HMB estimula a síntese de proteínas musculares e diminui a degradação da proteína muscular

HMB estimula a síntese de proteínas musculares e diminui a degradação da proteína muscular 

SARCOPENIA

A sarcopenia, que está presente em aproximadamente 5% a 10% das pessoas com mais de 65 anos de idade, está associada a fraqueza, quedas e uma diminuição da capacidade de responder a doenças ou lesões.1 A perda de massa muscular esquelética e a fraqueza muscular são comuns em uma variedade de condições clínicas, podendo se acentuar durante um período de desuso, repouso prolongado na cama ou pela diminuição da ingestão de alimentos. São frequentemente associadas a um comprometimento da função física.2,3 A perda de massa muscular devida ao envelhecimento “saudável” é um fator influente na função, deficiência, perda de independência e início de doenças cardiovasculares e doenças metabólicas e um risco aumentado de mortalidade. As intervenções que podem melhorar, ou mesmo prevenir, a perda de massa muscular e melhorar a função física são uma prioridade clínica chave.4 A manutenção da massa muscular é, portanto, vital para manter a saúde e o bem-estar ao longo da vida. Uma característica marcante da sarcopenia em idosos é a diminuição da capacidade de sintetizar proteína muscular em resposta a sinais anabólicos, como ingestão de alimentos e exercícios de fortalecimento. Essa resistência anabólica do músculo aos nutrientes é provavelmente devida ao estresse oxidativo e à inflamação de baixo grau.2 Em várias condições catabólicas, ocorre um importante processo patogênico que degrada as proteínas intracelulares, envolvendo a ativação do sistema ubiquitina-proteassoma por várias vias, incluindo citocinas, espécies reativas de oxigênio e ciclo-oxigenases.5 Há relatos demonstrando que músculos compostos em sua maioria por fibras brancas são mais sensíveis a estímulos catabólicos, principalmente à sepse, quando comparados a músculos com alto teor de fibras vermelhas.2,6,7 Também com o avançar da idade,  ocorre uma atrofia preferencial das fibras brancas.2,8 A massa muscular é mantida por um equilíbrio entre a síntese e o catabolismo de proteínas musculares. Ambos, exercício e carga de aminoácidos, podem melhorar o equilíbrio de proteína e, em consequência, melhorar a força muscular.3

 

INTERVENÇÕES NUTRICIONAIS

A proteólise do músculo esquelético é aumentada em estados catabólicos, como jejum, imobilização, envelhecimento e doença.9 As intervenções nutricionais são uma estratégia comumente usada para melhorar a recuperação pós-exercício, aumentar a composição corporal e melhorar o desempenho. Foi sugerido que a suplementação com o metabólito da leucina, hidroximetilbutirato (HMB), acelera a capacidade regenerativa do músculo esquelético após exercícios de alta intensidade e atenua os marcadores de dano ao músculo esquelético.10 Os períodos pós-absortivos são dominados por balanço proteico negativo, no qual a degradação da proteína muscular (MPB – muscle protein breakdown) excede a síntese de proteína muscular (MPS – muscle protein synthesis), que só pode ser revertida pela ingestão de alimentos. A ingestão nutricional adequada é crucial para a manutenção da massa muscular esquelética.11 Três aminoácidos essenciais de cadeia ramificada (BCAA) – leucina, valina e isoleucina – compartilham vias metabólicas semelhantes e são fundamentais nesse processo.

É sabido há aproximadamente 25 anos que os aminoácidos essenciais (EAAs) são os nutrientes primários que direcionam aumentos na MPS após a alimentação, com a leucina atuando como um “sinal” anabólico e sendo a chave para esse efeito. De todos os EAAs, a leucina inicia as maiores respostas “anabólicas”, pela via mTORc1.11

 

HMB

O HMB é produzido naturalmente em animais e humanos a partir da leucina.12 Porém, alguns autores propõem que, em situações de estresse, tanto animais quanto humanos não sintetizam quantidades de HMB necessárias para suprir a demanda tecidual.13 Uma dose de 3 g de HMB por dia é recomendada para manter ou melhorar a massa e a função muscular. Essa dose corresponde à ingestão de aproximadamente 60 g de leucina.2 

Foi demonstrado que o HMB estimula a síntese de proteínas no músculo esquelético.14 Isso ocorreria por meio da estimulação de mTOR, uma proteína quinase responsiva a estímulos mecânicos, hormonais e nutricionais. O alvo da rapamicina em mamíferos tem um papel central no controle do crescimento celular, principalmente pelo controle da eficiência da tradução do RNAm.15 (Figura 1)

O turnover da proteína do músculo esquelético é o resultado da síntese da proteína do músculo esquelético e da degradação da proteína do músculo esquelético. O HMB demonstrou afetar tanto a síntese de proteínas quanto as vias de degradação no músculo esquelético.16

Quando a síntese de proteínas excede a degradação, ocorre uma síntese líquida de proteínas do músculo esquelético. No entanto, quando a degradação excede a síntese proteica, ocorre uma quebra total da proteína do músculo esquelético. A proteólise do músculo esquelético é aumentada em estados catabólicos como jejum, imobilização, envelhecimento e doença. Foi demonstrado que o HMB diminui a degradação da proteína do músculo esquelético tanto in vitro como in vivo.16,17

Além dos efeitos diretos na síntese de proteínas, o HMB demonstrou afetar as células satélites no músculo esquelético. Houve um aumento significativo no número de células, sugerindo uma ação direta do HMB sobre a proliferação e diferenciação de mioblastos.16,17

O sistema ubiquitina-proteassoma é um sistema proteolítico que degrada as proteínas intracelulares. A atividade dessa via é significativamente aumentada em condições de catabolismo muscular esquelético exacerbado. Portanto, a inibição desse sistema poderia explicar a atenuação das perdas de proteínas do músculo esquelético observadas durante o tratamento com HMB. De fato, foi demonstrado que o HMB diminui a expressão e a atividade do proteassoma durante os estados catabólicos, atenuando, assim, a degradação da proteína do músculo esquelético.16,17 (Figura 2)

 

 

Foi sugerido que o HMB acelera a capacidade regenerativa do músculo esquelético após exercícios de alta intensidade e atenua os marcadores de dano ao músculo esquelético.

De grande relevância clínica é que o HMB isolado ou suplementos contendo HMB, além de melhorarem a massa muscular e a força muscular em uma variedade de grupos clínicos, têm um forte perfil de segurança, sem aumento de incidência de eventos adversos em comparação com o placebo.3

A suplementação de HMB em humanos não causou nenhum efeito colateral após suplementação com doses altas por mais de sete semanas. A ingestão de 50 g de leucina ou 2 g de HMB pode aumentar as concentrações plasmáticas de HMB em até seis vezes. A administração de 1,5 ou 3 g de HMB/dia, por três semanas, em indivíduos jovens que realizavam três sessões de treinamento de força por semana, com duração de 90 minutos, foi capaz de aumentar a força e a massa livre de gordura mensurada por condutividade elétrica corporal total. O grupo que recebeu 3 g/dia apresentou resultados superiores ao que recebeu 1,5 g/dia. Foram avaliados ainda marcadores de estresse muscular (CPK e DHL) e degradação proteica (3-metil-histidina), os quais se mostraram reduzidos a partir da segunda semana nos grupos suplementados.13,19

Foi demonstrado que o HMB afeta a renovação da proteína muscular, estimulando a síntese proteica por meio da regulação positiva das vias de sinalização anabólica e diminuindo a proteólise por meio da regulação negativa das vias de sinalização catabólica. O HMB estimula a síntese de proteínas via mTOR, uma proteína quinase que tem um papel central no controle da eficiência da tradução do mRNA.2

Os relatos dos efeitos do HMB mostraram sua ação como agente anticatabólico e aumentaram as expectativas sobre sua utilização em casos patológicos, além do uso em treinamento de força em indivíduos iniciantes e em idosos.2,13

 

Exercício físico

Alguns pesquisadores analisaram as condições em que o HMB foi eficaz e/ou ineficaz e propuseram que o HMB é particularmente eficaz em indivíduos não treinados expostos a exercícios extenuantes e em indivíduos treinados expostos a períodos de alto estresse físico.2,19,20 Efeitos positivos encontrados com a suplementação de HMB na manutenção da massa muscular em idosos saudáveis em repouso na cama, mesmo na ausência de um regime de exercícios, indica que isso pode ser uma intervenção nutricional eficaz para pacientes imóveis, como durante uma doença crítica precoce.3

Dados de estudos em animais e humanos sugerem que durante o exercício a síntese de proteínas nos músculos permanece inalterada ou diminui e que a degradação de proteínas permanece inalterada ou aumenta.21 Após o exercício, a síntese proteica aumenta e um ganho líquido de proteína muscular pode ser alcançado por meio de exercícios regulares.22 No entanto, se o descanso suficiente não for incluído em um programa de treinamento, exercícios prolongados podem levar a sintomas de baixo desempenho, fadiga, depressão e comprometimento das funções imunológicas. A lesão muscular frequentemente

ocorre após exercícios não habituais, principalmente se o exercício envolver uma grande

quantidade de contrações excêntricas (contraçãoem alongamento da fibra muscular).

Wilson e cols.23 examinaram os efeitos agudos e temporais de um bolus oral de 3 g de suplemento de HMB-Ca em 16 homens não treinados usando um protocolo de treinamento unilateral isocinético de extensão de perna. Esses pesquisadores descobriram que o HMB-Ca consumido 60 minutos antes do exercício evitou um aumento significativo na LDH e tendeu a diminuir a dor do quadríceps em relação ao suplemento de HMB-Ca consumido após o exercício ou a um suplemento de placebo dado antes do exercício.16,24

De acordo com a ciência disponível, a eficácia do HMB parece ser otimizada sob condições de padrões de carga que mudam continuamente.25 Especificamente, Kraemer e cols.26 estudaram indivíduos recreacionalmente ativos, mas não treinados com resistência, participando de um programa de treinamento periodizado de 12 semanas. Os indivíduos foram aleatoriamente designados para receber 3 g por dia de um suplemento de HMB-Ca que continha 14 g de glutamina e 14 g de arginina, ou um placebo (duplo-cego). O programa de treinamento consistia em três padrões de carga em constante mudança visando a um continuum de força, hipertrofia e resistência de força. Os pesquisadores controlaram as dietas dos sujeitos e monitoraram todas as sessões de treinamento. Os resultados mostraram que esses indivíduos previamente não treinados no grupo HMB-Ca experimentaram maiores ganhos em massa magra (+3,5 kg em placebo vs. +9 kg HMB-Ca) e força de agachamento (+29 kg em placebo vs. +46 kg em HMB-Ca).16,24

 

Em indivíduos não treinados, o HMB pode aumentar a hipertrofia muscular e a força dinâmica em apenas três semanas; no entanto, para indivíduos treinados, é importante perceber que as adaptações ocorrem em uma taxa mais lenta do que em indivíduos não treinados.27

Os efeitos benéficos do HMB foram bem caracterizados em exercícios de força – potência e resistência. O HMB atenua o dano muscular induzido pelo exercício e aumenta a hipertrofia e a força muscular, o desempenho aeróbio, a resistência à fadiga e a capacidade regenerativa. O HMB é particularmente eficaz em indivíduos não treinados expostos a exercícios extenuantes e em indivíduos treinados expostos a períodos de alto estresse físico. Estudos realizados com idosos demonstraram que o HMB pode atenuar o desenvolvimento de sarcopenia e que os efeitos ideais do HMB no crescimento e na força muscular ocorrem quando ele é combinado com exercícios.2(Figura 3).

O HMB exerce uma série de efeitos que podem explicar os benefícios potenciais de sua suplementação na massa muscular e no desempenho.2 Esses, da figura 3, são os mecanismos sugeridos para os efeitos favoráveis da suplementação de HMB no músculo esquelético.2

 

 

Suplementação de HMB em atletas seniores e masters

A perda de músculo esquelético é uma parte do processo de envelhecimento e   aproximadamente 30% da massa muscular esquelética é perdida entre a quinta e a oitava década de vida.28 Essa redução na massa muscular esquelética ocorre por várias razões, incluindo a manutenção de um estilo de vida sedentário, desnutrição, resistência à insulina, estresse oxidativo e alterações no metabolismo e reparo do músculo esquelético.29 Além disso, os idosos apresentam comprometimento da capacidade de resposta anabólica e anticatabólica aos exercícios de resistência e alimentação com aminoácidos, denominada resistência anabólica.30 A resistênciaanabólica pode ser superada pela suplementação de leucina, devido à conversão de leucina em HMB.31

Esses dados sugerem um benefício potencial da suplementação de HMB em indivíduos idosos.16,32 Estudos investigaram os efeitos de suplementos nutricionais contendo HMB, sem uma intervenção de exercício, na massa muscular esquelética em idosos.33,34 Flakoll e cols.34 investigaram os efeitos de 12 semanas de suplementação de HMB, arginina e lisina ou suplementação de placebo em 50 idosos e observaram um aumento na massa magra (LBM), força da perna, força de preensão manual e uma diminuição do tempo do teste timed up and go no grupo suplementado com HMB em comparação com o grupo suplementado com placebo.16

Embora o HMB seja há muito considerado um agente anticatabólico que pode auxiliar na recuperação e melhorar o desempenho, evidências recentes identificaram benefícios metabólicos adicionais da suplementação de HMB relacionados ao metabolismo energético.16

 

 

 

Pontos-chave

O HMB comprovadamente mostra efeitos positivos na massa corporal magra e na força após o exercício, e na perda de massa muscular relacionada a doenças, embora seu impacto na renovação aguda da proteína muscular humanaseja indefinido.

O HMB estimula a síntese de proteínas musculares e diminui a degradação da proteína muscular.35

 

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