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Recentemente, grande atenção tem sido dada ao possível impacto que os radicais livres possam exercer na etiologia de inúmeros estados metabólicos e patogênicos, como no envelhecimento (OLIVEIRA; NOGUEIRA-MACHADO; CHAVES, 2010), nas doenças cardiovasculares (RIZZO et al., 2009), câncer (LIU et al., 2011),

mal de Parkinson (TOBÓN-VELASCO et al., 2010), diabetes (STANTON, 2011), entre outros.

Os radicais livres podem ser definidos como qualquer átomo ou molécula que contém um ou mais elétrons não pareados, com existência independente (HALLIWELL, 1994). São moléculas de meia-vida curta, altamente instáveis e reativas. Basicamente, o termo espécies reativas do oxigênio (ROS) refere-se não apenas aos radicais oxigênio-centrados, mas também às substâncias reativas derivadas do oxigênio, como o peróxido de hidrogênio, por exemplo.

De forma semelhante, o termo espécies reativas do nitrogênio (RNS) refere-se tanto aos radicais contendo nitrogênio como outras moléculas reativas cujo centro reativo é o nitrogênio. Já o termo espécies reativas do oxigênio e nitrogênio (RONS) é também usado como um termo coletivo para os ROS e RNS e inclui também as outras espécies reativas. A produção de ROS é uma consequência natural do metabolismo aeróbio, sendo, inclusive, importante para a manutenção de muitas funções fisiológicas, como, por exemplo, para o controle da expressão gênica de diferentes proteínas, regulação de vias sinalizadoras celulares e até mesmo para a produção de força muscular (DROGE, 2002; MAHADEV et al., 2001; REID, 2001).

Em condição pró-oxidativa, a concentração de ROS pode aumentar devido à maior geração intracelular ou pela deficiência dos mecanismos antioxidantes, gerando desequilíbrio entre moléculas oxidantes e antioxidantes, com a tendência ao estado oxidativo. Esse desequilíbrio tem sido denominado de estresse oxidativo (SIES, 1993).

Os primeiros RONS gerados nas células são o íon superóxido (O2•-_{) e o óxido}

nítrico (NO). O radical superóxido é gerado a partir de incompleta redução do oxigênio na cadeia transportadora de elétrons ou como um produto específico do metabolismo enzimático. Apresenta a característica de ser negativamente carregado e impermeável à membrana celular. Além disso, apresenta meia-vida mais longa quando comparado a outros RONS, o que permite sua difusão na célula, aumentando seu potencial oxidativo, embora seja considerado um RONS menos reativo que outros (FRIDOVICH, 1997). A dismutação do radical superóxido, ocorrida espontaneamente ou catalisada pela enzima superóxido dismutase, é a principal fonte de peróxido de hidrogênio (H2O2) para a célula, conforme mostrado na reação 1:

(1)

O H2O2 é um composto reativo mais estável, permeável nas membranas, que

pode, em circunstâncias específicas, gerar outros RONS, como o radical hidroxil (OH•_),

a partir de reações catalisadas por metais, como na reação de Fenton, por exemplo. Isso é possível mesmo sendo fraco agente oxidante e não sendo aparentemente capaz de oxidar DNA e lipídeos diretamente (HALLIWELL; GUTTERIDGE, 2007).

(2)

Por outro lado, o radical hidroxil (OH•_{) é extremamente reativo, com forte}

potencial oxidativo, sendo considerado o mais danoso ROS presente em materiais biológicos. Já o NO, sintetizado a partir do aminoácido arginina em diferentes tipos celulares, apesar de ser um fraco agente redutor, quando reage com o íon superóxido produz o peroxinitrito, um forte agente oxidante que leva à depleção de grupos tióis, à nitração de proteínas e a danos no DNA (HALLIWELL, 1994).

(3)

Desde que os RONS possam iniciar reações radicalares em cadeia em diferentes moléculas biológicas, outros RONS secundários podem ser gerados como parte dessas reações. Um exemplo inclui radicais intermediários formados durante a peroxidação lipídica. A bicamada lipídica é formada por grande quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) e sua peroxidação, que se desenvolve em vários estádios, pode levar a alterações em sua função biológica. Inicialmente, os ROS, como o hidroxil, por exemplo, iniciam a peroxidação abstraindo um átomo de hidrogênio de um metileno da cadeia lateral, formando um radical alquila e uma molécula de água

(HALLIWELL; CHIRICO, 1993). O radical alquila (L_{•) apresenta um elétron}

radical alquila inicialmente formado combina-se com o oxigênio, formando o radical

peroxila (LOO•), o qual pode abstrair um hidrogênio alílico de outro ácido graxo,

gerando outro radical carbono-centrado, promovendo, assim, a etapa conhecida como propagação. A reação termina com a formação de hidroperóxidos lipídicos (LOOH), peróxidos cíclicos ou, ainda, um malondealdeído (MDA), conforme mostrado na FIG. 2. O MDA é um dos principais e mais estudados produtos da peroxidação dos PUFAs, principalmente do ácido araquidônico. É considerado mais do que simples marcador da liporoxidação, pois é capaz de interagir com ácidos nucleicos e outras proteínas, levando à formação de compostos de características genotóxicas (DEL RIO; STEWART; PELLEGRINI, 2005).

FIGURA 2 – Principais reações ocorridas durante o processo de peroxidação lipídica

Os RONS podem, também, promover modificações oxidativas em proteínas celulares. A carbonilação de proteínas é um tipo particular de oxidação caracterizada pela adição de um grupo carbonila, como aldeído ou cetona, a partir de uma cascata de reações oxidativas irreversíveis e irreparáveis (BARREIRO; HUSSAIN, 2010). É considerada marcador primário do estresse oxidativo e origina-se de proteínas que reagem diretamente com RONS, levando à formação de derivados proteicos ou peptídeos fragmentados contendo grupos carbonilas altamente reativos.

Embora todos os resíduos de aminoácidos sejam susceptíveis à oxidação por RONS, principamente pelo radical hidroxil, apenas a oxidação de resíduos específicos leva à formação de derivados carbonilados (BERLETT; STADMAN, 1997). Reações secundárias de grupos aminoprimários de resíduos de lisina com açúcares redutores ou com produtos de glicação ou glicoxidação também levam à carbonilação de proteínas (STADTMAN; LEVINE, 2003). Além disso, grupos carbonilados podem ser introduzidos em proteínas quando estas reagem com produtos da lipoperoxidação, como o 4-hidroxi-2-nonenal e o MDA, assim como a oxidação direta das cadeias laterais dos resíduos de lisina, arginina, prolina e treonina (BERLETT, STADMAN, 1997; STADTMAN; LEVINE, 2003). Tais reações estão sumarizadas na FIG. 3.

FIGURA 3 – Formação de proteínas carboniladas por oxidação direta do resíduo de prolina (A) ou por glicação e glicoxidação (B); a partir da reação do 4-hidroxi-2-nonenal com resíduo de lisina (C); reação de grupos amino com o MDA (D)

Fonte: Berllett e Stadman (1997).

O exercício físico é conhecido por aumentar a geração de ROS devido ao aumento na utilização do oxigênio (DAVIES et al., 1982; REID, 2008). Entretanto, tem sido proposto que o tipo e a intensidade do exercício físico podem afetar diferentemente o sistema antioxidante (DA SILVA et al., 2009; MALAGUTI et al.,

A

B

C

2009). A prática regular de exercícios físicos de intensidade baixa a moderada produz moderada quantidade de ROS, que, por sua vez, causa adaptação nos sistemas antioxidantes e de reparação. Concentrações moderadas de ROS induzem a expressão de enzimas antioxidantes e de outros mecanismos de defesa, tais como superóxido dismutase, peroxidases e glutationa, sendo, neste caso, o exercício considerado um próprio antioxidante (GOMEZ-CABRERA; DOMENECH; VINA, 2008; RISTOW et al., 2009). O princípio desse fenômeno é baseado no conceito da “hormese”, um efeito caracterizado por relação dose-resposta em que baixas doses de uma substância são estimulatórias e alta dose, inibitória (CALABRESE; BALDWIN, 2003).

Assim, o exercício de alta intensidade e exaustivo leva a exacerbado aumento na produção de ROS, causando distúrbio no balanço pró-oxidante/antioxidante, podendo resultar estado de estresse oxidativo. Essas alterações podem levar à degradação de proteínas musculares, contribuindo para o aparecimento de sinais e sintomas de possíveis lesões musculares, como, por exemplo, o cansaço e a perda de força muscular (BLOOMER et al., 2007), afetando, assim, o desempenho físico.

A formação de ROS induzida pelo exercício aeróbio de alto volume e em diferentes intensidades tem sido reportada em promover fadiga muscular (POWERS; JI; LEEUWENBURGH, 1999; REARDON; ALLEN, 2009; REID; KHAWLI; MOODY, 1993) e dano no DNA (OKAMURA et al., 1997). Em relação ao exercício de resistência com pesos, também é descrito aumento variável na concentração de moléculas oxidadas após o exercício (LIU et al., 2005; RAMEL; WAGNER; ELMADFA, 2004). O plasma é o principal material biológico utilizado para a avaliação do impacto desse tipo de exercício sobre a produção de produtos oxidativos e marcadores antioxidantes (DEMINICE et al., 2010; HUDSON et al., 2008).

A biópsia do músculo-esquelético, embora em menor proporção, é também utilizada, enquanto que o uso de outros tecidos, como o fígado, é praticamente impraticável, devido à natureza invasiva das biópsias para serem realizadas em estudos desse tipo com humanos e também devido à dificuldade em se estabelecer um protocolo de exercícios de resistência com pesos, do tipo musculação, com animais de laboratório. Uchiyama et al. (2006), um dos pioneiros em estabelecer um protocolo de exercícios dessa natureza com animais de laboratório a partir da eletroestimulação, relataram que esse tipo de exercício resultava em dano na fibra muscular esquelética, estimada pela concentração plasmática da creatina quinase e

marcadores indiretos, tais como alterações musculares na atividade das enzimas superóxido dismutase, glutationa peroxidase e catalase.

O dano oxidativo induzido pelo exercício pode produzir inflamação e, por conseguinte, disfunção tecidual, afetando, consequentemente, a contração muscular e a produção de força motora, favorecendo o desenvolvimento da fadiga muscular (JACKSON, 2009; POWERS; JI; LEEUWENBURGH, 1999; REID; KHAWLI; MOODY, 1993). Até o presente momento, não está bem esclarecido se o estresse oxidativo pode ocasionar alteração na síntese proteico-muscular induzida pelo exercício de resistência com pesos, sendo possível que as ROS possam estar envolvidas na diminuição/redução do efeito anabólico de nutrientes (MARZANI et al., 2008; MOSONI et al., 2010). Marzani et al. (2008) registraram que a leucina apresenta capacidade diminuída em estimular a síntese muscular de ratos idosos in vitro, mas que a suplementação com vitaminas e compostos antioxidantes foi capaz de reverter o efeito reduzido da leucina nesses animais.

Os antioxidantes são geralmente conhecidos por protegerem o organismo contra o estresse oxidativo induzido pelo exercício, podendo, inclusive, melhorar o desempenho esportivo (LANDS; GREY; SMOUTAS, 1999; ROSSI; BLOSTEIN-FUJII; DiSILVESTO, 2000). Entre os inúmeros compostos atualmente conhecidos por apresentaram propriedades antioxidantes, as PSL merecem atenção especial. Conhecidas pelo seu alto valor biológico (HARAGUCHI et al., 2010a), diferentes estudos têm revelado seus benefícios para o desempenho esportivo, assim como para melhorar a resposta antioxidante durante o treinamento aeróbio (ELIA et al., 2006). Entretanto, são menos conhecidos os efeitos das PSL sobre o sistema antioxidante e sobre biomarcadores de produtos de oxidação em diferentes tecidos, induzidos pelo exercício de resistência com pesos.

Embora crescentes evidências tenham sugerido que o estresse oxidativo possa inibir a síntese proteica via diminuição da fosforilação de proteínas sinalizadoras do metabolismo proteico (CHEN et al., 2010; ZHANG et al., 2009), como, por exemplo, a proteína 4E-BP1 em miócitos e em células neuronais PC12 (O’LOGHLEN et al. 2006; PHAM, SUGDEN e CLERK, 2000) e mesmo a mTOR (ZHANG et al. 2009), não está descrito se as PSL poderiam favorecer o crescimento muscular ocasionado por redução nos produtos de oxidação gerado pelo exercício de resistência.