A cafeína como recurso ergogênico nos exercícios de endurance

Resumo

[1] Braga, L.C. e Alves, M.P., A cafeína como recurso
ergogênico nos exercícios de endurance. Rev. Bras. Ciên.
e Mov. 8 (3): 33-37, 2000.

Este estudo teve como objetivo investigar se a cafeína exerce
algum efeito no corpo humano, capaz de melhorar a performance durante exercícios de endurance. A metodologia utilizada foi um levantamento bibliográfico, onde foram analisados diversos artigos científicos sobre experimentos com a cafeína e os exercícios de longa duração. Foi obser-
vado que a maioria dos estudos pôde demonstrar um aumento da performance nos exercícios de endurance associado ao consumo de cafeína (~5mg/kg). Identificaram-se, ainda, fatores que influenciaram nesse aumento da performance e que, segundo os resultados das pesquisas, estão relacionados com a liberação de catecolaminas, o aumento da lipólise, a redução de potássio no plasma, durante o exercício, a ativação do sistema nervoso central e a economia
do glicogênio muscular. No entanto, alguns estudos não observaram aumento da performance de endurance. Isto poderia estar ligado à falta de controle das metodologias utilizadas. Além disso, existem algumas variáveis que interferem nos efeitos ergogênicos da cafeína na performance de endurance. Sendo assim, verificou-se que, embora a cafeína produza efeito ergogênico, ainda é necessário que mais
estudos sejam realizados, a fim de determinar, precisamente, os fatores que ocasionam esse aumento na performancede endurance.

PALAVRAS-CHAVE: cafeína, endurance, exercício, per-
formance.

Introdução

A cafeína é uma das drogas mais consumidas em todo o mundo. Presente em diversas espécies de plantas, é encontrada em chás, café, cacau, guaraná, chocolate e nos refrigerantes. Seu consumo, visando a efeitos estimulantes, data de muitos séculos, no entanto, sua utilização por
atletas, com a intenção de melhorar a performance, tem se tornado popular nas últimas décadas, devido aos estudos sobre seus efeitos ergogênicos. A cafeína é um alcalóide pertencente ao grupo das
drogas classificadas como as metilxantinas (1,3,7trimetilxantina). É uma substância lipossolúvel e aproximadamente 100% de sua ingestão oral é rapidamente absorvida pelo trato gastrointestinal, atingindo seus níveis de
pico no plasma, entre 30 e 120 minutos (14). Atualmente, o Comitê Olímpico Internacional (COI) classifica a cafeína como uma droga restrita, positiva em concentrações acima de 12mg/L, na urina (18).
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 (2mg/kg), a cafeína provoca aumento do estado de vigília, diminuição da sonolência, alívio da fadiga, aumento da respiração, aumento na liberação de catecolaminas, aumento da freqüência cardíaca, aumento no metabolismo e diurese. Em altas dosagens (15mg/kg) causa nervosismo, insônia, tremores e desidratação (1). 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. A partir de então, abriu-se um vasto campo de investigações acerca dos possíveis benefícios causados pela cafeína na performance de endurance.
Mecanismos de ação da cafeína a nível celular O estudo dos efeitos da cafeína, como recurso ergogênico nos exercícios de endurance, requer um conhecimento dos seus mecanismos de ação a nível celular.
Entre esses mecanismos, encontram-se os seguintes: Mobilização intracelular de cálcio do retículo sarcoplasmático A cafeína reduz o limiar de excitabilidade e prolonga a duração do período ativo da contração muscular, invitro, por aumentar a liberação de cálcio do retículo
sarcoplasmático para o sarcoplasma e por inibir o mecanismo de recaptação de cálcio pelo retículo sarcoplasmático, tornando 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 (12).
No entanto, esse 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 essas condições, não é possível que a mobilização intracelular de cálcio do retículo sarcoplasmático represente um mecanis-
mo nos efeitos ergogênicos da cafeína. Inibição da enzima fosfodiesterase
A cafeína inibe a ação da enzima fosfodiesterase, que é responsável pela degradação do mediador químico intracelular, denominado adenosinamonofosfato (AMP cíclico). Dessa forma, a cafeína aumenta o tempo de meia vida do AMP cíclico. Um aumento nos níveis de AMP
cíclico intracelular aumenta a lipólise (16). Essa ação só foi observada em experimentos realizados in vitro, através de concentrações plasmáticas de cafeína, consideradas suprafisiológicas (~0,1-1mM) (14).
Desta forma, observa-se que esse mecanismo não explica os efeitos ergogênicos da cafeína.
Antagonismo dos receptores de adenosina Atualmente, este é o mecanismo mais favorável para explicar os efeitos ergogênicos da cafeína. A adenosina é uma molécula presente em todo o corpo humano, possui dois tipos de receptores (A1 e A2) e, ao interagir com os
receptores A1 , inibe a enzima adenilciclase. Essa inibição resulta em uma redução do ciclo de AMP, que é um segundo mensageiro intracelular. A cafeína é um antagonista dos receptores A1 , portanto, ao impedir sua interação com a adenosina, aumenta os níveis de AMPc, provocando uma
série de respostas no organismo, como: liberação de catecolaminas, aumento da pressão sanguínea, lipólise, aumento das secreções gástricas, aumento da diurese e ativação do sistema nervoso central (12,14, 18).
Ação na bomba Na+
- K+
Além destes três mecanismos de ação, a cafeína
exerce um efeito sobre a atividade da bomba Na+
- K+
. De
acordo com Lindinger et al. (10), a cafeína influencia na
regulação das concentrações de K+
no meio extracelular e
intracelular, mantendo as concentrações altas no meio
intracelular e baixas no meio extracelular, o que contribui
para o retardamento da fadiga. Tendo em vista que baixas
concentrações de K+
no plasma ajudam a manter a
excitabilidade das membranas celulares, nos músculos
contráteis, observa-se que este pode ser outro mecanismo
de ação a nível celular, capaz de explicar 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 uma série de três estudos realizados por Costill e
seus colaboradores (2,4,7), nos Estados Unidos, no final da
década de 70.
No primeiro estudo (2), foram examinados os efei-
tos da ingestão de 330mg de cafeína, 1h antes de exercício
em bicicleta ergométrica, a 80% VO2
máx,
até a exaustão.
Os sujeitos apresentaram um aumento de 19,5% no tempo
de endurance (90.2 min vs 75.5 min, cafeína vs placebo,
respectivamente).
No segundo estudo (7), foi demonstrado que a in-
gestão de 250mg de cafeína resultou em um aumento de
7% na quantidade de trabalho produzida em 2h de exercí-
cio em bicicleta isocinética.
Esses 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. Dessa forma, iniciando-se a utilização de lipí-
dios mais cedo para a produção de energia, o glicogênio
muscular poderia ser poupado, retardando a fadiga. Como
o glicogênio muscular é a primeira limitação nos exercí-
cios de endurance, em intensidades de 65-85% VO2
máx, a
cafeína poderia exercer efeitos ergogênicos nos exercícios
onde o glicogênio muscular é o fator limitante da perfor-
mance.
No terceiro estudo, (4) o metabolismo muscular
dos sujeitos foi analisado 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 a administração das dosagens
de cafeína 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 à cafeína.
Esta série de estudos ocupou um papel bastante
significativo, dentro da comunidade científica, haja vista o
número elevado de pesquisas sobre a influência da cafeína
nos exercícios de endurance, realizadas a partir daí.
A revisão da literatura mostra que, na década de
90, muitos estudos puderam demonstrar aumentos na per-
formance de endurance, devido à ingestão da cafeína.
Graham e Spriet (5) analisaram a performance de sete atle-
tas bem treinados na corrida e no ciclismo, a 80% VO2
máx,
até a exaustão. Verificaram que 9mg/kg de cafeína aumen-
taram o tempo de endurance em 44 e 51% na corrida e no
ciclismo, respectivamente. Spriet et al. (15) também relata-
ram que os sujeitos tratados por 9mg/kg de cafeína foram
capazes de realizar exercício em bicicleta ergomértica a 80%
VO2
máx por um tempo maior do que o grupo controle
(96.2 min x 75.8 min).

Um interessante estudo (13), onde diferentes do-
sagens 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 significativa
foi encontrada entre as três dosagens. Graham e Spriet (5)
também constataram que tanto 3mg/kg quanto 6mg/kg de
cafeína exerceram os mesmos efeitos ergogênicos, indican-
do que não existe relação entre as dosagens de cafeína e o
aumento na performance .
É importante colocar que Pasmam et al. (13) tive-
ram a preocupação de analisar as concentrações de cafeína
na urina dos sujeitos, após a ingestão de todas as dosagens
(0-5-9-13mg/kg) e observaram que somente 9 e 13mg/kg
resultaram em concentrações urinárias acima do limite es-
tabelecido pelo COI (Comitê Olímpico Internacional) como
doping.
Recentemente foi realizado outro estudo (, utili-
zando diferentes dosagens de cafeína (154-230-328 mg),
que correspondem em média a 2,1; 3,2; 4,5 mg/kg, respec-
tivamente. Foram observados benefícios ergogênicos na
performance, sem diferenças significativas entre as dosa-
gens. As concentrações urinárias apresentaram-se inferio-
res ao limite do COI. O estudo relatou, ainda, que a cafeína
não causou efeito diurético durante o exercício.
Tendo em vista que a cafeína produz efeitos
diuréticos (14) , seria comum pensar que a ingestão da
mesma, antes do exercício, poderia levar à desidratação,
comprometendo assim a performance.
No entanto, assim como Kovacs et al. (, outros
pesquisadores (3,19) preocuparam-se em analisar os efei-
tos diuréticos da cafeína durante o exercício e observaram
que os indivíduos tratados pela mesma apresentaram uma
redução na produção urinária, durante e após o exercício.
Nesse sentido, Wemple et al. (21) compararam os
efeitos da ingestão de ~8.7mg/kg de cafeína na produção
urinária, durante 4h de repouso e durante 3h de exercício
em bicicleta ergométrica. Verificaram que a cafeína aumen-
tou a taxa de produção urinária, durante o repouso, mas
não durante o exercício.
Segundo os autores, os efeitos diuréticos da cafeí-
na no repouso ocorrem devido a sua ação nos túbulos re-
nais, bloqueando ou inibindo a reabsorção de solutos, o que
resulta em um maior volume de água excretado pela urina.
Entretanto, durante o exercício esse efeito é atenuado devi-
do ao aumento na liberação de catecolaminas que estimu-
lam a reabsorção de solutos e, conseqüentemente, uma maior
retenção de água pelos rins. Nota-se que, como a diurese
induzida pela cafeína não ocorre durante o exercício, este
não é um fator limitante na performance de endurance.
Segundo Kovacs et al. (, alguns estudos (Alves
et al., 1995; Cohen et al., 1995; Sazaki et al., 1997) não
verificaram aumento da performance devido à ingestão de
cafeína. Esta controvérsia pode estar relacionada com a
falta de padronização nas metodologias utilizadas nos ex-
perimentos. Além disto, existe uma série de variáveis que
podem interferir nos resultados das pesquisas, tais como
dosagens de cafeína, tipo de exercício, intensidade do exer-
cício, alimentação pré-exercício, habituação à cafeína, es-

tado de condicionamento físico dos sujeitos e variações
individuais.
Com relação à alimentação pré-exercício, Weir et
al. (20) realizaram um estudo, associando uma dieta rica
em carboidratos com ingestão de 6.5mg/kg da cafeína. Os
resultados relataram que a alimentação pré-exercício rica
em carboidratos, anulou as respostas metabólicas à cafeí-
na, durante exercícios submáximos e prolongados.
Outra importante variável foi identificada por
Tarnopolsky et al. (16), ao demonstrarem que a habituação
à cafeína (200mg/dia) neutraliza suas respostas metabóli-
cas, durante o exercício, eliminando, assim, seus efeitos
ergogênicos.
Graham et al. (6) investigaram se a cafeína exerce
um melhor aumento na performance de endurance, quan-
do consumida em cápsulas (pura) ou quando consumida no
café. O grupo que ingeriu a cafeína em cápsulas apresentou
um aumento significativo no tempo total de endurance, em
relação ao grupo que ingeriu café. Estes resultados demons-
traram que a cafeína, quando ingerida em cápsulas (pura),
exerce um maior potencial ergogênico. O autor sugere que
outras substâncias contidas no café podem exercer ação
inibitória aos efeitos causados pela cafeína.
Um outro dado importante, apresentado pela revi-
são da literatura, é a falta de pesquisas de campo , uma vez
que a maioria dos estudos foram realizados em laboratório.
Entre os poucos estudos de campo encontrados, destaca-se
o de MacIntosh e Wright (11), que observou uma redução
no tempo de execução de 1.500m de natação, após a inges-
tão de 6 mg/kg de cafeína.
Finalmente, deve-se ressaltar que, embora muitos
estudos tenham demonstrado aumento na performance de
endurance, relacionado à ingestão de cafeína, os fatores
responsáveis por esse aumento ainda não estão claramente
definidos, uma vez que a cafeína afeta quase todos os teci-
dos do corpo. Considera-se ainda que pesquisas continuam
sendo realizadas, a fim de elucidar os fatores que fazem da
cafeína um recurso ergogênico.
Conclusão
A cafeína possui quatro mecanismos de ação, a
nível celular: mobilização de cálcio pelo retículo
sarcoplasmático, inibição da enzima fosfodiesterase, anta-
gonismo aos receptores de adenosina e ação na bomba Na+
-
K+
. No entanto, o principal mecanismo de ação da cafeína
a nível celular é, sem dúvida, o seu antagonismo aos recep-
tores de adenosina, uma vez que é responsável por diversas
respostas no organismo.
Quando ingerida em dosagens de aproximadamen-
te 5mg/kg, 1h, antes do exercício, a cafeína parece exercer
efeitos ergogênicos na performance de endurance.
Esses efeitos podem ser explicados principalmen-
te pelos seguintes fatores: estimulação do sistema nervoso
central; aumento na liberação de catecolaminas; mobiliza-
ção de ácidos graxos livres e sua conseqüente oxidação,
economizando o glicogênio muscular; aumento nas con-
centrações de K+
,

no meio intracelular.

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 ca-
feína exercem benefícios ergogênicos sem atingir este va-
lor na concentração urinária.
Resultados que não observaram aumento na
perfomance de endurance, após a ingestão de cafeína, po-
dem estar relacionados com a falta de padronização entre
os estudos. Além disso, existem algumas variáveis (dosa-
gens de cafeína, tipo de exercício, intensidade do exercí-
cio, alimentação pré-exercício, habituação à cafeína, esta-
do de condicionamento físico dos sujeitos e variações indi-
viduais) que interferem diretamente nos efeitos ergogênicos
atribuídos à cafeína.
Sendo assim, faz-se necessário dar continuidade
às pesquisas sobre os efeitos da cafeína na performance de
endurance, aprimorando, cada vez mais, as metodologias
utilizadas nos experimetos.
Referências Bibliográficas
1. CONLEE, R.K. Amphetamine, caffeine and
cocaine. In: D.R. LAMB, M.H. WILLIAMS (Eds).
Ergogenics: Enhancement of Performance in Exercise and
Sport. New York, Benchmark Press, 1991 p. 285-310.
2. COSTILL, D.L., DALSKY, G.P. e FINK, W.J.
Effects of caffeine ingestion on metabolism and exercise
performance. Med. Sci. Sports Exerc. 1978; 10(3): 155-
158.
3. DUTHEL, J.M. et al. Caffeine and sport: role
of physical exercise upon elimintion. . Med. Sci. Sports
Exerc. 1991; 23(: 980-985.
4. ESSING, D., COSTILL, D.L. e VAN HANDEL,
P.J. Effects of caffeine ingestion on utilization of muscle
glycogen and lipid during leg ergometer cycling. Med. Sci.
Sports Exerc. 1980; 1: 86-90.
5. GRAHAM, T.E. e SPRIET, L.L. Performance
and metabolic responses to a high caffeine dose during
prolonged exercise. J. Appl. Physiol. 1991; 71: 2292-2298.
6. GRAHAM, T.E., HIBBERT, E. e
SATHASIVAM, P. Metabolic and exercise endurance
effects of coffe and caffeine ingestion. J. Appl. Physiol.
1998; 85(3): 883-889.
7. IVY, J.L. et al. Influence of caffeine and
carbohidrate feedings on endurance performance. Med. Sci.
Sports Exerc. 1979; 11(1): 6-11.
8. KOVACS, E., STEAGEN, M.R., JOS, H.C.H.
e BROUNS, F. Effect of caffeinated drinks on substrate

metabolism, caffeine excretion, and performance. J. Appl.
Physiol. 1998; 85(2): 709-715.
9. LIMA, D.R. A cafeína e sua saúde. Rio de Ja-
neiro, Record. 1989.
10. LINDINGER, M.I., GRAHAM, T.E. e
SPRIET, L. Caffeine atenuates the exercise-induced increase
in plasma [K+
] in humans. J. Appl. Physiol. 1993; 74(3):
1149-1155.
11. MACINTOSH, B.R. e WRIGHT, B.M.
Caffeine ingestion and performance of a 1,500-metre swim.
Can. J. Appl. Physiol.1995; 20(2): 168-177.
12. NEHLIG, A. e DEBRY, G. Caffeine and sports
activity: a review. Int. J. Sports Med.1994; 15: 215-223.
13. PASMAN, W.J., BAAK, M.A.,
JEUKENDRUP, A.E. e HAAN, A. The effect of different
dosages of caffeine on endurance performance time. Int. J.
Sports Med.1995; 16(4): 225-330.
14. SAWYNOK, J. e YAKSH, T.L. Caffeine as an
analgesic adjuvant: a review of pharmacology and
mecanisms of action. Pharmalogical Reviews. 1993; 45(1):
43-51.
15. SPRIET, L.L. et al. Caffeine ingestion and
muscle metabolism during prolonged exercise in humans.
Am. J. Physiol.1992; 262: E891-E898.
16. TARNOPOLSKY, M.A. et al. Physiological
responses to caffeine during endurance running in habitual
caffeine users. Med. Sci. Sports Exerc. 1989; 21(4): 418-
424.
17. TARNOPOLSKY, M.A. Protein, caffeine and
sports. The Physician Sports Med. 1993; 21(3): 137-149.
18. TARNOPOLSKY, M.A. Caffeine and endu-
rance performance. Sports Med. 1994; 18 (2): 109-125.
19. VAN DER MERWE, P.J., LUUS, H.G. e
BARNARD, J.G. Caffeine in sport. Influence of enduran-
ce exercise on the urinary caffeine concentration. Int. J.
Sports Med. 1992; 13(1): 74-76.
20. WEIR, J. et al. A hight carboidrate diet negates
the metabolic effects of caffeine during exercise. Med. Sci.
Sports Exerc. 1987; 19(2): 100-105.
21. WEMPLE, R.D., LAMB, D.R. e
MCKEEVER, K.H. Caffeine vs caffeine-free sports drinks:

effects on urine production at rest and during exercise. 1997;
18(1): 40-46.
Bibliografia Complementar
CLARK, N. Caffeine: a user’s guide. The Physician
Sports Med. 1997; 25(11): 109-110.
EICHNER, E.R. Ergogenics aids: mhat athletes are
using - and why. The Physician Sports Med. 1997; 25(4):
70-79.
GRAHAM, T.E. e SPRIET, L.L. Caffeine and
exercise performance. Sports Science ExchangeGatorade
Sports Science Institute. 1996; 9(1).
MCARDLLE, W.D., KATCH, F.I. e KATCH,
V.L.Fisiologia do exercício – energia, nutrição e desempe-
nho humano. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998