A manutenção da glicemia durante exercícios prolongados representa um pilar fisiológico essencial para sustentar o desempenho atlético e preservar a integridade do sistema nervoso central, que depende quase exclusivamente da glicose para produção de ATP. Em modalidades de endurance, onde a demanda energética pode se elevar até cem vezes em relação ao repouso, a provisão contínua de glicose exige uma coordenação refinada entre rotas metabólicas e mecanismos neuro-hormonais, destacando-se a gliconeogênese (GNG) hepática como mecanismo crucial de regulação. Durante muito tempo considerada uma via acessória, a GNG é hoje reconhecida como elemento central na prevenção da hipoglicemia associada ao exercício prolongado, sobretudo em situações de depleção do glicogênio hepático, esforços em jejum ou em intensidades próximas ao limiar de lactato.
A base bioenergética que sustenta o endurance apoia-se em uma interação dinâmica entre o metabolismo anaeróbico e o aeróbico, cujas contribuições variam conforme a intensidade do esforço e a disponibilidade de oxigênio. Nos momentos iniciais do exercício, a ativação simpática promove a liberação de catecolaminas que aceleram a glicogenólise hepática e muscular, disponibilizando glicose tanto para o músculo quanto para o SNC, enquanto a lipólise fornece ácidos graxos como combustíveis adicionais. À medida que a duração do esforço se prolonga, o cortisol adquire relevância crescente, estimulando a proteólise e a liberação de aminoácidos, especialmente alanina e glutamina, que constituem precursores gliconeogênicos indispensáveis ao restabelecimento da glicemia quando as reservas glicogênicas diminuem, como tipicamente ocorre em exercícios acima de 90 minutos.
Fonte: Alghannam AF, Ghaith MM, Alhussain MH. Regulation of Energy Substrate Metabolism in Endurance Exercise. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(9):4963.
Entre os precursores gliconeogênicos, o lactato destaca-se como fonte dominante de carbono para síntese de glicose durante exercícios intensos. Produzido em grande escala pelo músculo esquelético sob elevada glicólise anaeróbica, o lactato é continuamente exportado para o plasma e captado pelo fígado, onde, através do lactate shuttle, converte-se novamente em piruvato pela lactato desidrogenase. Estudos com “lactate clamp” demonstram que o simples aumento da concentração plasmática de lactato aprofunda significativamente o fluxo gliconeogênico, revelando que o determinante primário da GNG não é apenas a queda no glicogênio hepático, mas principalmente a disponibilidade de precursores metabólicos. Além do lactato, os aminoácidos glicogênicos, liberados pela ação catabólica do cortisol, contribuem para formação de piruvato via ciclo glicose-alanina, enquanto o glicerol, oriundo da lipólise adiposa, ingressa diretamente em etapas intermediárias da via gliconeogênica no citosol. Assim, a gliconeogênese é expressão direta da integração metabólica entre músculo, fígado e tecido adiposo.
Fonte: Alghannam AF, Ghaith MM, Alhussain MH. Regulation of Energy Substrate Metabolism in Endurance Exercise. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(9):4963.
Apesar desse papel intertecidual amplamente reconhecido, aspectos fundamentais do mecanismo bioquímico da GNG ainda são frequentemente negligenciados em discussões sobre desempenho. A síntese de glicose a partir de piruvato depende essencialmente de um ambiente bioenergético mitocondrial estável e aeróbico. O piruvato deve necessariamente ser transportado para o interior da mitocôndria, onde será convertido em oxaloacetato pela piruvato carboxilase. Em seguida, duas rotas podem ocorrer: na primeira, o oxaloacetato é convertido em fosfoenolpiruvato (PEP) pela PEPCK localizada na própria matriz mitocondrial, permitindo que o PEP seja exportado para o citosol. Na segunda via, quando há necessidade de ajuste no balanço de NADH, o oxaloacetato é reduzido a malato, transportado ao citosol e apenas então reconvertido a oxaloacetato para posterior formação de PEP. Neste caso, a oxidação citosólica do malato regenera NADH no citosol, um fator indispensável para que a gliconeogênese prossiga nas etapas subsequentes. Portanto, o shuttle malato–aspartato não apenas mantém a comunicação entre compartimentos celulares, mas assegura a disponibilidade de poder redutor no citosol, evidenciando que o processo gliconeogênico está intrinsecamente vinculado à respiração mitocondrial e à disponibilidade de oxigênio. Essa dependência energética justifica a afirmação de que a gliconeogênese é, em sua essência, um processo predominantemente aeróbico e metabolicamente custoso, dependente do ATP e do NADH gerados principalmente pela oxidação de ácidos graxos no fígado.
No contexto do treinamento de endurance, a capacidade de sustentar essa maquinaria metabolicamente exigente é aprimorada progressivamente. Evidências demonstram que após aproximadamente nove semanas de treinamento sistemático há incremento de até três vezes na taxa de GNG durante o exercício, associado ao aumento da densidade mitocondrial hepática, maior capilarização tanto no fígado quanto no músculo, otimização do transporte de lactato e preservação relativa das reservas de glicogênio hepático. Com isso, indivíduos treinados conseguem manter a glicemia estável mesmo sob intensidades próximas ao limiar de lactato, retardando a fadiga associada ao declínio da disponibilidade de carboidratos. Não surpreende, portanto, que a transição da glicogenólise para uma predominância progressiva da GNG ocorra de modo mais tardio em atletas treinados, permitindo que estes sustentem ritmos maiores por períodos mais longos sem acúmulo excessivo de lactato muscular.
Fonte: Alghannam AF, Ghaith MM, Alhussain MH. Regulation of Energy Substrate Metabolism in Endurance Exercise. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(9):4963.
Aspectos nutricionais também modulam essa interação metabólica. A ingestão de carboidratos durante o exercício, na faixa de 30 a 90 gramas por hora, podendo alcançar 120 gramas em combinações de glicose e frutose que utilizam transportadores distintos, reduz a pressão metabólica sobre a GNG e retarda o esgotamento do glicogênio hepático, contribuindo para a manutenção do desempenho. De maneira distinta, atletas adaptados a dietas low-carb/high-fat apresentam uma economia metabólica em que a oxidação lipídica se torna dominante, reduzindo a dependência muscular da glicose. Entretanto, mesmo nesses indivíduos, observa-se que a taxa de GNG não aumenta além de um limite fisiológico estável, indicando que a gliconeogênese opera dentro de um teto regulatório que impede sua supercompensação, reforçando que seu papel é manter a glicemia em níveis mínimos necessários, e não substituir integralmente a glicogenólise.
A integração temporal das vias energéticas durante o endurance evidencia que, ao longo do exercício prolongado, ocorre uma sequência metabolicamente orquestrada: inicialmente, a glicose é predominantemente fornecida pela glicogenólise hepática; durante a fase intermediária, próximo ao limiar de lactato, o lactato torna-se o principal precursor gliconeogênico; e, com o progresso da duração ou na ausência de aporte exógeno de carboidratos, a GNG assume papel majoritário na manutenção da glicemia. Indivíduos treinados preservam por mais tempo a faixa de equilíbrio entre glicogenólise e gliconeogênese, diferentemente do que ocorre em cenários de baixa disponibilidade de carboidratos, nos quais a demanda muscular por glicose é reduzida pela maior oxidação de ácidos graxos, sem aumento concomitante da GNG.
Portanto, a gliconeogênese no endurance deve ser compreendida como um eixo regulatório indispensável para garantir continuidade do esforço físico prolongado. Sua regulação depende prioritariamente da disponibilidade de lactato, aminoácidos e glicerol, bem como da capacidade mitocondrial hepática de gerar ATP e NADH, determinando o caráter essencialmente aeróbico e treinável do processo. Mais do que uma simples via de regeneração de glicose, a GNG configura uma ponte metabólica que integra músculo, fígado e tecido adiposo e constitui um dos principais mecanismos responsáveis por retardar a instalação da fadiga induzida por hipoglicemia. Compreender profundamente essa dinâmica permite não apenas refinar o conhecimento sobre os fundamentos fisiológicos do desempenho no endurance, mas também orientar de forma mais precisa intervenções práticas em nutrição esportiva e prescrição de treinamento voltadas para otimizar a eficiência metabólica dos atletas, fortalecendo sua capacidade de sustentar intensidades competitivas por longos períodos de tempo.
Referências:
Alghannam AF, Ghaith MM, Alhussain MH. Regulation of Energy Substrate Metabolism in Endurance Exercise. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(9):4963.
Emhoff CA, Messonnier LA, Horning MA, Fattor JA, Carlson TJ, Brooks GA. Gluconeogenesis and hepatic glycogenolysis during exercise at the lactate threshold. J Appl Physiol (1985). 2013;114(3):297-306.
Webster CC, Noakes TD, Chacko SK, Swart J, Kohn TA, Smith JA. Gluconeogenesis during endurance exercise in cyclists habituated to a long-term low carbohydrate high-fat diet. J Physiol. 2016;594(15):4389-4405.