Creatine as an antioxidant in metabolic states linked to oxidative stress

  • Audrey Yule Coqueiro Universidade de São Paulo.
  • Allan da Mata Godois Universidade Federal do Mato Grosso.
  • Raquel Raizel Universidade de São Paulo.
  • Julio Tirapegui Universidade de São Paulo.

Abstract

The oxidative stress results from an imbalance between oxidants and antioxidants. The synthesis of oxidants is more pronounced in intense physical exercise, since the energy demand is increased. Creatine has been identified as an antioxidant, since it is essential to maintaining energy homeostasis, and presents arginine in its molecular structure, however, the data presented in the literature are contradictory. The objective of this study was to synthesize the knowledge available about the antioxidant role of creatine in the context of sport and metabolic conditions involving oxidative stress. We carried out a literature review, without limitation the publication period. The mostly studies reviewed presented antioxidant effects with direct action, indirect or both, related to interventions with creatine, however the choice of sample type and experimental protocol influenced the results. It was concluded that creatine has antioxidant activity, but this effect is dependent on the conditions which the resource is used.

Author Biographies

Audrey Yule Coqueiro, Universidade de São Paulo.

Possui graduação em Nutrição pela FMU (Faculdades Metropolitanas Unidas). Iniciação Científica no Laboratório de Nutrição e Esporte, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo (USP). Atualmente é aluna de mestrado no Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos - Nutrição Experimental, pela Universidade de São Paulo (USP).

Allan da Mata Godois, Universidade Federal do Mato Grosso.

Possui graduação em Educação Fí­sica e em Nutriçao pela Universidade Federal de Mato Grosso. Possui Especialização em Exercí­cio Fí­sico e Nutrição na Saúde, na Doença e no Esporte pela Universidade Federal de Mato Grosso, com ênfase em esportes. Atualmente é mestrando em Biociências, pela Faculdade de Nutrição da Universidade Federal do Mato Grosso. Tem experiência na área de Educação Fí­sica/Nutrição, atuando no segmento de avaliação de atletas.

Raquel Raizel, Universidade de São Paulo.

Possui graduação em Nutrição pela Universidade de Cuiabá. Especialização em Nutrição Esportiva e Clí­nica pelo Instituto Centro Oeste de Pós Graduação (ICOP). Especialização em Exercí­cio Fí­sico e Nutrição na Saúde, na doença e no esporte, pela Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT). Mestrado em Biociências pela Faculdade de Nutrição-UFMT, na linha de pesquisa: Nutrição, Exercí­cio, Rendimento fí­sico e Doenças metabólicas. Atualmente é aluna de doutorado no Programa de Pós Graduação em Ciência dos alimentos - Nutrição Experimental, pela Universidade de São Paulo (USP), com perí­odo sanduí­che na Curtin University of Technology, Western Australia.

Julio Tirapegui, Universidade de São Paulo.

Professor Associado da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (USP) e Coordenador do Programa de Pós-Graduação Interunidade em Nutrição Humana Aplicada (PRONUT/USP) desde fevereiro de 2009. Bioquí­mico pela Universidade do Chile, mestrado (1980), doutorado (1982), livre-docência (1995) pela USP e pós-doutorado pela University of London, Inglaterra (1986-1988). Possui 50 orientações concluí­das na pós-graduação da USP (35 mestrados e 15 doutorados). Cinco ex-orientados da pós-graduação são atualmente professores da USP. Obteve 28 Auxí­lios a Pesquisa da FAPESP. Publicou 154 artigos completos em periódicos indexados, sendo 122 (80%) como primeiro ou último autor/coordenador de grupo e 32 (20%) como colaborador, além de 8 livros e 130 capí­tulos de livros. Participou em mais de 130 eventos cientí­ficos nacionais e internacionais nos 5 continentes. Tem experiência na área de nutrição e nutrição e atividade fí­sica, com ênfase em Bioquí­mica da Nutrição, atuando principalmente nos seguintes temas: nutrição, nutrição experimental, crescimento e desenvolvimento em modelos experimentais, uso de alimentos, nutrientes e compostos ergogênicos na atividade fí­sica em atletas e modelos experimentais.

References

-Adhihetty, P. J.; Beal, M. F. Creatine and its potential therapeutic value for targeting cellular energy impairment in neurodegenerative diseases. Neuromolecular Medicine. Vol. 10. Núm. 4. p. 275-290. 2008.

-Alves, C. R. R.; Merege Filho, C. A. A.; Janning, P. R.; Bechara, L. R. G.; Azevedo, R. A.; Benatti, F. B.; Pereira, R. M. R.; Pinto, A. L. S.; Brum, P. C.; Gualano, B. Efeito da suplementação de creatina, associada ou não ao treinamento de força, sobre a peroxidação lipídica em mulheres idosas. Revista Brasileira de Educação Física e Esporte. Vol. 28. Núm. 1. p. 13-21. 2014.

-Andrade, L. S.; Marreiro, D. N. Aspectos sobre a relação entre exercício físico, estresse oxidativo e zinco. Revista de Nutrição. Vol. 24. Núm. 4. p. 629-640. 2011.

-Andres, R. H.; Ducray, A. D.; Schlattner, U.; Wallimann, T.; Widmer, H. R. Functions and effects of creatine in the central nervous system. Brain Research Bulletin. Vol. 76. Núm. 4. p. 329-343. 2008.

-Antunes Neto, J. M. F.; Rivera, R. J. B.; Calvi, R. G.; Raffa, M. F.; Donadon, C. C.; Pereira, A. G.; Melo, P. S. Níveis comparativos de estresse oxidativo em camundongos em duas situações do limite orgânico: Overreaching induzido por treinamento de natação e câncer. Revista Brasileira de Medicina do Esporte. Vol. 14. Núm. 6. p. 548-552. 2008.

-Araújo, M. B.; Moura, L. P.; Vieira Júnior, R. C.; Júnior, M. C.; Dalia, R. A.; Sponton, A. C.; Ribeiro, C.; Mello, M. A. R. Creatine supplementation and oxidative stress in rat liver. Journal of the International Society of Sports Nutrition. Vol. 10. Núm. 54. 2013.

-Arinze, I. J. Facilitating understanding of the purine nucleotide cycle and the onde-carbon pool. Biochemistry and Molecular Biology Education. Vol. 33. Núm. 3. p. 165-168. 2005.

-Barbosa, K. B. F.; Costa, N. M. B.; Alfenas, R. C. G.; De Paula, S. O.; Minin, V. P. R.; Bressan, J. Estresse oxidativo: avaliação de marcadores. Nutrire: rev. Soc. Bras. Alim. Nutr. J. Brazilian Soc. Food Nutr. Vol. 33. Núm. 2. p. 111-128. 2008.

-Barbosa, K. B. F.; Costa, N. M. B.; Alfenas, R. C. G.; De Paula, S. O.; Minin, V. P. R.; Bressan, J. Estresse oxidativo: conceito, implicações e fatores modulatórios. Revista de Nutrição. Vol. 23. Núm. 4. p. 629-643. 2010.

-Barros, M. P.; Ganini, D.; Lorenço-Lima, L.; Soares, C. O.; Pereira, B.; Bechara, E. J.; Silveira, L. R.; Curi, R.; Souza Junior, T. Effects of acute supplementation on iron homeostasis and uric acid-based antioxidant capacity of plasma after wingate test. Journal of the International Society of Sports Nutrition. Vol. 9. Núm. 25. 2012.

-Chevion, S.; Moran, D. S.; Heled, Y.; Shani, Y.; Regev, G.; Abbou, B.; Berenshtein, E.; Stadtman, E. R.; Epstein, Y. Plasma antioxidant status and cell injury after severe physical exercise. PNAS. Vol. 100. Núm. 9. P. 5119-5123. 2003.

-Cruzat, V. F.; Rogero, M. M.; Borges, M. C.; Tirapegui, J. Aspectos atuais sobre estresse oxidativo, exercícios físicos e suplementação. Revista Brasileira de Medicina do Esporte. Vol. 13. Núm. 5. p. 336-342. 2007.

-Deminice, R.; Rosa, F. T.; Franco, G. S.; Jordao, A. A.; Freitas, E. C. Effects of creatine supplementation on oxidative stress and inflammatory markers after repeated-sprint exercise in humans. Nutrition. Vol. 29. Núm. 9. p. 1127-1132. 2013.

-Deminice, R.; Vilhena, R.; Portari, G. V.; Jordão, A. A. Suplementação de creatina, homocisteína e estresse oxidativo. Medicina (Ribeirão Preto). Vol. 40. Núm. 3. p. 368-377. 2007.

-Gualano, B.; Roschel, H.; Lancha Junior, A. H.; Brightbill, C. E.; Rawson, E. S. In sickness and in health: the widespread application of creatine supplementation. Amino Acids. Vol. 43. Núm. 2. p. 519-529. 2012.

-Gomes, M. R.; Tirapegui, J. Relação de alguns suplementos nutricionais e o desempenho físico. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. Vol. 50. Núm. 4. p. 317-319. 2000.

-Kingsley, M. I. C.; Cunningham, D.; Mason, L.; Kilduff, L. P.; Mceneny, J. Role of creatine supplementation on exercise-induced cardiovascular function and oxidative stress. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. Vol. 2. Núm. 4. p. 247-254. 2009.

-Klaunig, J. E.; Kamendulis, L. M.; Hocevar, B. A. Oxidative stress and oxidative damage in carcinogenesis. Toxicol Pathol. Vol. 38. Núm. 1. p. 96-109. 2010.

-Lawler, J. M.; Barnes, W. S.; Wu, G.; Song, W.; Demaree, S. Direct antioxidant properties of creatine. Biochemical and Biophysical Research Communications. Vol. 290. Núm. 1; p. 47-52. 2002.

-Lima, E. S.; Abdalla, D. S. P. Peroxidação lipídica: mecanismos e avaliação em amostras biológicas. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas. Vol. 37. Núm. 3. p. 293-303. 2001.

-Lowenstein, J. M. The purine nucleotide cycle revised. International Journal of Sports Medicine. Vol. 11. p. 37-46. 1990.

-Nasrallah, F. B. S.; Feki, M.; Kaabashi, N. M. D. Creatine and creatine deficiency syndromes: biochemical and clinical aspects. Pediatric Neurology. Vol. 42. Núm. 3. 2010.

-Pinho, R. A.; Araújo, M. C.; Ghisi, G. L. M.; Benetti, M. Doença arterial coronariana, exercício físico e estresse oxidativo. Arquivos Brasileiros de Cardiologia. Vol. 94. Núm. 4. p. 549-555. 2010.

-Percário, S.; Domingues, S. P. T.; Teixeira, L. F. M.; Vieira, J. L. F.; Vasconcelos, F.; Ciarrocchi, D. M.; Almeida, E. D.; Contre, M. Effects of creatine supplementation on oxidative stress profile of athletes. Journal of the International Society of Sports Nutrition. Vol. 9. Núm. 56. 2012.

-Rahimi, R. Creatine supplementation decreases oxidative DNA damage and lipid peroxidation induced by a single bout of resistance exercise. J Strength Cond Res. Vol. 25. Núm. 12. 2011.

-Rebelatto, J. R.; Jiménez, R.; Delgado, M. A.; Muguerza, B.; Munoz, M. E.; Galan, A. I.; Sanchez, R. M.; Arenillas, J. I. C. Antioxidantes, atividade física e estresse oxidativo em mulheres idosas. Revista Brasileira de Medicina do Esporte. Vol. 14. Núm. 1. 2008.

-Ribeiro, S. M. R.; Queiroz, J. H.; Pelúzo, M. C. G.; Costa, N. M. B; Matta,S. L. P.; Queiroz, M. E. L. R. A formação e os efeitos das espécies reativas de oxigênio no meio biológico. Bioscience Journal. Vol. 21. Núm. 3. p. 133-149. 2005.

-Schuenke, M. D.; Brooks, N. E.; Hikida, R. S. Interactions of aging, overload, and creatine supplementation in rat plantaris muscle. Journal of Aging Research. Vol. 2011. 2011.

-Sestili, P.; Martinelli, C.; Bravi, G.; Piccoli, G.; Curci, R.; Battistelli, M.; Falcieri, E.; Agostini, D.; Gioacchini, A.M.; Stocchi, V. Creatine supplementation affords cytoprotection in oxidatively injured cultured mammalian cells via direct antioxidant activity. Free Radical Biology & Medicine. Vol. 40. Núm. 5. p. 837-849. 2006.

-Shi, M.; Wang, X.; Yamanaka, T.; Ogita, F.; Nakatani, K.; Takeuchi, T. Effects of anaerobic exercise and aerobic exercise on biomarkers of oxidative stress. Environmental Health and Preventive Medicine. Vol. 12. Núm. 2. p. 202-208. 2007.

-Silva, L. A.; Bom, K. F.; Tromm, C. B.; Rosa, G. L.; Mariano, I.; Pozzi, B. G.; Toun, T.; Stresck, E. L.; Souza, C. T.; Pinho, R. A. Effect of eccentric training on mitochondrial function and oxidative stress in the skeletal muscle of rats. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. Vol. 46. Núm. 1. p. 14-20. 2013.

-Souza Junior, T. P.; Pereira, B. Creatina: auxílio ergogênico com potencial antioxidante?. Revista de Nutrição. Vol. 21. Núm. 3. p. 349-353. 2008.

-Soza, V.; Moliné, T.; Somoza, R.; Paciucci, R.; Kondoh, H. Oxidative stress and cancer: An overview. Ageing Research Reviews. Vol. 12. p. 376-390. 2013.

-Stefani, G. P.; Nunes, R. B.; Dornelles, A. Z.; Alves, J. P.; Piva, M. O.; Domenico, M. D.; Rhoden, C. R.; Lado, P. D. Effects of creatine supplementation associated with resistance training on oxidative stress in different tissues of rats. Journal of the International Society of Sports Nutrition. Vol. 11. Núm. 11. 2014.

-Steinbacher, P.; Eckl, P. Impact of Oxidative Stress on Exercising Skeletal Muscle. Biomolecules. Vol. 5. Núm. 2. p. 356-377. 2015.

-Thirumalai, T.;Therasa, S. V.; Elumalai, E. K.; David, E. Intense and exhaustive exercise induce oxidative stress in skeletal muscle. Asian Pacific Journal of Tropical Disease. Vol. 1. Núm. 1. p. 63-66. 2011.

-Tuna, Z.; Duger, T.; Atalay-guzel, N.; Aral, A.; Basturk, B.; Haznedaroglu, S.; Gojer, B. Aerobic exercise improves oxidant-antioxidant balance in patients with rheumatoid arthritis. Journal of Physical Therapy Science. Vol. 27. Núm. 4. p. 1239-1242. 2015.

-Wallimann, T.; Schlattner, M. T.; Schlattner, U. The creatina kinase system and pleiotropic effects of creatine. Amino Acids. Vol. 40. p. 1271-1296. 2011.

-Wang, P.; Li, C. G.; Qi, Z.; Cui, D.; Ding, S. Acute exercise induced mitochondrial H2O2 production in mouse skeletal muscle: association with p66Shc and FOXO3 signaling and antioxidant enzymes. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2015.

Published
2017-01-28
How to Cite
Coqueiro, A. Y., Godois, A. da M., Raizel, R., & Tirapegui, J. (2017). Creatine as an antioxidant in metabolic states linked to oxidative stress. Brazilian Journal of Exercise Prescription and Physiology, 11(64), 128-137. Retrieved from https://www.rbpfex.com.br/index.php/rbpfex/article/view/1090
Issue
Vol. 11 No. 64 (2017)
Section
Scientific Articles - Review

Authors who publish in this journal agree to the following terms:

  • Authors retain the copyright and grant the journal the right of first publication, with work simultaneously licensed under the Creative Commons Attribution License BY-NC which allows the sharing of the work with acknowledgment of the authorship of the work and initial publication in this journal.
  • Authors are authorized to enter into additional contracts separately for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (eg, publishing in institutional repository or book chapter), with acknowledgment of authorship and initial publication in this journal.
  • Authors are allowed and encouraged to post and distribute their work online (eg, in institutional repositories or on their personal page) at any point before or during the editorial process, as this can bring about productive change as well as increase impact and impact. citation of published work (See The Effect of Free Access).