Carnitina, colina

Carnitina, colina e fosfatidilcolina como
nutrientes reguladores do metabolismo de
lipídios e determinantes do desempenho
esportivo
*Docente da Faculdade Santa Rita (FASAR) - Prof. de EF. Mestre em
Ciências da Nutrição. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa MG.
**Prof. De Educação Física - Mestre em Ciências da Nutrição. Doutorand
o em Educação Física. Universidade Católica de Brasília, Viçosa MG.
(Brasil)
Edmar Lacerda Mendes*
[email protected]
Ciro José Brito**
[email protected]
Resumo
A carnitina, colina e fosfatidilcolina são compostos intermediários essenciais para o metabolismo de lipídios. A deficiência
destes pode afetar o catabolismo de lipídios, entretanto não está claro se a suplementação resultaria em maior catabolismo de
lipídios, o que por sua vez poderia resultar em perda de massa adiposa. Este trabalho teve por objetivo, através de uma revisão
sistematizada, discutir os resultados de estudos que apontem as relações da carnitina, colina e fosfatidilcolina no metabolismo
de lipídios e desempenho desportivo. A ação da carnitina como potencializador do catabolismo de lipídios permanece
controversa, entretanto sua ação antioxidante é comprovada. A colina é um composto essencial a saúde corporal, entretanto a
recomendação diária pode ser conseguida em diversos alimentos. A fosfatidilcolina desempenha um importante papel na
absorção intestinal de lipídios, sendo encontrada em diversas fontes alimentares.
Unitermos: Carnitina. Colina. Fosfatidilcolina. Lipídios. Antioxidantes.
Introdução
A carnitina tem o papel de transportar ácidos graxos de cadeia longa para o interior da
mitocôndria a fim de produzir energia. Sua suplementação tem sido associada a melhora no
desempenho desportivo em indivíduos saudáveis por vários mecanismos, dentre estes: a
elevação na oxidação de ácidos graxos, alteração da homeostasia da glicose, melhora na
produção de acilcarnitina e retardo no aparecimento da fadiga muscular 1.
A Colina é um componente dietético necessário para a função normal de todas as células. Ela
ou seus metabólitos, incluindo fosfolipídios, betaina e acetilcolina, asseguram a integridade
estrutural e funções sinalizadoras das membranas celulares2. A colina é um precursor para a
biossíntese de fosfatidilcolina (FC), um fosfolipídio predominante (>50%) na maioria das
membranas dos mamíferos3. A FC apresenta um importante papel na absorção intestinal de
lipídios. Por se tratar de nutrientes reguladores da digestão, absorção e metabolização dos
lipídios, carnitina, colina e fosfatidilcolina necessitam de atenção especial, uma vez que um
desajuste nas suas concentrações plasmáticas pode levar ao desenvolvimento de doenças,
deficiência no crescimento e da memória.
Este trabalho teve por objetivo, através de uma revisão sistematizada, discutir os resultados
de estudos que apontem as relações da carnitina, colina e fosfatidilcolina no metabolismo de
lipídios e desempenho desportivo.
Revisão de literatura
Características e funções dos lipídios e lipoproteínas
Os lipídios biológicos constituem um grupo quimicamente diverso de compostos, cuja
característica comum é a insolubilidade em água. As funções biológicas dos lipídios são
igualmente diversas. Em muitos organismos, as gorduras e os azeites são as principais formas
de armazenamento de energia, enquanto os fosfolipídios e os ésteres constituem a metade da
massa das membranas biológicas. Outros lipídios, mesmo em pequenas quantidades,
desempenham papéis cruciais como co-fatores enzimáticos, transportadores iônicos, agentes
emulsificantes, hormonais e mensageiros intracelulares.
Os lipídios são constituídos por 95% de triglicerídios sendo o restante traços de
monoglicerídios e diglicerídios, ácidos graxos livres, fosfolipídios e esteróis. Aproximadamente
99% do total de lipídios armazenados no corpo são na forma de triglicerídios, que são
compostos por três ácidos graxos e uma molécula de glicerol4.
Os lipídios, de natureza lipofílica, são transportados no sangue em lipoproteínas, que
consistem da camada externa que contém proteína (chamadas de apolipoproteína ou
simplesmente apo) e lipídios polares (fosfolípides e colesterol não-esterificado) que envolvem o
centro hidrofóbico (triglicerídios, ésteres de colesterol e vitaminas lipossolúveis).
As apolipoproteínas exercem várias funções fisiológicas, além de solubilizar os lipídios
circulantes, agem como co-fatores de enzimas ou ligantes de receptores na superfície celular 5.
Após a digestão e absorção, os lipídios da dieta são transportados na linfa como partículas
de quilomícrons (QM). Os QM possuem apoB 48 e apoE como principais apolipoproteínas. Eles
penetram inicialmente pelo ducto torácico para depois alcançar a circulação sistêmica 4.
Nos capilares do tecido adiposo e muscular, dentro de poucas horas após a alimentação, os
QM sofrem a hidrólise de seus triacilglicerois pela ação da enzima lipase lipoprotéica, utilizando
como co-fator a apoCII. Após esta ação da lipase, formam-se os quilomicrons remanescentes
(QMr). Estes são rapidamente retirados da circulação pelo fígado através da interação entre a
apoE e seus receptores nas membranas dos hepatócitos4,5.
A lipoproteína de densidade muito baixa (VLDL) é uma partícula rica em triglicérides derivada
do fígado e, além de outras apolipoproteínas, apresenta apoB100 e apoE em sua constituição.
Similar aos quilomícrons, a VLDL perde seus triglicérides por ação da lipase lipoprotéica
auxiliada pela apoCII, originando um remanescentes mais denso chamado lipoproteína de
densidade intermediária (IDL)4.
A IDL contém quantidades iguais de colesterol e triglicérides, e as principais apolipoproteínas
presentes são apoB100 e apoE. Esta partícula tem dois destinos: ou é captada pelo fígado pela
interação das apolipoproteínas com seus receptores nos hepatócitos ou sofre catabolismo
adicional (perda de lipídios e apolipoproteínas) e se transforma em LDL5.
A LDL é a principal transportadora de colesterol na circulação. Transporta colesterol para os
tecidos extra-hepáticos, cujas membranas apresentam os receptores B/E que reconhecem a
apoB100, única proteína presente na partícula de LDL3.
A HDL é uma lipoproteína que apresenta apoAI e apoE como principais apolipoproteínas, são
envolvidas no transporte reverso de colesterol, o único processo pelo qual o colesterol livre dos
tecidos periféricos é transportado para o fígado para metabolismo ou excreção. Neste processo,
o colesterol é esterificado por ação da LCAT (lecitina colesterol acil-transferase) tendo a apoAI
como co-fator a lecitina e a fosfatidilcolina como doador de grupo acil para a reação 5.
O potencial protetor de HDL na aterosclerose vem do fato desta lipoproteína ser capaz de
retirar o excesso de colesterol livre não só de membranas celulares como do próprio
subendotélio (na placa aterosclerótica) 4,5.
Quando as células necessitam de energia, a lípase hormônio-sensível degrada os triglicerídios
estocados em glicerol e ácidos graxos, liberando-os na corrente sanguínea. Os ácidos graxos
são transportados por uma proteína (albumina) a fim de serem utilizados pelas células através
da
-oxidação, gerando energia, dióxido de carbono e água. O glicerol liberado pela ação da
lípase é fosforilado e incorporado a glicólise.
Ativação e transporte de ácidos graxos para o interior das mitocôndrias
As enzimas responsáveis pela oxidação de ácidos graxos nas células se localizam na matriz
mitocondrial4. Os ácidos graxos livres não podem passar diretamente através das membranas
mitocondriais sem sofrer uma série de reações enzimáticas. Sendo assim, o grupo carboxílico da
carnitina (composto derivado da lisina) se une transitoriamente ao grupo acil-graxo sintetizado
na reação entre ácido graxo, CoA, ATP, formando o composto acil-carnitina, sendo então
transportado através da membrana mitocondrial interna por um transportador específico 5. Na
matriz mitocondrial a acil-carnitina sofre a ação da carnitina aciltransferase, regenerando acilCoA e a carnitina que são liberados no interior da matriz. A carnitina retorna ao espaço entre a
membrana interna e externa4,5.
L-Carnitina
Em humanos, a carnitina é derivada de fontes dietéticas e pela biossíntese endógena. Carne
e derivados lácteos são as maiores fontes dietéticas deste componente. A Lisina é o precursor
para a biossíntese da carnitina, finalizando o processo de síntese no fígado e rins. A Carnitina e
acilcarnitina são filtradas e reabsorvidas no túbulo renal com transporte máximo para
reabsorção A perda acontece pela excreção urinária1.
A Carnitina é um componente vital no metabolismo dos lipídios pela produção de ATP por
meio da
-oxidação e subseqüente fosforilação oxidativa6. Existe um decréscimo da
concentração de carnitina no sangue e nos tecidos em condições de hiperlipidemia 7.
Altos níveis de peróxidos lipídicos prejudicam os vasos sanguíneos causando aumento na
aderência e na agregação de plaquetas no local afetado. Este é o início do processo
aterogênico. Em condições de aterosclerose, elevados níveis de lipídios são responsáveis pela
peroxidação lipídica e injúria tecidual. Peróxidos lipídicos aceleram a incorporação de LDL no
interior das células musculares lisas das artérias promovendo a formação de células espumosas,
que é característica da placa inicial8.
Os peróxidos lipídicos são considerados potenciais precursores da aterosclerose. Entretanto,
um tratamento com 300mg/Kg/peso corporal/dia de carinitina por 7 e 14 dias reduziu
significativamente a peroxidação lipídica nos tecidos e melhora na capacidade antioxidante 8. Por
esse caminho, a carnitina mantém o funcionamento normal das células.
Em ratos idosos, o nível de peroxidação lipídica foi consideravelmente elevado, enquanto os
antioxidantes superóxido dismutase, catalase, glutationa peroxidase, vitamina C, vitamina E,
glutationa redutase e o total de tiols foi baixo. A suplementação de L-carnitina (300mg/Kg/peso
corporal/dia) por 7, 14 e 21 dias em ratos idosos demonstrou elevar o estado de carnitina
reduzindo assim a peroxidação lipídica e melhorou a capacidade antioxidante 9.
A enzima glutationa peroxidase reduz radicais livres advindos da peroxidação lipídica.
Observou-se elevação da glutationa pela suplementação de carnitina em ratos, o que
conseqüentemente aumentam as concentrações de glutationa peroxidase 9.
A redução da síntese protéica com a idade, devido ao decréscimo na produção de ATP, reduz
a atividade dessas enzimas. A suplementação de carnitina pode elevar a produção de ATP, e
consequentemente, melhorar a síntese protéica global (e suas enzimas) nas células. Além disso,
L-carnitina, sendo um antioxidante, pode proteger estas enzimas de danos peroxidativos9.
L-carnitina tem demonstrado poupar a atividade do tiol e metionina, sugerindo que esta
otimize a capacidade antioxidante9.
Na presença da aterosclerose observa-se depleção da carnitina miocardial, resultando no
decréscimo e transporte de ácidos graxos para o interior da mitocôndria. Observa-se também a
redução de enzimas antioxidantes e vitaminas8.
A vitamina C (ácido ascórbico) foi reportada como co-fator para a biossíntese de carnitina10.
A suplementação de carnitina pode poupar vitamina C, conseqüentemente elevando os níveis
desta vitamina9. Como vitamina C tem a capacidade de regenerar vitamina E, o concomitante
aumento na concentração de vitamina E em ratos velhos pela administração de carnitina
possivelmente se deva ao decréscimo no estresse oxidativo ou aumento dos níveis de vitamina
C9.
A deficiência de vitamina C aumenta a excreção de carnitina, entretanto esta redução não foi
significativa no período de nove semanas10. A deficiência da vitamina C demonstrou elevar
triglicerídios no plasma acompanhando de decréscimo tecidual de carnitina em porcos da Índia,
atribuindo-se a alteração no metabolismo de lipídios ao transporte limitado de ácidos graxos de
cadeia longa para o interior da mitocôndria10.
As concentrações de vitamina C e vitamina E reduzem significante em animais velhos 9.
Vitamina C tem função antioxidante limpando radicais livres (O 2- e OH+) e convertendo o radical
-tocoferoxil em -tocoferol11. Possivelmente, o aumento nas concentrações de vitamina C
com suplementação de carnitina pode ser atribuído ao aumento da glutationa regenerada pela
carnitina9, pois a glutationa reduz o ácido diidroascórbico em ácido ascórbico10.
L-Carnitina e exercício
A carnitina transporta ácidos graxos de cadeia longa para o interior da mitocôndria,
produzindo energia através da
-oxidação12. Teoricamente, o maior catabolismo de lipídios
pouparia o glicogênio muscular, assim atletas envolvidos em atividades de longa duração
poderiam adotar a carnitina como um recurso ergogênico13.
A Suplementação de carnitina por 28 dias demonstrou aumentar em 14% o tempo de
exercício até a exaustão em ratos sedentários e em 30,3% em ratos treinados, considerando
que o programa de exercícios moderados somente foi responsável pelo aumento de 18% nesta
variável. Observou também que as fibras musculares oxidativas tipo 1 presentes no sóleo
elevaram a oxidação de ácidos graxos e diminuíram a oxidação de glicose depois da
suplementação de carnitina14.
A suplementação de carnitina demonstrou elevar a oxidação no músculo esquelético por um
mecanismo que inclui elevação do conteúdo total de carnitina dentro da mitocôndria do
músculo sóleo e do conteúdo de acil-carnitina. Este aumento da concentração de acil-carnitina
foi acompanhado por um aumento de CoA livre, possibilitando assim um maior fluxo no ciclo de
Krebs pela ação da piruvato desidrogenase e 2-oxaglutarato desidrogenase entre outros passos
no metabolismo celular, sendo que os melhores resultados na suplementação de 3 semanas
com carnitina foram melhores em ratos treinados14,15.
Carnitina e acilcarnitina têm sido propostos como agentes terapêuticos no aprimoramento da
capacidade desportiva por melhorar a oxidação de ácidos graxos, reduzindo a formação
intramitocondrial de acetil coenzima A (CoA), o qual pode ser deletério para a função celular15 e
mantendo alta a atividade da desidrogenase pirúvica 14.
Estudos com suplementação de carnitina em atletas engajados em programas de
treinamento por períodos de 1 a 6 meses (Tabela 1), demonstram prevenir o decréscimo da
carnitina muscular induzida pelo treinamento e também aumento da atividade muscular de
enzimas digestivas, incluindo a desidrogenase pirúvica e enzimas da cadeia transportadora de
elétrons.
Estudos têm demonstrado o uso clínico da carnitina em situações de hipóxia muscular 16,17,
afecções cardiovasculares17 e pacientes em hemodiálise18. Nestes estudos, potencializou-se
significativamente o desempenho do exercício, junto com a melhora do desempenho cardíaco,
capacidade de trabalho total e retardando o aparecimento da dor resultante do esforço e
reduzindo níveis sanguíneos de lipídeos. A Tabela 1 apresenta um resumo sobre estudos que
avaliaram a influencia da cafeína no desempenho desportivo.
Em resumo, a suplementação de carnitina por período superior a 28 dias com doses de 1 a
6g/dia demonstrou melhorar a capacidade de utilizar os lipídios como fonte de energia durante
exercícios aeróbicos (>60% do VO2máx) em indivíduos treinados. A carnitina representa uma
adição recente aos compostos com capacidades ergogênicas documentadas 19.
Colina e suas funções metabólicas
O neonato tem uma grande demanda de colina devido a seu rápido crescimento e
desenvolvimento cerebral20 e depende fortemente da ingestão de colina para satisfazer as suas
necessidades21. Ingestão adequada de colina na dieta entre o 16º e o 30º dia pós-parto pode
aumentar a função cerebral ao longo da vida22. Grande parte da colina necessária para o
recém-nascido é derivada de apenas do leite, o qual contém uma alta concentração de colina 23.
O leite humano contém os compostos: colina, fosfocolina, glicerofosfocolina, lisofosfatidilcolina
e fosfatidilcolina23. A habilidade da colina em alterar o desenvolvimento cerebral pode ser
atribuído ao seu papel como um precursor de esfingomielina, membrana dos fosfolipídios e
acetilcolina3
A colina é um precursor para a biossíntese de fosfolipídios fosfatidilcolina, lisofosfatidilcolina
e esfingomielina, todos essenciais constituintes das membranas3. Em particular, fosfatidilcolina
é o fosfolipídio predominante (>50%) na maioria das membranas dos mamíferos3.
A colina é necessária na síntese de acetilcolina, um importante transmissor que influencia na
função do cérebro, coração, músculo, glândula adrenal, trato gastrintestinal e muitos outros
órgãos24. Na maioria dos mamíferos, a deficiência da ingestão nutricional de colina depleta seus
estoques corporais, o que resulta em infiltração de gordura no fígado 20,24. Isto ocorre porque a
colina é necessária para a formação de fosfatidilcolina, que é essencial para a secreção da
lipoproteína de muito baixa densidade VLDL, partícula necessária ao transporte de triacilglicerol
do fígado20. Outras possíveis complicações como retardo no crescimento, disfunções renais,
hemorragias e anormalidades ósseas são também evidenciadas pela deficiência de colina 20.
A colina é a principal fonte de grupos-metil na dieta21. Um de seus metabólitos, a betaina,
participa da metilação da homocisteína para formar metionina20. A colina tem efeito direto na
sinalização nervosa com outras células e no transporte e metabolismo de lipídios 20.
&nIngestão excessiva em curto prazo de colina pode causar desconforto gastrintestinal,
transpiração e salivação excessiva e anorexia24. Em longo prazo acarreta riscos a saúde tais
como injúria do sistema nervoso e cardiovascular 24.
Em 1998, a Academia Nacional de Ciência (EUA), emitiu um relatório identificando a colina
como um nutriente necessário para humanos, recomendando sua ingestão diaria em
quantidades recomendadas24.
A Gravidez e lactação são períodos onde a reserva maternal de colina encontra-se
depletada3. Ao mesmo tempo, a disponibilidade de colina para o desenvolvimento normal do
cérebro é crítica24. Estudos indicam que a colina tem um papel no desenvolvimento da
memória, portanto ingestão de colina durante a gravidez pode ser importante no
desenvolvimento do cérebro25,26.
A ingestão de dois ovos por dia contêm aproximadamente a necessidade diária de colina, até
que mais alimentos sejam avaliados em relação a seu conteúdo de colina, mulheres grávidas
podem incluir ovos em sua dieta. Um ovo possui aproximadamente 300 mg de colina,
principalmente na forma de fosfatidilcolina20. A Tabela 2 apresenta a Ingestão Adequada
Recomendada proposta pelo Institute of American, citado por Zeisel 24.
Efeito da suplementação de colina na performance esportiva
A sua suplementação demonstrou aumentar a síntese de acetilcolina e sua liberação na
junção neuro-muscular20. Observou-se um declínio na concentração plasmática de colina em
atletas após corridas e maratona27.
Portanto, a suplementação de colina pode manter o equilíbrio de acetilcolina e prevenir
queda no desempenho. No entanto, não existem estudos definitivos acerca dos efeitos da
suplementação de colina em pessoas normais.
Relação colina e carnitina
Relações entre colina e carnitina têm sido estudadas por muitos anos, mas o foco principal
tem sido no prejuízo do estado de carnitina em deficiência de colina 28. Estudos apresentam
resultados conflitantes a respeito da suplementação de colina, resultando na conservação de
carnitina em humanos29. A suplementação de colina promove o aumento de carnitina nos
tecidos, particularmente na musculatura esquelética em porcos 30 e fígado de ratos31. A
suplementação de colina da dieta diminui o percentual de gordura e elevou o percentual de
proteína sem aumento significante da massa corporal ou da relação de troca respiratória em
porcos29. A combinação de colina, carnitina e cafeína com ou sem exercício reduz a massa
corporal por meio da redução da gordura e do total de lipídios como também da leptina sérica
em ratos32.
Fosfatidilcolina
A fosfatidilcolina (Lecitina) é o fosfolipídeo mais conhecido. Contém ácido fosfórico e base
colina contendo nitrogênio. Atua no transporte e utilização de ácidos graxos e colesterol (em
lipoproteínas) através da enzima lecitina-colesterol aciltransferase4. É também essencial para a
secreção de lipoproteína de muito baixa densidade (VLDL) pelo fígado3.
A fosfatidilcolina desempenha um importante papel na absorção intestinal de lipídios, pois
aumenta a solubilidade micelar formando quilomícrons33. Em ratos recebendo FC da gema do
ovo reduziram a absorção intestinal de colesterol se comparados aos que receberam FC de
soja33.
As principais fontes de lecitina são encontradas no fígado, gema do ovo, feijão de soja,
amendoim, espinafre e trigo4. A fosfatidilcolina não é um nutriente essencial porque o
organismo produz quantidade que é necessária 4. A lecitina da dieta é digerida antes de ser
absorvida, portanto, os suplementos são de pequeno valor4. Devido suas propriedades
emulsificantes, a lecitina é adicionada aos produtos alimentares, como a margarina, bolachas e
confeitos4.
Peculiaridades da Fosfatidilcolina
Segundo maior componente lipídico do organismo;
em sua composição, um dos ácidos graxos é substituído por uma substância
contendo fósforo;
grande afinidade a substâncias hidro e lipossolúveis;
são materiais estruturais efetivos;
são encontradas em grande concentração combinadas a proteínas nas
membranas celulares, facilitando a passagem de gorduras (lipídeos) como
parte de lipoproteínas.
A fosfatidilcolina (FC) tem demonstrado elevar a absorção intestinal de lipídios e reduzir a
absorção de -tocoferol, sugerindo que FC afeta a absorção intestinal de -tocoferol e lipídios
por mecanismos diferentes34.
A Fosfatidilcolina é um emulsificante essencial para o processo de solubilização,
particularmente da bile35. O Colesterol biliar, que é a principal fonte do colesterol absorvido,
não pode ser eficientemente solubilizado na bile sem a presença da FC 35. Contrariamente a
idéia predominante, que absorção de lipídios é diretamente dependente na dispersão e
solubilização, há indicativos que FC pode suprimir a absorção de colesterol, apesar de promover
a solubilização do colesterol35.
Considerações finais
Este estudo apresentou aspectos relevantes destes nutrientes, assim temos dados mais
precisos a respeito das suas interações no organismo em diversas situações.
Apesar de contestada, dos compostos revisados, somente a carnitina apresentou efeito
benéfico no desempenho desportivo, principalmente por sua ação antioxidante e aumento no
catabolismo de lipídios.
Mais estudos devem ser elaborados a fim de estabelecer a relação entre suplementação
destes nutrientes com as possíveis melhoras nos rendimentos esportivos, biodisponibilidade
corporal e nos desajustes metabólicos ocasionados pelo processo de envelhecimento,
dislipidemias e na função antioxidante.
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