O ferro é um micronutriente essencial que desempenha papel central em diversos processos bioquímicos fundamentais para a fisiologia humana, particularmente aqueles relacionados ao metabolismo energético aeróbio e ao transporte de oxigênio. Em atletas de endurance, cuja capacidade funcional depende da eficiência do sistema cardiorrespiratório e do metabolismo oxidativo muscular, o estado do ferro corporal assume relevância ainda maior. A homeostase do ferro é rigidamente controlada por mecanismos moleculares que regulam sua absorção intestinal, transporte plasmático, armazenamento tecidual e reciclagem eritrocitária. Dentro desse sistema regulatório complexo destacam-se proteínas-chave como transferrina, ferritina e ferroportina, bem como o hormônio hepático hepcidina, considerado atualmente o principal regulador sistêmico do metabolismo do ferro. Alterações nesses componentes podem comprometer a disponibilidade de ferro funcional, afetando diretamente a capacidade de transporte de oxigênio, a função mitocondrial e, consequentemente, o desempenho físico em exercícios de longa duração.
Do ponto de vista bioquímico, o ferro participa de mais de uma centena de reações metabólicas no organismo humano. Ele integra proteínas essenciais para o transporte e armazenamento de oxigênio, como hemoglobina e mioglobina, além de atuar como cofator em enzimas mitocondriais envolvidas no ciclo do ácido cítrico e na cadeia transportadora de elétrons, processos fundamentais para a produção de adenosina trifosfato (ATP). Essa função catalítica decorre de suas propriedades redox, que permitem alternância entre os estados ferroso (Fe²⁺) e férrico (Fe³⁺), possibilitando a transferência de elétrons em diversas reações oxidativas. Consequentemente, a disponibilidade adequada de ferro é indispensável para a eficiência do metabolismo oxidativo e para a manutenção da capacidade aeróbia máxima, especialmente em modalidades esportivas de endurance.
A maior parte do ferro corporal encontra-se incorporada à hemoglobina dos eritrócitos, representando aproximadamente 60 a 70% do ferro total do organismo. O restante distribui-se entre a mioglobina muscular, enzimas oxidativas e proteínas de armazenamento, principalmente a ferritina. Essa proteína intracelular atua como o principal reservatório fisiológico de ferro, armazenando o metal de forma segura e biodisponível no fígado, no baço e na medula óssea. A ferritina sérica, portanto, constitui um importante marcador clínico das reservas corporais de ferro e é amplamente utilizada na avaliação do estado nutricional desse micronutriente em atletas. Níveis reduzidos de ferritina indicam depleção das reservas de ferro, mesmo quando os níveis de hemoglobina ainda se encontram dentro da faixa de normalidade, caracterizando o estágio denominado deficiência de ferro sem anemia (iron deficiency non-anemia – IDNA).
Esse estágio inicial de deficiência de ferro possui grande relevância fisiológica no contexto esportivo, pois pode comprometer o desempenho antes mesmo do desenvolvimento de anemia franca. Estudos demonstram que atletas com baixos níveis de ferritina, embora apresentem hemoglobina normal, podem apresentar redução da capacidade aeróbia, menor eficiência metabólica e diminuição da tolerância ao exercício prolongado. Essas alterações são atribuídas à redução do ferro disponível para enzimas mitocondriais e para proteínas envolvidas na respiração celular, prejudicando a produção de ATP e a utilização eficiente de oxigênio pelos músculos esqueléticos. Em atletas de endurance, nos quais a performance depende da manutenção de altas taxas de fosforilação oxidativa, tais alterações podem resultar em queda significativa da capacidade de trabalho físico e da performance competitiva.
A regulação sistêmica do ferro é mediada principalmente pela hepcidina, um hormônio peptídico produzido pelos hepatócitos. A hepcidina atua como regulador central da homeostase do ferro ao controlar a atividade da ferroportina, uma proteína transportadora localizada na membrana de enterócitos intestinais, macrófagos do sistema reticuloendotelial e hepatócitos. Quando os níveis de hepcidina aumentam, ocorre internalização e degradação da ferroportina, reduzindo a exportação de ferro dessas células para a circulação. Consequentemente, a absorção intestinal de ferro diminui e o ferro reciclado dos eritrócitos envelhecidos permanece sequestrado nos macrófagos, reduzindo sua disponibilidade sistêmica.
Em atletas, particularmente aqueles submetidos a treinamentos intensos e prolongados, a regulação da hepcidina pode ser profundamente influenciada pelo exercício físico. Sessões intensas de exercício promovem elevação transitória de citocinas inflamatórias, especialmente interleucina-6 (IL-6), que estimulam a síntese hepática de hepcidina. Esse aumento ocorre tipicamente entre três e seis horas após o exercício e pode persistir por várias horas, reduzindo temporariamente a absorção intestinal de ferro e sua mobilização das reservas corporais. Esse fenômeno tem sido apontado como um dos principais mecanismos fisiológicos responsáveis pela maior incidência de deficiência de ferro em atletas de endurance.
Além da regulação hormonal mediada pela hepcidina, múltiplos fatores associados ao treinamento esportivo contribuem para o balanço negativo de ferro observado em atletas. Entre esses mecanismos destacam-se a hemólise induzida pelo impacto repetitivo dos pés durante a corrida, conhecida como hemólise por “foot strike”, a perda de ferro pelo suor, pequenas perdas sanguíneas gastrointestinais e urinárias e o aumento da demanda eritropoiética decorrente da expansão do volume sanguíneo induzida pelo treinamento. Esses fatores, combinados com ingestão dietética inadequada de ferro ou baixa biodisponibilidade alimentar, podem levar à redução progressiva das reservas corporais desse micronutriente.
Outro aspecto relevante na interpretação dos indicadores hematológicos em atletas é a chamada pseudoanemia do esporte, caracterizada por redução aparente da concentração de hemoglobina e hematócrito decorrente da expansão do volume plasmático induzida pelo treinamento aeróbio. Nesse contexto, embora a massa total de hemoglobina possa estar aumentada, a diluição plasmática resulta em valores laboratoriais aparentemente reduzidos. Por essa razão, a avaliação isolada da hemoglobina pode ser insuficiente para determinar o estado real do ferro em atletas, sendo recomendada a análise combinada de marcadores como ferritina sérica, saturação de transferrina e receptor solúvel de transferrina.
A prevalência de deficiência de ferro em populações atléticas é significativamente maior do que na população geral, especialmente em mulheres e em modalidades de endurance. Estudos indicam que aproximadamente 15–35% das atletas apresentam algum grau de deficiência de ferro, enquanto em atletas do sexo masculino a prevalência varia entre 3% e 11%. Em determinados grupos de alto volume de treinamento, como corredoras de longa distância, essa prevalência pode ultrapassar 50%. Essas diferenças são atribuídas principalmente às perdas menstruais, às maiores demandas metabólicas e à ingestão energética frequentemente insuficiente observada em atletas de resistência.
Do ponto de vista clínico e esportivo, a avaliação periódica do estado do ferro é considerada estratégia fundamental para a manutenção da performance e da saúde do atleta. A ferritina sérica tem sido utilizada como marcador primário para monitoramento das reservas corporais, sendo geralmente recomendados valores mínimos de aproximadamente 30 μg/L para evitar depleção significativa de ferro em atletas. Em situações de maior demanda eritropoiética, como treinamento em altitude, valores superiores a 50 μg/L são frequentemente recomendados para garantir adequada produção de hemoglobina.
Quando a deficiência de ferro é identificada, intervenções nutricionais constituem a primeira abordagem terapêutica. A ingestão de ferro heme, presente em carnes e peixes, apresenta maior biodisponibilidade em comparação ao ferro não-heme encontrado em vegetais e suplementos. A absorção intestinal do ferro não-heme pode ser aumentada pela presença de vitamina C e reduzida por compostos presentes em café, chá, fitatos e polifenóis. Em casos de deficiência confirmada, a suplementação oral pode aumentar significativamente os níveis de ferritina ao longo de algumas semanas, embora seus efeitos sobre parâmetros de desempenho físico sejam mais evidentes em indivíduos inicialmente deficientes.
Entretanto, a suplementação indiscriminada de ferro não é recomendada. O excesso desse metal pode induzir estresse oxidativo por meio da geração de espécies reativas de oxigênio, causando danos celulares e comprometendo tecidos como fígado, coração e musculatura esquelética. Além disso, casos de hiperferritinemia já foram descritos em atletas submetidos a suplementação excessiva ou a manipulações hematológicas voltadas à melhoria do transporte de oxigênio, evidenciando que tanto a deficiência quanto o excesso de ferro representam riscos fisiológicos relevantes.
Em síntese, o metabolismo do ferro representa um componente fundamental da fisiologia do exercício de endurance, integrando processos moleculares, hematológicos e metabólicos que sustentam o transporte e a utilização de oxigênio durante o exercício prolongado. A interação entre hepcidina, ferritina, transferrina e ferroportina constitui o eixo regulatório central desse sistema, sendo profundamente influenciada pelo treinamento físico, pela inflamação induzida pelo exercício e pelo estado nutricional do atleta. Compreender esses mecanismos é essencial para o monitoramento adequado do estado do ferro, para a prevenção de deficiências nutricionais e para a otimização da performance esportiva em atletas de resistência.
ANEXO
Fisiologia Integrada do Ferro: Do Enterócito Intestinal à Incorporação na Hemoglobina Eritrocitária
A compreensão da fisiologia do ferro exige acompanhar o percurso desse micronutriente desde sua absorção intestinal até sua incorporação funcional na hemoglobina das hemácias. Esse trajeto envolve múltiplos sistemas regulatórios e proteínas transportadoras que garantem simultaneamente dois objetivos fisiológicos fundamentais: assegurar a disponibilidade adequada de ferro para processos metabólicos essenciais e, ao mesmo tempo, evitar o acúmulo excessivo desse metal potencialmente tóxico. Em atletas de endurance, essa via fisiológica assume importância particular, pois a demanda por ferro funcional aumenta em função da maior necessidade de transporte de oxigênio e da expansão do volume sanguíneo associada ao treinamento aeróbio.
O processo inicia-se no trato gastrointestinal, principalmente no duodeno e na porção proximal do jejuno, onde ocorre a absorção intestinal do ferro dietético. Esse ferro pode estar presente na dieta sob duas formas químicas distintas: ferro heme e ferro não-heme. O ferro heme, proveniente predominantemente de carnes e produtos de origem animal, encontra-se ligado ao grupo heme e apresenta elevada biodisponibilidade. Já o ferro não-heme, presente em alimentos vegetais e na maioria dos suplementos nutricionais, encontra-se geralmente no estado férrico (Fe³⁺) e necessita sofrer processos de redução para tornar-se absorvível. No lúmen intestinal, enzimas redutoras presentes na borda em escova dos enterócitos, como a duodenal cytochrome b (Dcytb), convertem o ferro férrico em ferro ferroso (Fe²⁺), forma química que pode ser transportada através da membrana apical dos enterócitos pelo transportador DMT1 (Divalent Metal Transporter 1). Esse sistema de transporte constitui o principal mecanismo de entrada do ferro não-heme nas células intestinais.
Uma vez no interior do enterócito, o ferro passa a integrar um pool intracelular transitório. Nesse estágio, duas possibilidades fisiológicas emergem. Parte do ferro pode ser armazenada temporariamente na forma de ferritina, proteína citosólica capaz de sequestrar milhares de átomos de ferro em uma estrutura segura que impede reações oxidativas prejudiciais. Alternativamente, o ferro pode ser exportado para a circulação sistêmica através da membrana basolateral do enterócito. Essa exportação é mediada pela proteína ferroportina, considerada o único exportador conhecido de ferro celular no organismo humano. A ferroportina permite que o ferro ferroso atravesse a membrana celular em direção ao espaço extracelular e alcance o sistema circulatório. A atividade dessa proteína é rigidamente controlada pelo hormônio hepático hepcidina, que ao se ligar à ferroportina induz sua internalização e degradação, bloqueando a liberação de ferro para o plasma. Dessa forma, a hepcidina funciona como o principal regulador sistêmico da homeostase do ferro.
Após sua exportação do enterócito, o ferro ferroso sofre oxidação para o estado férrico (Fe³⁺) por ação de ferroxidases plasmáticas, principalmente a hefaestina e a ceruloplasmina. Essa oxidação é necessária para permitir a ligação do ferro à transferrina, a principal proteína transportadora de ferro no plasma. Cada molécula de transferrina possui dois sítios de ligação para ferro férrico, permitindo o transporte seguro desse metal pelo sistema circulatório até os tecidos que necessitam de ferro para processos metabólicos. Em condições fisiológicas, apenas cerca de 30% da capacidade total de ligação da transferrina encontra-se ocupada, o que fornece uma importante margem de segurança contra o excesso de ferro livre circulante.
O ferro transportado pela transferrina alcança diversos tecidos do organismo, porém seu destino fisiológico mais importante é a medula óssea, onde ocorre a eritropoiese. As células precursoras eritroides presentes na medula óssea expressam receptores específicos para transferrina, denominados receptores de transferrina tipo 1 (TfR1). Quando a transferrina carregada com ferro se liga a esses receptores, o complexo transferrina-receptor é internalizado por endocitose, formando vesículas intracelulares denominadas endossomos. Dentro dessas vesículas ocorre acidificação do meio, o que promove a liberação do ferro da transferrina. O ferro liberado é então reduzido novamente à forma ferroso (Fe²⁺) e transportado para o citoplasma celular por meio de transportadores específicos.
Uma vez no citoplasma das células eritroides, o ferro é direcionado principalmente para as mitocôndrias, onde ocorre a síntese do grupo heme. Esse processo envolve a incorporação do ferro ferroso em um anel tetrapirrólico denominado protoporfirina IX, formando o grupo heme funcional. O grupo heme posteriormente se associa às cadeias globínicas sintetizadas nos ribossomos citoplasmáticos, resultando na formação da molécula de hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina contém quatro grupos heme, e cada grupo heme possui um átomo de ferro capaz de ligar reversivelmente uma molécula de oxigênio. Essa estrutura molecular permite que a hemoglobina transporte oxigênio dos pulmões para os tecidos periféricos e participe do transporte de dióxido de carbono no sentido inverso.
Após a maturação eritrocitária, os eritrócitos entram na circulação sistêmica e permanecem ativos por aproximadamente 120 dias. Durante esse período, a hemoglobina desempenha papel essencial no transporte de oxigênio, garantindo o fornecimento adequado desse gás para os tecidos metabolicamente ativos, especialmente o músculo esquelético durante o exercício físico. Em atletas de endurance, a eficiência desse sistema é determinante para a capacidade aeróbia e para a produção sustentada de energia via metabolismo oxidativo.
Quando os eritrócitos envelhecem ou sofrem danos estruturais, eles são removidos da circulação principalmente pelo sistema reticuloendotelial, especialmente nos macrófagos do baço e do fígado. Nesses locais ocorre a degradação da hemoglobina e a reciclagem do ferro. O ferro liberado retorna ao plasma por meio da ferroportina presente nos macrófagos e novamente se liga à transferrina, reiniciando o ciclo fisiológico de transporte e reutilização. Esse sistema altamente eficiente permite que cerca de 20 a 25 mg de ferro sejam reciclados diariamente a partir da destruição de hemácias envelhecidas, enquanto apenas cerca de 1 a 2 mg precisam ser absorvidos diariamente pela dieta para manter o equilíbrio corporal do ferro.
Assim, o percurso fisiológico do ferro pode ser sintetizado como um ciclo contínuo composto pelas seguintes etapas integradas: absorção intestinal no duodeno, transporte plasmático pela transferrina, captação celular mediada por receptores específicos, incorporação mitocondrial no grupo heme durante a eritropoiese, utilização funcional na hemoglobina circulante e, finalmente, reciclagem do ferro após a destruição eritrocitária. Esse ciclo é rigidamente regulado por mecanismos hormonais, especialmente pela hepcidina, que ajusta a disponibilidade sistêmica de ferro de acordo com as necessidades metabólicas do organismo.
No contexto do exercício de endurance, a eficiência desse sistema torna-se ainda mais crítica, pois a produção adequada de hemoglobina e a manutenção das reservas corporais de ferro são determinantes para a capacidade de transporte de oxigênio e para a sustentação do metabolismo aeróbio durante o esforço prolongado. Alterações em qualquer ponto desse percurso fisiológico — seja na absorção intestinal, no transporte plasmático, na regulação hormonal ou na eritropoiese — podem comprometer a disponibilidade de ferro funcional e impactar negativamente a performance atlética.
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Imagem: Formação rochosa do Parque de Karijini (Austrália) de 2,5 bilhões de anos com ferro oxidado e precipitado em função do aumento dos níveis de oxigênio na atmosfera. By Graeme Churchard from Bristol, UK – Dales GorgeUploaded by PDTillman, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30889569