas proteolíticas inibição da síntese de proteínas e aumento da degradação de proteínas 6 Uma vez que o cortisol estimula a proteólise seu aumento pode determinar a atrofia muscular e diminuição da força com consequente efeito negativo no rendimento esportivo 7 Exercício e cortisol Durante um período de treinamento podem ocorrer adaptações fisiológicas em resposta à sobrecarga aplicada re sultando em melhora no desempenho desportivo No entanto muitas vezes uma relação inadequada entre o volume por exemplo distância de corrida e a intensidade do treinamento por exemplo velocidade de corrida pode resultar em con dições indesejáveis como overtraining Este está associado a uma recuperação incompleta entre as sessões de treinamento Como sintomas do overtraining destacamse a fadiga crônica perda do apetite diminuição do desempenho aumento da frequência cardíaca de repouso infecções frequentes distúr bios do sono alterações de humor e o desinteresse geral do atleta pelo treino 89 o hormônio cortisol cuja produção Revista Brasileira de Fisiologia do Exercício Volume 10 Número 3 julhosetembro 2011 180 referências 1 Wilmore JH Costill DL 2 ed Fisiologia do esporte e do exer cício São Paulo Manole 2001 726 p 2 Mcardle W Katch Fi Katch VL Fundamentos de fisiologia do exercício 3 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2008 692 p 3 França SC Neto TLB Agresta MC Lotufo RFM Kater CE Resposta divergente da testosterona e do cortisol séricos em atletas masculinos após uma corrida de maratona Arq Bras Endocrinol Metab 20065010827 4 Canali ES Kruel LFM Respostas hormonais ao exercício Rev Paul Educ Fís 20011514153 5 Leandro C Nascimento E ManhãesdeCastro R Duarte JA Castro CMMB Exercício físico e sistema imunológico mecanismos e integrações Rev Port Ciênc Desp 200228090 6 Simões HG Marcon F oliveira F Campbell CSG Baldissera V Costa Rosa LFBP Resposta da razão testosteronacortisol durante o treinamento de corredores velocistas e fundistas Rev Bras Educ Fís Esp 2004183146 7 Coltinho H Brinco RA Diniz SH Respostas hormonais da testoterona e cortisol depois de determinado protocolo de hi pertrofia muscular Rev Bras Prescr Fisiol Exerc 200717277 8 Fry AC Kraemer WJ Ramsey LT Pituitaryadrenal gonadal responses to highintensity resistance exercise overtraining Eur J Appl Physiol 19988523529 9 Mackinnon LT Special feature for the olympics effects of exer cise on the immune system overtraining effects on immunity and performance in athletes immunol Cell Biol 2000785029 10 Hoffman JR Falk B Radomisaac S Weinstein Y Magazanik A Yarom Y The effect of environmental temperature on tes tosterone and cortisol responses to high intensity intermittent exercise in humans Eur J Appl Physiol 199775837 11 Dressendofer RH Wade CE Effects of a 15d race on plasma steroid levels and leg muscle fitness runners Med Sci Sports Exerc 1991239548 12 Maestu J Jurimae J Jurimae T Hormonal reactions during heavy training stress and following tapering in highly trained male rowers Horm Metab Res 20033510913 13 Wheeler GD Singh M Pierce WD Epling WF Cumming DC Endurance training decreases serum testosterone levels in men without change in luteinizing hormone pulsatile release J Clin Endocrinol Metab 1991724225 14 Wittert GA Livesey JH Espiner EA Donald RA Adaptation of the hypothalamopituitary adrenal axis to chronic exercise stress in humans Med Sci Sports Exerc 19962810159 15 FernadezGarcia B Lucía A Hoyos J Chicharro JL Rodriguez Alonso M Bandrés F Terrados N The responses of sexual and stress hormones of male procyclists during continuous intense competition int J Sports Med 20022355560 16 Bonifazi M Bela E Carli G Lodi L Martelli G Zhu B et al influence of training on the response of androgen plasma concentrations to exercise in swimmers Eur J Appl Physiol 19957010914 17 Bonifazi M Sardella F Lupo C Preparatory versus main com petitions differences in performances lactate responses and precompetition plasma cortisol concentrations in elite male swimmers Eur J Appl Physiol 20008236873 18 Bauer ME Vedhara K Perks P Wilcock GK Lightman SL Shanks N Chronic stress in caregivers of dementia patients is associated with reduced lymphocyte sensitivity to glucocorti coids J Neuroimmunol 20001038492 é aumentada em situações de estresse como o treinamento intenso e de longa duração está relacionado com o catabo lismo dos tecidos muscular esquelético e adiposo 10 Dressendorfer et al11 demonstraram que corredores de longa distância não apresentaram aumento da concen tração basal de cortisol Maestu Jurimae e Jurimae 12 trabalhando com atletas remadores em período de treina mento observaram que a concentração de cortisol perma neceu relativamente constante Entretanto outros autores 1314 mostraram diminuição da concentração basal de cortisol em corredores após período de treinamento de endurance FernandezGarcia et al 15 também observaram diminuição da concentração basal de cortisol em ciclistas durante período de competição intensa Bonifazi et al 16 mostraram que a diminuição da concentração de cortisol está associada com melhora na performance de nadadores em treinos os mesmos autores 17 mostraram diminuição na concentração de cortisol de repouso de nadadores ao final do período com alto volume de treino Estas alterações ocorreram no grupo avaliado Entretanto essas modalidades esportivas são de caráter individual os valores obtidos nesses resultados são similares àqueles mostrados por Bauer et al 18 Estes autores mostraram valores de concentração de cortisol salivar em torno de 25nmolL para grupo controle Simões et al 6 estudaram a resposta da razão testosterona cortisol durante o treinamento de corredores velocistas e fundistas e observaram que não houve diferença significante para os valores médios da razão TC para ambos os grupos após o período de treinamento No entanto quando se observa o comportamento individual da razão TC notase uma resposta adaptativa adequada para alguns indivíduos e inadequadas para outros sendo que a maior incidência de queda da razão TC foi observada entre os CF os autores concluíram que a utilização da razão TC para o controle das cargas de treinamento deve ser feita individualmente e que aparentemente esta variável sofre uma maior influência do volume do treinamento do que da intensidade do mesmo Conclusão o exercício induz aumento da secreção de cortisol por estímulo do eixo HPA Embora o aumento de cortisol possa produzir efeitos colaterais o treinamento físico induz o desenvolvimento de diversos mecanismos para proteger os tecidos de tais efeitos deletérios A modulação dos níveis séricos de cortisol livre forma ativa pela ligação à globulina ligante de cortisol e ativação da enzima conversora de cor tisol em cortisona forma inativa parecem ser os principais mecanismos estimulados pelo exercício físico Com isto o organismo tornase menos responsivo ao estresse o que traz efeitos benéficos para a saúde física e mental protegendoo contra as consequências do estresse crônico e de doenças relacionadas ao estresse BIOENERGÉTICA A Qual sistema de produção de energia foi utilizado predominantemente na prova de 100 metros na qual Bolt bateu o record em 2009 O sistema utilizado por Bolt em 2009 para a prova de 100m foi o ATPCP B Explique de forma resumida como acontece o fornecimento de energia por meio deste sistema considere sua resposta da questão A Esse sistema caracterizase pelo fornecimento imediato de energia a partir da quebra da fosfocreatina por ação enzimática ação da creatina fosfoquinase que retira o fosfato da molécula e o transfere para o ADP que produz ATP C Qual é a característica comum entre os esportes ou provas que utilizam o mesmo sistema de produção de energia da prova de 100 metros rasos A característica em comum entre esportes ou provas em sistemas APTCP é a alta intensidade e rápida liberação energética em curto tempo D Hipoteticamente caso Bolt realizasse uma maratona de 42km qual seria o sistema de fornecimento de energia predominante para a realização dessa corrida Caso realizasse uma maratona Bolt utilizaria o sistema de fornecimento predominantemente aeróbio O sistema aeróbio é capaz de fornecer energia por um maior período com menor explosão sendo então de menor potência e maior capacidade SISTEMA CARDÍACO A O que é Débito Cardíaco DC É o volume de sangue propulsado para o coração a cada batimento cardíaco B Por que o DC aumenta durante o exercício O débito cardíaco DC aumenta durante o exercício principalmente porque é diretamente relacionado a frequencia cardíaca que durante o exercício é aumentada em virtude do aumento da demanda por oxigênio pelos músculos em atividade C As alterações cardiovasculares durante o exercício dependem dentre alguns fatores do tipo de exercício que é realizado Dessa forma explique quais são as alterações que acontecem em um exercício incremental em um exercício intermitente e em um exercício prolongado Em um exercício incremental a frequencia cardíaca pressão sistólica por conta da demanda de oxigênio aumentam progressivamente e consequentemente há o aumento progressivo do DC Em exercícios intermitentes há um período de explosão máxima e de descanso o que faz com que a frequencia cardíaca pressão e consequentemente o DC aumentem durante o exercício e reduzam no tempo de descanso em repouso No exercício prolongado a constância faz com que a frequencia cardíaca e pressão se mantenham constante e consequentemente o DC também se mantém SISTEMA MUSCULAR A Considerando essa temática complete o quadro a seguir inserindo as características das fibras musculares FIBRAS RÁPIDAS FIBRAS LENTAS CARACTERÍSTICAS TIPO IIx TIPO IIa TIPO I Número de mitocôndrias Baixo Moderadoalto elevado Resistência à fadiga Alta Moderadaalta elevada Sistema energético predominante Anaeróbico Anaeróbico e aeróbico combinado aeróbico Atividade da ATPase Alta Menos elevada baixa Velocidade de encurtamento Alta moderada baixa Eficiência Alta Elevada moderada Tensão específica Alta Elevada moderada B Atletas maratonistas possuem cerca de 7080 de fibras musculares lentas tipo I Considerando as características das fibras tipo I relacionadas ao número de mitocôndrias resistência à fadiga e ao sistema energético predominantes explique o porquê maratonistas possuem esse alto percentual de fibras lentas Como podese observar no exercício anterior as fibras lentas possuem alto número de mitocôndrias resistência a fadiga sistema energético predominantemente aeróbico Os maratonistas possuem grande quantidade dessas fibras por questões fisiológicas adaptadas a atividade de realizam constantemente Por serem compostas por grande número de mitocôndrias são altamente eficientes em produção de energia no interior das células Além disso o sistema energético faz com que os músculos suportem e tenham energia disponível por um maior período de tempo sem que alcancem a fadiga rapidamente visto que possuem alta resistência BIOENERGÉTICA A Qual sistema de produção de energia foi utilizado predominantemente na prova de 100 metros na qual Bolt bateu o record em 2009 O sistema utilizado por Bolt em 2009 para a prova de 100m foi o ATPCP B Explique de forma resumida como acontece o fornecimento de energia por meio deste sistema considere sua resposta da questão A Esse sistema caracterizase pelo fornecimento imediato de energia a partir da quebra da fosfocreatina por ação enzimática ação da creatina fosfoquinase que retira o fosfato da molécula e o transfere para o ADP que produz ATP C Qual é a característica comum entre os esportes ou provas que utilizam o mesmo sistema de produção de energia da prova de 100 metros rasos A característica em comum entre esportes ou provas em sistemas APTCP é a alta intensidade e rápida liberação energética em curto tempo D Hipoteticamente caso Bolt realizasse uma maratona de 42km qual seria o sistema de fornecimento de energia predominante para a realização dessa corrida Caso realizasse uma maratona Bolt utilizaria o sistema de fornecimento predominantemente aeróbio O sistema aeróbio é capaz de fornecer energia por um maior período com menor explosão sendo então de menor potência e maior capacidade SISTEMA CARDÍACO A O que é Débito Cardíaco DC É o volume de sangue propulsado para o coração a cada batimento cardíaco B Por que o DC aumenta durante o exercício O débito cardíaco DC aumenta durante o exercício principalmente porque é diretamente relacionado a frequencia cardíaca que durante o exercício é aumentada em virtude do aumento da demanda por oxigênio pelos músculos em atividade C As alterações cardiovasculares durante o exercício dependem dentre alguns fatores do tipo de exercício que é realizado Dessa forma explique quais são as alterações que acontecem em um exercício incremental em um exercício intermitente e em um exercício prolongado Em um exercício incremental a frequencia cardíaca pressão sistólica por conta da demanda de oxigênio aumentam progressivamente e consequentemente há o aumento progressivo do DC Em exercícios intermitentes há um período de explosão máxima e de descanso o que faz com que a frequencia cardíaca pressão e consequentemente o DC aumentem durante o exercício e reduzam no tempo de descanso em repouso No exercício prolongado a constância faz com que a frequencia cardíaca e pressão se mantenham constante e consequentemente o DC também se mantém SISTEMA MUSCULAR A Considerando essa temática complete o quadro a seguir inserindo as características das fibras musculares FIBRAS RÁPIDAS FIBRAS LENTAS CARACTERÍSTICAS TIPO IIx TIPO IIa TIPO I Número de mitocôndrias Baixo Moderadoalto elevado Resistência à fadiga Alta Moderadaalta elevada Sistema energético predominante Anaeróbic o Anaeróbico e aeróbico combinado aeróbico Atividade da ATPase Alta Menos elevada baixa Velocidade de encurtamento Alta moderada baixa Eficiência Alta Elevada moderada Tensão específica Alta Elevada moderada B Atletas maratonistas possuem cerca de 7080 de fibras musculares lentas tipo I Considerando as características das fibras tipo I relacionadas ao número de mitocôndrias resistência à fadiga e ao sistema energético predominantes explique o porquê maratonistas possuem esse alto percentual de fibras lentas Como podese observar no exercício anterior as fibras lentas possuem alto número de mitocôndrias resistência a fadiga sistema energético predominantemente aeróbico Os maratonistas possuem grande quantidade dessas fibras por questões fisiológicas adaptadas a atividade de realizam constantemente Por serem compostas por grande número de mitocôndrias são altamente eficientes em produção de energia no interior das células Além disso o sistema energético faz com que os músculos suportem e tenham energia disponível por um maior período de tempo sem que alcancem a fadiga rapidamente visto que possuem alta resistência