A Cafeína como Recurso Ergogênico nos Exercícios de Endurance

Luciana C. Braga Mariana P. Alves Graduandas 1997.1 – Licenciatura em Educação Física - UFRJ

Introdução
A cafeína é uma das drogas mais consumidas em todo o mundo. Presente em diversas espécies de plantas, é encontrada em chás, no café, cacau, guaraná, chocolate e nos refrigerantes. Seu consumo visando efeitos estimulantes data de muitos séculos, no entanto sua utilização por atletas tem se tornado popular nas últimas décadas devidos aos estudos sobre seus benefícios ergogênicos.
A cafeína é um alcalóide, pertencente ao grupo das drogas classificadas como as metilxantinas (1,3,7- trimetilxantina), é uma substância lipossolúvel, que é rapidamente absorvida pelo trato gastrointestinal, atingindo seus níveis de pico no plasma entre 30 e 120 minutos. (Lima, 1989)
O Comitê Olímpico Internacional classifica a cafeína, atualmente, como uma droga restrita, positiva em concentrações acima de 12mg/L na urina. (Tarnopolsky, 1993)
A cafeína afeta quase todos os sistemas do organismo, sendo que seus efeitos mais óbvios ocorrem no sistema nervoso central (SNC). Quando consumida em baixas dosagens (2-10mg/kg), a cafeína, provoca aumento do estado de vigília, diminuição da sonolência, alívio da fadiga, aumento da respiração, aumento da liberação de catecolaminas, aumento da frequência cardíaca, aumento no metabolismo e diurese. Em altas dosagens (15mg/kg) causa nervosismo, insônia, tremores e desidratação. (Conlee, 1991)
A possibilidade de que a cafeína possa exercer algum efeito ergogênico nos exercícios de longa duração vem sendo investigada por diversos pesquisadores desde a década de 70. No entanto, os resultados destes estudos apresentam algumas controvérsias devido a falta de padronização das metodologias (tipo de exercício; intensidade e duração dos exercícios; dosagens de cafeína; tolerância) utilizadas nos experimentos. Além disso, este tipo de estudo é complicado uma vez que a cafeína afeta quase todos os tecidos do corpo dificultando a observação de seus mecanismos de ação. (Nehlig et al., 1994)
Mecanismos de ação
O estudo dos efeitos da cafeína como recurso ergogênico nos exercícios de endurance requer um conhecimento de seus mecanismos de ação intracelular. Os principais mecanismos de ação da cafeína são:
Mobilização intracelular de cálcio do retículo sarcoplasmático
A cafeína reduz o limiar de excitabilidade e prolonga a duração do período ativo da contração muscular in vitro por aumentar a liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático para o sarcoplasma e por inibir o mecanismo de recaptação de cálcio pelo retículo sarcoplasmático, tornado o íon Ca+ mais disponível para a contração muscular.
O aumento da força da contração muscular induzido pela cafeína está relacionado com o aumento na concentração intracelular de cálcio e com uma maior sensibilidade das miofibrilas (actina e miosina) ao cálcio, causada pela cafeína. (Nehlig et al., 1994)
No entanto, este mecanismo de ação só pôde ser detectado em experimentos in vitro utilizando-se dosagens muito altas de cafeína, cujas concentrações sanguíneas representam efeitos tóxicos para o organismo. Dadas estas condições, não é possível que a mobilização intracelular de cálcio do retículo sarcoplasmático, represente um mecanismo nos efeitos ergogênicos da cafeína.
Inibição da enzima fosforodiesterase
A cafeína inibe a ação da enzima fosforodiesterase que é responsável pela degradação do mediador químico intracelular denominado adenosinamonofosfato (AMP cíclico). Desta forma, a cafeína aumenta o tempo de meia-vida do AMP cíclico. Um aumento nos níveis de AMP cíclico intracelular estimula um aumento na lipólise. (Tarnopolsky, 1994)
Antagonismo dos receptores de adenosina
Atualmente este é o mecanismo mais favorável para explicar os efeitos ergogênicos da cafeína. A cafeína é um antagonista dos receptores de adenosina A1. Estes receptores interagem com a adenosina provocando uma série de respostas fisiológicas no organismo. A cafeína, por impedir a interação da adenosina com seus receptores provoca respostas opostas às esperadas como aumento na liberação de adrenalina, aumento da lipólise nos adipócitos, aumento das secreções gástricas e da diurese (Nehlig et al., 1994). Além destes três mecanismos de ação a cafeína possui um efeito sobre a atividade da bomba Na-K. Segundo o estudo de Lindinger et al. (1993) a cafeína auxilia na regulação das concentrações de K+ no meio extracelular e intracelular, mantendo as concentrações de K+ alta no meio intracelular e baixa no meio extracelular, o que contribui para o retardamento da fadiga. Sendo assim, observa-se que este pode ser mais um mecanismo de ação que contribui para os efeitos ergogênicos da cafeína nos exercícios de endurance.
Análise das pesquisas sobre a utilização da cafeína como recurso ergogênico nos exercícios de endurance
O interesse nos possíveis efeitos da cafeína como recurso ergogênico nos exercícios de endurance, iniciou-se com os trabalhos do Dr. Costill e seus colaboradores, nos Estados Unidos. Eles examinaram os efeitos da ingestão de 330mg de cafeína 1h antes de exercício em bicicleta ergométrica, a 80% VO2 máx, até a exaustão. ( Costill et al., 1978)
Os sujeitos deste estudo, apresentaram um aumento de 19,5% no tempo de endurance após a ingestão da cafeína (90.2 min vs 75.5 min, cafeína vs placebo, respectivamente).
Em um segundo estudo (Ivy et al., 1979) demonstraram que 250mg de cafeína foi associada a um aumento de 7% na quantidade de trabalho produzida em 2h de exercício em bicicleta isocinética.
Estes estudos sugeriram que a cafeína causou um aumento na disponibilidade de ácidos graxos livres para o músculo, resultando em um aumento da taxa de oxidação de lipídios para a energia. Desta forma, utilizando-se mais lipídios para a produção de energia a utilização do glicogênio muscular poderia ser reduzida retardando a fadiga.
Em um terceiro estudo (Essing et al., 1980), foi observado o metabolismo muscular durante 30 min de exercício em bicicleta ergométrica a 65-70% VO2 máx após a ingestão de 5mg/kg de cafeína. Vale ressaltar que um avanço na metodologia deste estudo foi que as doses de cafeína foram administradas em relação ao peso corporal dos sujeitos. Desta vez as alterações no glicogênio muscular foram mensuradas, e os pesquisadores observaram uma economia de 42% no glicogênio muscular devido a cafeína. Além disso, demonstraram que o uso do triglicerídio muscular aumentou em 150%, o que pode ter contribuído para a redução dos valores de R (equivalente respiratório) observados no grupo tratado pela cafeína.
Embora estes estudos tenham examinado somente como o metabolismo é afetado pela cafeína, baseando suas conclusões em indicadores indiretos (metabolismo de lipídios; aumentos nas concentrações de ácidos graxos livres (AGL) no plasma; diminuição dos valores de R), forneceram dados importantes para outras pesquisas.
Segundo Wolinsky e Hickson Jr. (1996) “um número grande de relatos não encontrou nenhum efeito significativo no desempenho de exercício” (p. 346). Este fato pode estar relacionado à falta de padronização entre as metodologias utilizadas. Devido a estas controvérsias, houve uma preocupação, por parte dos pesquisadores, em elaborar melhor os estudos, controlando assim variáveis que poderiam interferir nos resultados.
Com o objetivo de verificar os efeitos ergogênicos da cafeína em consumidores habituais da mesma, foi realizado um estudo (Tarnopolsky et al., 1989) onde 6mg/kg de cafeína foram ingeridas, 1h antes de uma corrida de 90 min na esteira a 70% VO2 máx, por consumidores habituais de cafeína (200mg/dia). Os resultados demonstraram que a habituação da cafeína neutraliza as respostas metabólicas aos efeitos normais da cafeína durante o exercício, eliminando seus efeitos ergogênicos.
Um estudo utilizando altas dosagens de cafeína (Graham et al., 1991) demonstrou que 9mg/kg de cafeína aumentaram o tempo de endurance na corrida e no ciclismo em 44 e 51% respectivamente.
Por outro lado, uma pesquisa interessante (Pasman et al., 1995), onde diferentes dosagens de cafeína foram administradas (0-5-9-13mg/kg), demonstrou um aumento significativo na performance de endurance para todas as dosagens de cafeína comparadas ao placebo. No entanto, nenhuma diferença foi encontrada entre as três dosagens, indicando que não existe relação entre as dosagens de cafeína e o aumento na performance.
Este mesmo estudo teve a preocupação de verificar as concentrações de cafeína na urina dos sugeitos, após a ingestão das diferentes dosagens, e observou que somente as dosagens de 9 e 13mg/kg resultaram em concentrações urinárias acima do limite estabelecido pelo COI (Comitê Olímpico Internacional) como doping.
Recentemente, um estudo (Graham et al., 1998) investigou se a cafeína exerce um melhor aumento na performance de endurance quando consumida em cápsulas (pura) ou quando consumida em café. Os sujeitos ingeriram 4.45mg/kg de cafeína em ambas as formas (pura ou café) e após uma hora executaram testes de corrida até a exaustão a 85% VO2 máx. O grupo que ingeriu a cafeína em cápsulas apresentou um aumento de 7.5 a 10 min no tempo total de endurance. Estes resultados demonstraram que a cafeína quando ingerida em cápsulas (pura) exerce um maior potencial ergogênico nos exercícios de endurance. O autor sugere que outras substâncias contidas no café podem exercer algum tipo de efeito inibitório nos efeitos fisiológicos causados pela cafeína.
Embora muitos estudos tenham demonstrado os benefícios ergogênicos da cafeína nos exercícios de endurance, pesquisas continuam sendo realizadas afim de elucidar os mecanismos que fazem da cafeína um recurso ergogênico, tentando controlar cada vez mais as variáveis que interferem nos resultados.
Conclusão
Existem três mecanismos que podem explicar a ação da cafeína a nível celular (mobilização de cálcio pelo retículo sarcoplasmático, inibição da enzima fosforodiesterase e antagonismo aos receptores de adenosina). No entanto, o principal mecanismo de ação da cafeína a nível celular é sem dúvida o seu antagonismo aos receptores de adenosina, uma vez que é o único mecanismo que pôde ser observado in vivo.
A cafeína, quando ingerida em dosagens acima de 5mg/kg, 1h antes do exercício, parece exercer efeitos ergogênicos na performance de endurance. Sua ação ocorre principalmente devido ao aumento na liberação das catecolaminas, ao aumento da concentração de AGL no plasma e sua consequente oxidação resultando em uma economia do glicogênio muscular.
A cafeína não exerce efeitos ergogênicos quando utilizada por consumidores habituais da mesma (200mg/dia).
A cafeína é uma droga considerada como doping pelo COI quando suas concentrações urinárias resultam em valores acima de 12mg/L. No entanto 5mg/kg de cafeína exercem benefícios ergogênicos sem atingir este valor na concentração urinária. Os motivos pelos quais os resultados dos estudos sobre a cafeína apresentam controvérsias pode estar relacionado a falta de padronização entre os experimentos. Sendo assim, faz-se necessário dar continuidade às pesquisas sobre os efeitos da cafeína na performance de endurance, principalmente através de pesquisas em campo.

Referências Bibliográficas
Conlee, R.K. (1991). Amphetamine, caffeine and cocaine. In: D.R. Lamb, M.H. Williams (Eds.) Ergogenics: Enhancement of Performance in Exercise and Sport. (pp 285-310) New York: Benchmark Press.
Costill, D.L., Dalsky, G.P. & Fink, W.J.(1978). Effects of caffeine ingestion on metabolism and exercise performance. Med. Sci. Sports Exerc., 10(3), 155-158.
Essing, D., Costill, D.L. & Van Handel, P.J. (1980). Effects of caffeine ingestion on utilization of muscle glycogen and lipid during leg ergometer cycling. Med. Sci. Sports Exerc., 1, 86-90.
Graham, T.E. & Spriet, L.L. (1991). Performance and metabolic responses to a high caffeine dose during prolonged exercise. J. Appl. Physiol., 71, 2292-2298.
____., Hibbert, E. & Sathasivam, P. (1998). Metabolic and exercise endurance effects of coffe and caffeine ingestion. J. Appl. Physiol., 85(3), 883-889.
Ivy, J.L., Costill, D.L., Fink, W.J. & Lower, R.W. (1979). Influence of caffeine and carbohidrate feedings on endurance performance. Med. Sci. Sports Exerc., 11(1), 6-11.
Lima, D.R. (1989). A cafeína e sua saúde. Rio de Janeiro: Record.
Lindinger, M.I., Graham, T.E. & Spriet, L. (1993). Caffeine atenuates the exercise-induced increase in plasma [K+] in humans. J. Appl. Physiol., 74(3), 1149-1155.
Nehlig, A. & Debry, G. (1994). Caffeine and sports activity: a review. Int. J. Sports Med., 15, 215-223.
Pasman, W.J., Baak, M.A., Jeukendrup, A.E. & Haan, A. (1995). The effect of different dosages of caffeine on endurance performance time. Int. J. Sports Med., 16(4), 225-330.
Tarnopolsky, M.A., Atkinson, S.A., Macdougall, J.D., Digby, G.S. & Sutton, J.R. (1989). Physiological responses to caffeine during endurance running in habitual caffeine users. Med. Sci. Sports Exerc., 21(4), 418-424.
____. (1993). Protein, caffeine and sports. The Physician Sports Med., 21(3), 137-149.
____. (1994). Caffeine and endurance performance. Sports Med., 18(2), 109-125.
Wolinsky, I. & Hickson Jr., J.F. (1996). Nutrição no exercício e no esporte. São Paulo: Roca.
Bibliografia Complementar
Clark, N. (1997). Caffeine: a user’s guide. The Physician Sports Med., 25(11), 109-110.
Eichner, E.R. (1997). Ergogenics aids: mhat athletes are using - and why. The Physician Sports Med., 25(4), 70-79.
Graham, T.E. & Spriet, L.L. (1996). Caffeine and exercise performance. Sports Science Exchange: Gatorade Sports Science Institute 9(1).
McArdlle, W.D., Katch, F.I. & Katch, V.L. (1998). Fisiologia do exercício – energia, nutrição e desempenho humano. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan
Stamford, B. (1989). Caffeine and athletes. The Physician Sports Med., 17(1), 198-194
Sawynok, J. & Yaksh, T.L. (1993). Caffeine as an analgesic adjuvant: a review of pharmacology and mecanisms of action. Pharmalogical Reviews, 45(1), 43-51.