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1 Disciplina: Fisiologia do exercício Autor: M.e Gilson Brun Revisão de Conteúdos: Esp. Guilherme Natan Paiano dos Santos Designer Instrucional: Vianeis Rodrigues Pereira Revisão Ortográfica: Esp. Alexandre Kramer Morgenterm Ano: 2019 Copyright © - É expressamente proibida a reprodução do conteúdo deste material integral ou de suas páginas em qualquer meio de comunicação sem autorização escrita da equipe da Assessoria de Marketing da Faculdade São Braz (FSB). O não cumprimento destas solicitações poderá acarretar em cobrança de direitos autorais. 2 Gilson Brun Fisiologia do exercício 1ª Edição 2019 Curitiba, PR Editora São Braz 3 Editora São Braz Rua Cláudio Chatagnier, 112 Curitiba – Paraná – 82520-590 Fone: (41) 3123-9000 Coordenador Técnico Editorial Marcelo Alvino da Silva Conselho Editorial D.r Alex de Britto Rodrigues / D.ra Diana Cristina de Abreu / D.r Eduardo Soncini Miranda / D.ra Gilian Cristina Barros / D.r Jefferson Zeferino / D.r João Paulo de Souza da Silva / D.ra Marli Pereira de Barros Dias / D.ra Rosi Terezinha Ferrarini Gevaerd / D.ra Wilma de Lara Bueno / D.ra Yara Rodrigues de La Iglesia Revisão de Conteúdos Guilherme Natan Paiano dos Santos Parecerista Técnico Guilherme Natan Paiano dos Santos Designer Instrucional Vianeis Rodrigues Pereira Revisão Ortográfica Alexandre Kramer Morgenterm Desenvolvimento Iconográfico Juliana Emy Akiyoshi Eleutério FICHA CATALOGRÁFICA BRUN, Gilson. Fisiologia do exercício / Gilson Brun. – Curitiba: Editora São Braz, 2019. 54 p. ISBN: 978-85-5475-468-6 1.Bionergético. 2. Exercícios. 3. Neuromusculares. Material didático da disciplina de Fisiologia do exercício – Faculdade São Braz (FSB), 2019. Natália Figueiredo Martins – CRB 9/1870 4 PALAVRA DA INSTITUIÇÃO Caro(a) aluno(a), Seja bem-vindo(a) à Faculdade São Braz! Nossa faculdade está localizada em Curitiba, na Rua Cláudio Chatagnier, nº 112, no Bairro Bacacheri, criada e credenciada pela Portaria nº 299 de 27 de dezembro 2012, oferece cursos de Graduação, Pós-Graduação e Extensão Universitária. A Faculdade assume o compromisso com seus alunos, professores e comunidade de estar sempre sintonizada no objetivo de participar do desenvolvimento do País e de formar não somente bons profissionais, mas também brasileiros conscientes de sua cidadania. Nossos cursos são desenvolvidos por uma equipe multidisciplinar comprometida com a qualidade do conteúdo oferecido, assim como com as ferramentas de aprendizagem: interatividades pedagógicas, avaliações, plantão de dúvidas via telefone, atendimento via internet, emprego de redes sociais e grupos de estudos, o que proporciona excelente integração entre professores e estudantes. Bons estudos e conte sempre conosco! Faculdade São Braz. 5 Sumário Prefácio.................................................................................................................... 07 Aula 1 – Fisiologia do exercício e bioenergética..................................................... 08 Apresentação da aula 1........................................................................................... 08 1.1 Fisiologia do exercício............................................................................ 08 1.2 Bioenergética.......................................................................................... 11 1.2.1 Sistema fosfagênio (ATP – PC)........................................................... 13 1.2.2 Sistema anaeróbio lático (Glicólise anaeróbia) .................................. 15 1.2.3 Sistema aeróbio (Sistema oxidativo) .................................................. 19 Conclusão da aula 1................................................................................................ 21 Aula 2 – Adaptações neuromusculares e exercício................................................ 22 Apresentação da aula 2........................................................................................... 22 2.1 Alteração neuromuscular........................................................................ 22 2.2 Hipertrofia muscular................................................................................ 24 2.2.1 Ação concêntrica................................................................................. 26 2.2.2 Ação excêntrica................................................................................... 28 2.3 Ação isométrica...................................................................................... 29 2.3.1 Interação entre as 3 ações.................................................................. 30 Conclusão da aula 2................................................................................................ 31 Aula 3 –Principais adaptações orgânicas com o exercício..................................... 32 Apresentação da aula 3.......................................................................................... 32 3.1 Sistema cardiovascular e exercício....................................................... 32 3.1.1 Frequência cardíaca............................................................................ 33 3.1.2 Volume de ejeção (volume sistólico) .................................................. 34 3.1.3 Débito cardíaco.................................................................................... 35 3.2 Sistema respiratório e exercício............................................................. 35 3.3 Sistema endócrino e exercício............................................................... 37 3.4 Hormônio de crescimento...................................................................... 38 3.5 Catecolaminas........................................................................................ 38 3.6 Glucagon e insulina................................................................................ 39 6 3.7 Endorfinas............................................................................................... 39 3.8 Leptina.................................................................................................... 40 Conclusão da aula 3................................................................................................ 40 Aula 4 – Recursos ergogênicos............................................................................... 41 Apresentação da aula 4........................................................................................... 41 4.1 Recursos ergogênicos, conceitos e classificação.................................. 41 4.1.1 Recursos ergogênicos nutricionais...................................................... 41 4.1.2 Creatina fosfato................................................................................... 42 4.1.3 Recursos ergogênicos farmacológicos................................................ 43 4.1.4 Anfetaminas......................................................................................... 43 4. 2 Cocaína................................................................................................. 44 4.2.1 Cafeína................................................................................................ 44 4.2.2 Analgésicos narcóticos........................................................................ 44 4.2.3 Morfina.................................................................................................45 4.2.4 Heroína................................................................................................ 45 4.3 Bloqueadores adrenérgicos............................................................... 45 4.3.1 Diuréticos............................................................................................. 46 4.3.2 Hormônios peptídicos e análogos...................................................... 46 4.3.3 Esteróides anabolizantes.................................................................... 47 4.3.4 Recursos ergogênicos mecânicos....................................................... 48 4.4 Calçados esportivos............................................................................... 48 4.5 Roupas esportivas.................................................................................. 48 4.6 Equipamentos esportivos....................................................................... 49 Conclusão da aula 4................................................................................................ 50 Índice Remissivo...................................................................................................... 51 Referências.............................................................................................................. 54 7 Prefácio Olá estudante, seja bem-vindo (a) à disciplina de Fisiologia do exercício, iniciaremos nossa disciplina discutindo sobre o termo Fisiologia tendo como segmentação parte da Biologia que tem como função de estudar as diversas funções físicas, bioquímicas e mecânicas dos seres vivos. Em seguida vamos estudando outros temas que contempla esta disciplina, como via metabólica capaz de produzir rapidamente ATP, na escassez do oxigênio, estando designada de via glicolítica. Logo veremos sobre o sistema energético do fosfagênio, juntamente com a molécula de ADP, resulta diretamente na produção de ATP, uma célula muscular que apresenta determinada quantidade de ATP que pode ser usada regularmente entre outras adaptações neuromusculares e exercício. Além disso, vamos conhecer um pouco sobre as alterações que ocorrem no nosso corpo, a partir da realização de atividades físicas. Mais adiante abordaremos alguns contextos sobre a sociedade civil, buscando compreender seu papel dando sequência na aprendizagem abordando alterações que ocorre nosso organismo, após realizar um programa de treinamento ou manter-se ativo, praticando atividade física. Em certas situações competitivas, os integrantes em geral têm habilidades atléticas genéticas similares e, se estiverem expostos aos mesmos sistemas de treinamento, tornam-se bastante nivelados, enfim veremos um pouco também sobre a evolução tecnológica utilizados como recursos e aprimoramentos no esporte. Tanto que existem polêmicas no meio desportivo sobre essa forma de uso, já que nem todos podem ter a oportunidade de utilizá- los e alguns tipos podem ser contrariados ao regimento de uma competição. Então, entraremos nas discussões Boa aula! 8 Aula 1 – Fisiologia do exercício e bioenergética Apresentação da aula 1 Olá, estudante! Seja bem-vindo(a) à primeira aula da disciplina de Fisiologia do exercício. Buscamos nessa aula abordar os principais aspectos relacionados aos sistemas energéticos utilizados no exercício. Vamos viajar juntos conhecendo essa maravilhosa área do conhecimento, que estuda como as funções orgânicas respondem e se adaptam ao estresse imposto pelo exercício físico. Fisiologia do exercício Fonte: https://lh3.googleusercontent.com/2gBbT4zs2CAELzoUIZfVbPtLkJ495t_it_hIiX- vbgroqCq5axSzKA0j9iCzCRXfDTJv3Q=s165 1.1 Fisiologia do exercício O termo fisiologia vem do grego “physys” que significa natural ou funcionamento e “logos” que é referente a estudo. Com isso, a fisiologia é definida como ramo da biologia que tem a priori a função de estudar as múltiplas funções físicas, bioquímicas e mecânicas dos seres vivos. Ou seja, a fisiologia busca explicar como ocorrem as funções vitais dos organismos e como eles se adaptam aos estímulos ambientais. Mas então, o que seria a fisiologia do exercício? https://lh3.googleusercontent.com/2gBbT4zs2CAELzoUIZfVbPtLkJ495t_it_hIiX-vbgroqCq5axSzKA0j9iCzCRXfDTJv3Q=s165 https://lh3.googleusercontent.com/2gBbT4zs2CAELzoUIZfVbPtLkJ495t_it_hIiX-vbgroqCq5axSzKA0j9iCzCRXfDTJv3Q=s165 9 A fisiologia do exercício segue a mesma linha da área de conhecimento da fisiologia geral, porém volta suas atenções para o estudo das respostas e das adaptações do organismo, quando este é exposto ao estresse ocasionado pelo exercício físico. Sendo assim, a fisiologia do exercício estuda os efeitos agudos e crônicos do exercício físico sobre a estrutura e a função dos diversos sistemas orgânicos. Para entendermos melhor todos os conceitos que vamos estudar juntos, vamos começar definindo os dois tipos de efeitos que ocorrem no nosso organismo decorrente do exercício físico. Importante Os efeitos agudos, chamados de “respostas”, são as alterações decorrentes da execução de uma sessão de exercício. Essas respostas são subdivididas em respostas observadas durante o exercício e respostas observadas após o exercício (também chamadas de subagudas ou pós-exercício). As últimas podem ainda ser divididas em respostas imediatas que ocorrem nas primeiras uma ou duas horas após o exercício, e tardias, que são observadas ao longo de 24 horas pós-exercício. Importante Quanto aos efeitos crônicos, denominados “adaptações”, eles correspondem às alterações estruturais e funcionais decorrentes de um período prolongado de treinamento físico regular. Para melhor esclarecimento, vamos imaginar a seguinte situação: uma equipe de fisiologistas decide avaliar a frequência cardíaca de um corredor, usando para isso de um frequêncimetro e um software para transmitir os dados 10 para a tela de um computador. Para isso dividem-se em três grupos, sendo que o primeiro analisará os dados obtidos pelo frequencímetro durante a corrida; o segundo grupo está responsável pela análise logo após o término da corrida, e o terceiro grupo fara a análise dos dados obtidos após um período de corridas seguidas, imaginemos aqui um ciclo de um mês de treinamento com frequência de 3 vezes semanais. Com isso, percebe-se que: o primeiro grupo está interessado em saber se a frequência cardíaca se altera durante a execução de um exercício, logo buscam respostas sobre os efeitos agudos pelo exercício. O segundo grupo está interessado em descobrir se, após a finalização do exercício, a frequência cardíaca retorna aos valores pré-exercício, caracterizando o estudo dos efeitos agudos pós-exercício. O terceiro e último grupo, tem como objetivo saber se, após um período de treinamento de algumas semanas, a frequência cardíaca sofre alguma alteração, efeito crônico do exercício físico. Esses são alguns dos pequenos exemplos que podemos mostrar com todo o conhecimento que vamos adquirir ao longo das nossas aulas. Saiba mais Efeito crônico da corrida na resposta hemodinâmica em mulheres normotensas. RBPFEX - Revista Brasileira de Prescrição e Fisiologia do Exercício, [S.l.], v. 13, n. 81, p. 36-42, mai. 2019. ISSN 1981-9900. Disponível em: <http://www.rbpfex.com.br/index.php/rbpfex/article/view/1617> As investigações em fisiologia do exercício são bastante diversas e levam em conta diferentes aspectos relacionados aos efeitos do exercício. Considerando-se que esse efeito sobre as diferentes funções orgânicas depende das características do executante, classicamente, as pesquisas em fisiologia do exercício visam observar os efeitos do exercício em sistemas orgânicos específicos, tendo comoos principais temas de investigação o metabolismo energético, os sistemas cardiorrespiratório, neuromuscular, imunológico e endócrino. http://www.rbpfex.com.br/index.php/rbpfex/article/view/1617 11 Entretanto, durante o exercício físico ocorrem alterações simultâneas nas funções de todos estes sistemas, de modo que a tendência de investigação atual e, principalmente futura, na área da fisiologia do exercício é a elaboração de pesquisas que tragam uma visão mais abrangente e integrada dos efeitos do exercício no organismo como um todo. Saiba mais Hoje em dia existem diversos aplicativos que podem ser baixados gratuitamente na plataforma Play Store (para celulares androids) e no Apple store (para Iphones), que simulam a análise da frequência cardíaca per exercício, apesar de não serem extremamente fidedignos com a realidade, podem ser uma boa ferramenta para ser trabalhada com seus alunos durante as aulas; para conhecer mais. Acesse o link: https://play.google.com/store/apps/collection/cluster?clp=ogowCBEqAggIMigKI mNvbS5kcm9pZGluZmluaXR5LmhlYXJ0cmF0ZW1vbml0b3IQARgD:S:ANO1ljK BvQI&gsr=CjOiCjAIESoCCAgyKAoiY29tLmRyb2lkaW5maW5pdHkuaGVhcnRy YXRlbW9uaXRvchABGAM%3D:S:ANO1ljLMxbw&hl=pt_BR 1.2 Bioenergética Considerando as várias reações químicas e elétricas que ocorrem no corpo humano durante as fases do sono, nas diversas formas de exercícios esportivos sistematizados e nas atividades da vida diária, é de extrema importância compreender os mecanismos básicos do organismo para manter seu funcionamento. Assim, surge a necessidade da compreensão sobre como o organismo sintetiza os nutrientes extraídos dos alimentos ingeridos, como esses nutrientes são transformados em energia química utilizável para atuar na síntese-ressíntese de outros substratos durante a contração muscular, e como esse processo pode influenciar as ações dos demais órgãos e tecidos. Inicialmente, deve estar claro que o organismo humano se encontra em constante atividade, sendo mantido por funções fisiológicas básicas mesmo quando o indivíduo está em repouso. A condição das funções corporais quando mantidas constantes ou inalteradas, fenômeno que se refere ao estado de equilíbrio dos líquidos e dos tecidos do organismo em relação às suas funções https://play.google.com/store/apps/collection/cluster?clp=ogowCBEqAggIMigKImNvbS5kcm9pZGluZmluaXR5LmhlYXJ0cmF0ZW1vbml0b3IQARgD:S:ANO1ljKBvQI&gsr=CjOiCjAIESoCCAgyKAoiY29tLmRyb2lkaW5maW5pdHkuaGVhcnRyYXRlbW9uaXRvchABGAM%3D:S:ANO1ljLMxbw&hl=pt_BR https://play.google.com/store/apps/collection/cluster?clp=ogowCBEqAggIMigKImNvbS5kcm9pZGluZmluaXR5LmhlYXJ0cmF0ZW1vbml0b3IQARgD:S:ANO1ljKBvQI&gsr=CjOiCjAIESoCCAgyKAoiY29tLmRyb2lkaW5maW5pdHkuaGVhcnRyYXRlbW9uaXRvchABGAM%3D:S:ANO1ljLMxbw&hl=pt_BR https://play.google.com/store/apps/collection/cluster?clp=ogowCBEqAggIMigKImNvbS5kcm9pZGluZmluaXR5LmhlYXJ0cmF0ZW1vbml0b3IQARgD:S:ANO1ljKBvQI&gsr=CjOiCjAIESoCCAgyKAoiY29tLmRyb2lkaW5maW5pdHkuaGVhcnRyYXRlbW9uaXRvchABGAM%3D:S:ANO1ljLMxbw&hl=pt_BR https://play.google.com/store/apps/collection/cluster?clp=ogowCBEqAggIMigKImNvbS5kcm9pZGluZmluaXR5LmhlYXJ0cmF0ZW1vbml0b3IQARgD:S:ANO1ljKBvQI&gsr=CjOiCjAIESoCCAgyKAoiY29tLmRyb2lkaW5maW5pdHkuaGVhcnRyYXRlbW9uaXRvchABGAM%3D:S:ANO1ljLMxbw&hl=pt_BR 12 e composições químicas básicas, utilizadas para manter o funcionamento do corpo em perfeito equilíbrio, é denominada homeostase. Vocabulário Homeostase: é a capacidade do organismo de apresentar uma situação físico- química característica e constante, dentro de determinados limites, mesmo diante de alterações impostas pelo meio ambiente. Todo o músculo necessita de energia para trabalhar, o que implica que qualquer exercício requer o fornecimento de energia. O plano de um programa ótimo de treino apenas é possível quando os princípios do fornecimento de energia são bem entendidos. Esta energia é resultado da utilização de substratos armazenados no músculo e em outros tecidos orgânicos, associada com algumas substâncias químicas: adenosina trifosfato (ATP), fosfocreatina (PC), hidratos de carbono, gordura e proteínas. No entanto, a única fonte de energia química que o organismo consegue utilizar no processo de contração muscular provem do ATP, sendo as restantes fontes de energia utilizadas na sua síntese. Importante Para os músculos, assim como para todas as células do corpo, a fonte de energia que mantém tudo funcionando é o trifosfatodeadenosina (ATP). O ATP é a moeda energética utilizada por todas as células. A hidrólise do ATP fornece energia para as reações químicas envolvidas no processo de contração muscular; Vocabulário Hidrólise: é a reação química de quebra da molécula de ATP pela molécula de água (H2O). 13 O ATP dos músculos vem de três sistemas bioquímicos diferentes, nesta ordem: Sistema fosfagênio (ATP-PC); Sistema anaeróbio lático (Glicólise anaeróbia); Sistema aeróbio (Sistema oxidativo). 1.2.1 Sistema fosfagênio (ATP-PC) O sistema energético do fosfagênio, juntamente com a molécula de ADP, resulta diretamente na produção de ATP, uma célula muscular possui determinada quantidade de ATP que pode ser usada imediatamente, mas isto é suficiente para durar apenas cerca de três segundos. PC + ADP ATP + C Creatina quinase Para reconstituir rapidamente os níveis de ATP, as células musculares contêm um composto de fosfato altamente energético, chamado de fosfocreatina O fosfato é extraído da fosfocreatina por meio da atuação da enzima creatina fosfoquinase e é transferido para o ADP para produzir ATP. A célula transforma ATP em ADP e, rapidamente, o fosfato transforma o ADP de novo em ATP. A associação da creatina a ele, ou seja, o sistema ATP-PC, creatina- fosfato, fornece essa reserva de energia para a mais rápida e eficiente regeneração do ATP, se comportando como importante reservatório de energia utilizado na prática de exercícios de curta duração e alta intensidade. A quantidade de ATP disponibilizada pelo sistema fosfagênio equivale entre 5,7 e 6,9kcal, o que não representa muita energia disponível para o exercício. Atividades que exigem altos índices de energia durante um breve período de tempo dependem basicamente da produção de ATP a partir das reações 14 enzimáticas desse sistema e, por isso, ele é utilizado na produção de ATP em exercícios de alta intensidade e de curta duração. O ATP necessário para a contração dos músculos nessas atividades estará tão prontamente disponível porque esse processo de produção de energia requer poucas reações químicas, e não requer, teoricamente, a presença de moléculas de oxigênio (O2), estando o ATP e a PC armazenados e disponíveis nos músculos para tal finalidade. As fibras musculares de contração rápida (tipo II), armazenam de 4 a 6 vezes mais fosfocreatina (PC) do que ATP. Nesse sentido, no processo de contração muscular, a PC tem o papel de servir como um “reservatório energético” das células musculares para oferecer energia rápida, resultante da quebra das ligações fosfatos para ressíntese do ATP. Cada quilograma de músculo estriado esquelético contém 3 a 8 mmol de ATP e quatro a cinco vezes mais de PC. Para uma pessoa que pesa 70 kg com uma massa muscular de 30 kg, isso representa entre 570 e 690 mmol de fosfato de alta energia. Admitindo-se que 20 kg de músculo se tornam ativos durante uma atividade realizada com “grandes grupos musculares”, energia armazenada suficiente na forma de fosfagênio consegue acionar uma caminhada rápida por 1 min, uma corrida com ritmo de maratona por 20 a 30 s ou uma corrida com velocidade máxima de 5 a 8 s. É provável que a quantidade desses compostos de alta energia seja consumida completamente em 20 a 30 s de exercício máximo. Em um pique (sprint) de 100 m, como no recorde mundial por Usain Bolt (recorde mundial de 9,58 s [10,44m/s] estabelecido em 16 de agosto de 2009; recorde olímpico de 9,63 s [10,38 m/s] estabelecido em 5 de agosto de 2012), o corredor não consegue manter a velocidade máxima durante toda a corrida. No fim da corrida, o corredor começa a reduzir sua velocidade; frequentemente, o vencedor é aquele que menos reduziu sua velocidade. Portanto, é necessário planejar o estímulo das sessões de treinamento para que, diante da exigência motora das atividades em questão, não se transforme somente em uma atividade que esgote todo o estoque de ATP sem 15 o devido período de recuperação, necessário para a realização com eficiência de um novo estímulo. Importante Nosso corpo é capaz de acumular energia? A resposta é não, pois se pensarmos dessa forma um acúmulo exagerado de energia poderia ocasionar uma ‘’explosão interna’’ não é mesmo? O correto é dizer que nosso corpo é capaz de acumular substratos energéticos, que quando necessário, por ocasião de um exercício físico por exemplo, são combinados e disponibilizados ao organismo, para que sejam convertidos em energia. Adrenalina imaginaria, devido aos estímulos recebidos Fonte:https://cdn.pixabay.com/photo/2017/05/04/06/37/explosion- 2283147_960_720.png 1.2.2 Sistema anaeróbio lático (Glicólise anaeróbia) A segunda via metabólica capaz de produzir rapidamente ATP, na ausência do oxigênio, é designada de via glicolítica. Neste processo, o glicogênio armazenado no músculo é desdobrado em glicose, que será então utilizada sob a forma de energia. O processo de glicólise anaeróbia envolve a degradação incompleta de uma das substâncias alimentares mais presentes nesse processo, que são os 16 carboidratos, com a sua transformação em compostos de açúcares simples (monossacarídeos, nesse caso a glicose), capazes de atuar na ressíntese de ATP, produzindo energia livre para a realização da contração muscular e, consequentemente, os movimentos. A glicose representa aproximadamente 99% de todos os açúcares circulantes no sangue, sendo originária da digestão e da síntese dos carboidratos, que também podem ser convertidos na forma de moléculas de glicogênio e armazenados no fígado e nos músculos. O glicogênio armazenado no fígado é sintetizado a partir da glicose, por meio de um processo denominado glicogênese. Vocabulário Glicogênese: processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio, ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é proeminente no fígado e músculos, o músculo armazena apenas para o consumo próprio e só utiliza durante o exercício, quando há necessidade de energia rápida. Lembre-se de que esse processo torna possível a formação também rápida do ATP sem a presença de oxigênio. A glicólise anaeróbica rápida para a ressíntese do ATP pode ser considerada uma fonte energética de reserva. Ela se torna ativa quando uma pessoa acelera no início do movimento ou durante os últimos quilômetros em uma corrida, quando realiza um esforço máximo do início ao fim durante uma corrida de 400 m ou uma prova de natação de 100 m. Acúmulos rápidos e consideráveis de lactato sanguíneo ocorrem principalmente no músculo agonista, movimentos máximos entre 60 e 180 segundos de duração. A redução na intensidade para prolongar o período de movimento acarreta redução correspondente da taxa de acúmulo de lactato e no nível final de lactato sanguíneo. 17 Vocabulário Agonista: o principal músculo em contração, responsável pela produção de um movimento articular ou na manutenção da postura estática durante a realização de uma atividade. Saiba mais Para a realização de um movimento articular, também é necessário a participação dos músculos classificados como Antagonistas e Sinergistas, para saber mais sobre quais são suas funções acesse: https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/educacaofisica/classificac ao-dos-musculos-nas-contracoes/27923. Curiosidade Em muitos livros-texto, os termos "ácido láctico'' e "lactato" são usados de maneira constante. Isso frequentemente causa confusão entre os estudantes, que perguntam: "Ácido láctico e lactato são a mesma molécula?" A resposta é que ácido láctico e Iactato são moléculas relacionadas, porém tecnicamente diferentes. Eis a explicação: o termo lactato refere-se ao sal do ácido láctico. Após a dissociação e liberação de íons hidrogênio pelos ácidos, a molécula que resta é a chamada base conjugada do ácido. A isso se segue que o lactato é a base conjugada do ácido láctico. A concentração de ácido lático aumenta de acordo com o tempo de realização da atividade física, na mesma intensidade ou em intensidade superior. A produção de lactato, portanto, acaba por ser um mal menor e inevitável quando se recorre a esse sistema energético, razão pela qual também pode ser objetivo de um treino trabalhar o que habitualmente se denomina tolerância ao lactato. https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/educacaofisica/classificacao-dos-musculos-nas-contracoes/27923 https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/educacaofisica/classificacao-dos-musculos-nas-contracoes/27923 18 Os aspectos referentes ao treinamento de tolerância ao lactato procuram estimular a sua produção, submetendo o indivíduo a atividades de alta intensidade, de forma que o lactato seja lançado em grandes quantidades na corrente sanguínea para induzir, progressivamente, um melhor desempenho, mesmo sob elevada lactacidemia. Vocabulário Lactacidemia: é a dosagem do nível de ácido lático no sangue. É possível que a curva de lactato em relação à intensidade se modifique com esses estímulos, mas é preciso ficar claro que a faixa limítrofe desse processo não deve ser estimulada constantemente, além de exigir sempre um acompanhamento constante e profissional. No entanto, as quantidades significativas de ácido lático e de lactato que se acumulam nos músculos durante esse tipo de exercício e provocam uma acidose intensa pela liberação dos íons H+, o que pode estar relacionado à indução da fadiga. Esse último fenômeno resulta de alterações do ambiente físico-químico dentro das fibras musculares com a redução do pH intramuscular. Isso produz uma maior concentração de H+ e, por consequência, um aumento na ventilação alveolar e pode causar a interrupção do exercício, caso seja continuado em intensidades similares à inicial e pela própria dificuldade de produção, síntese e ressíntese de ATP nas fibras musculares esqueléticas. Por esse motivo, nos períodos de treinamento que antecedem os eventos esportivos mais importantes, os corredores de 400 metros devem procurar desenvolver o máximo possível a sua tolerância à acidose metabólica, correndo, em alguns momentos do treino, em velocidades elevadas, muito próximas à velocidade que será atingida durante o desempenho máximo, com o intuito de produzir acidoses musculares extremas, uma vez que o pH intramuscular pode decrescer de 7,1 para 6,5 ao final de um estímulo prolongado de alta intensidade. 19 1.2.3 Sistema aeróbio (Sistema oxidativo) Este é o sistema de produção de energia mais complexo dentre os apresentados até aqui. Primeiramente, é preciso dizer que esse sistema é o único que usa o oxigênio (O2) como principal elemento para o catabolismo dos substratos envolvidos no processo de degradação, até a formação de moléculas de energia que atuam diretamente nos exercícios ou na própria ressíntese de novas dessas moléculas, processo denominado sistema oxidativo. Em exercícios de longa duração o sistema aeróbio é a principal via para a ressíntese de ATP, ocorrendo nas mitocôndrias e utilizando oxigênio. Alguns estudos que fazem referência ao ponto de vista energético dizem que os esforços contínuos situados entre 60 e 180 segundos são assegurados pela atuação dos sistemas glicolíticoe oxidativo de forma simultânea, o que significa que cerca da metade do ATP será produzida fora das mitocôndrias, e o restante em seu interior. No entanto, nos esforços de duração superior a 180 segundos, a produção de ATP é assegurada pelas mitocôndrias, que garantem o efeito do metabolismo oxidativo ou, simplesmente, sistema aeróbio. Desse modo, as atividades esportivas com duração superior a 180 segundos dependem da presença e da utilização do oxigênio nos músculos ativos e em sua fase de recuperação após esse exercício, uma vez que 75% do subproduto obtido (lactato) pela ausência de oxigênio na via e produzido durante os exercícios de alta intensidade, é removido pela oxidação, enquanto os 25% restantes desse subproduto são convertidos pelo processo de gliconeogênese. O consumo de oxigênio aumenta exponencialmente durante os primeiros minutos de atividade física, componente rápido do consumo de oxigênio do exercício, para alcançar um platô entre o terceiro e o quarto minuto, depois permanece relativamente estável durante toda a duração do esforço. O steady-state em geral descreve a porção plana ou platô da curva do consumo de oxigênio, reflete um equilíbrio entre a energia de que os músculos ativos necessitam e a produção de ATP no metabolismo aeróbico. 20 Na região de steady-state, reações redox conjugadas fornecem energia para a atividade física; todo o lactato produzido será oxidado ou transformado em glicose. Não ocorre acúmulo relevante de lactato sanguíneo em condições metabólicas de steady-state aeróbicas. Depois que o metabolismo aeróbico atinge o steady-state, a atividade física teoricamente poderia prosseguir indefinidamente se o indivíduo tivesse a “vontade” de fazê-lo. Isso pressupõe que o metabolismo aeróbico é o único determinante da capacidade do indivíduo de realizar um exercício, depois de uma atividade de resistência ou uma atividade aeróbica, consequentemente, ocorre o steady-state. Com muita frequência, a perda de líquido e a depleção eletrolítica durante a atividade representam fatores limitantes, especialmente em um clima quente. A manutenção de reservas adequadas tanto de glicogênio hepático, para o funcionamento do sistema nervoso central, quanto de glicogênio muscular, para impulsionar o exercício, adquirem maior importância nas altas intensidades do esforço aeróbico prolongado. A depleção de glicogênio reduz drasticamente a capacidade de realizar exercícios. Importante Relevante destacar que as vias metabólicas apresentadas anteriormente, não iniciam e ‘’terminam’’ de forma fragmentada, ou seja, ambas atuam desde o início do exercício, pois caso contrário, durante a realização de uma corrida acima de 3 min por exemplo, após uma largada em alta velocidade, passados 10s; pararíamos, pois a utilização de ATP-CP terminaria, e precisaríamos de um tempo até que fosse ‘’ativada’’ a utilização do sistema anaeróbio-láctico (via- glicolítica), o mesmo acontecendo quando após, passados cerca de 3min, a via energética solicitada passasse a ser a via aeróbica, novamente ficaríamos parados, esperando o corpo realizar a ‘’troca’’ das vias energéticas. 21 Interrelação das vias metabólicas Fonte:https://lh3.googleusercontent.com/f6u9bMgFrDSYr6z9n_ZHF6I_x4zPonJQxI_g6 3IJNh0-WHEla7Xc3nFZBQpLSqtIr6pNffc=s111 Conclusão da aula 1 Concluímos assim a 1ª aula, como foi o seu primeiro contato efetivo com a fisiologia do exercício? Com o que vimos e aprendemos nessa primeira aula, verificamos que, indiretamente já trabalhamos com conceitos básicos dessa ciência; a relação das 3 formas de produção de energia e o tipo de exercício aplicado nas nossas aulas, a sua intensidade e volume. Atividade de aprendizagem Selecione ao menos duas modalidades esportivas, (futebol, basquete, corrida de 100m, arremesso de peso, entre outras) e analise qual a via metabólica predominante para a sua realização, não se esqueça de levar em consideração a duração da atividade, a intensidade do exercício, e, no caso das modalidades coletivas, as posições dos jogadores também pode resultar em respostas diferenciadas. 22 Aula 2 – Adaptações neuromusculares e exercício de resistência Apresentação da aula 2 Olá, estudante! Seja bem-vindo(a) à segunda aula desta disciplina, conheceremos as formas de produção de energia para realizarmos as atividades físicas, vamos conhecer algumas alterações que ocorrem no nosso corpo a partir da realização dessas atividades, vamos começar conhecendo o que acontece com os nossos músculos, como resposta e adaptação após uma atividade ou um plano de treinamento. 2.1 Alteração neuromuscular O aumento da solicitação muscular durante os exercícios está relacionado à melhora da sincronização das unidades motoras, pelos fatos de se obter maior velocidade de contração e de se aumentar a capacidade dos músculos durante a contração. Porém, o recrutamento das unidades motoras depende do exercício que está sendo executado, pois nem todas as unidades motoras são solicitadas ao mesmo tempo. A contração e o relaxamento muscular dependem do somatório dos impulsos nervosos recebidos pelas unidades motoras, com origem no estímulo externo. Quanto maior for o impulso nervoso produzido por esses estímulos, maior será a quantidade de unidades motoras solicitadas para a contração muscular. O recrutamento das unidades motoras é determinado geralmente pelo tamanho de seu moto neurônio, estes têm a capacidade de agrupar um número aproximado de 10 a 180 fibras por unidade motora de fibras lentas, e 300 a 800 fibras por unidade motora de fibras rápidas. Uma das características do maior recrutamento dos motos neurônios é conhecida como princípio do tamanho. 23 Vocabulário Unidade motora: é um neurônio motor alfa com seu axônio e fibras musculares que o inervam. Pode ser considerada a menor unidade funcional do aparelho locomotor. Quando o neurônio motor é estimulado, todas as fibras musculares que pertencem ao mesmo se contraem. Este princípio é caracterizado pelo recrutamento dos motoneurônios de forma crescente, dos menores motoneurônios para os maiores. O princípio do tamanho nos dá uma base anatômica para o recrutamento ordenado de unidades motoras específicas com intenção de produzir uma contração muscular uniforme. Dessa forma, as unidades motoras se tornam ativas por influência dos impulsos que saem dos motoneurônios, mediante os quais as fibras musculares se contraem. Com a taxa dos impulsos do sistema nervoso aumentada, as unidades motoras possibilitam gerar mais força, assim tornando-se um outro exemplo da adaptação neural. Assim, o sistema neuromuscular, quando estimulado corretamente, pode ser utilizado e desenvolvido para alcançar melhores adaptações aos exercícios físicos e ao treinamento, objetivando, consequentemente, um melhor desempenho motor para a tarefa a ser realizada, de forma que as demandas metabólicas e neuromotora atuem da melhor forma não apenas para se obter o aumento da força, mas também para a hipertrofia. Ao se compreender que o músculo esquelético humano responde aos estímulos advindos do treinamento físico tanto no âmbito metabólico e morfológico como no neurofisiológico, torna-se relevante ressaltar que as características apresentadas por estas respostas, entendidas também como adaptações, se estabelecem de maneira intimamente relacionada a dois fatores de potencial interferência, que são: o tipo de exercício executado e as características pessoais do indivíduo que o realiza. 24 Esses fatores, inevitavelmente, se inserem nos princípios do treinamento físico que são comumente utilizados para o aprimoramento do desempenho muscular. Os princípios podem ser categorizados em: princípio da individualidade biológica, sobrecarga,continuidade (ou reversibilidade) e da especificidade. Quanto ao princípio da adaptação, destaca-se que em algumas situações este não é considerado como um princípio por se caracterizar como uma lei que rege o treinamento físico. Dessa forma, é possível afirmar que, como um caráter introdutório, destacar estes princípios e propor o conhecimento deles, torna-se pertinente, pois a posterior compreensão acerca “do que são” e “como ocorrem” as respostas adaptativas neuromusculares, exige o entendimento prévio dos fatores que intervém no surgimento e nas consequentes características dessas respostas. Saiba mais Saiba mais sobre os princípios do treinamento. Acesse o link: http://www.appto.com.br/blog/2017/10/20/treinamento-esportivo-conheca-os- principios-que-contribuem-para-a-geracao-de-resultados 2.2 Hipertrofia muscular Um aumento na tensão muscular (força) induzido pelo treinamento físico proporciona o estímulo primário que desencadeia o processo de crescimento ou hipertrofia do músculo esquelético. As mudanças no tamanho do músculo tornam-se identificáveis após apenas 3 semanas de treinamento e a remodelagem da arquitetura muscular precede os ganhos na área muscular transversal. Duas adaptações fundamentais necessárias para a hipertrofia muscular (maior síntese de proteínas e proliferação de células-satélite) são mobilizadas durante as fases iniciais do treinamento de resistência. http://www.appto.com.br/blog/2017/10/20/treinamento-esportivo-conheca-os-principios-que-contribuem-para-a-geracao-de-resultados http://www.appto.com.br/blog/2017/10/20/treinamento-esportivo-conheca-os-principios-que-contribuem-para-a-geracao-de-resultados 25 Hipertrofia muscular Fonte:https://p2.trrsf.com/image/fget/cf/460/0/images.terra.com/2017/07/25/ddd1436e- bedc-4e59-90d6-ba56688e3243.jpg O estresse mecânico imposto aos componentes do sistema muscular induz as proteínas sinalizadoras a ativarem os genes que traduzem o RNA mensageiro e estimulam a síntese proteica em um nível superior a degradação das proteínas. A síntese proteica acelerada é quando o conteúdo proteico no músculo se encontra em um estado de fluxo contínuo e as proteínas estão sendo continuamente sintetizadas e degradadas, o que varia de acordo com as demandas impostas ao corpo para a realização do exercício ou do esporte, particularmente quando combinada com os efeitos da insulina e disponibilidade adequada de aminoácidos e aumenta o tamanho dos músculos durante o treinamento de resistência. Durante o treinamento, as microlesões musculares acarretam um estresse mecânico que estimula o aumento da síntese de uma proteína que leva à destruição da fibra muscular gerando um processo inflamatório. Durante a inflamação ocorre o aumento de uma citocina (interleucina 6) que estimula a síntese de proteínas nas células satélites acarretando a hipertrofia. O estresse mecânico também provoca um aumento na produção de radicais livres que diminuem capacidade oxidativa do músculo. https://p2.trrsf.com/image/fget/cf/460/0/images.terra.com/2017/07/25/ddd1436e-bedc-4e59-90d6-ba56688e3243.jpg https://p2.trrsf.com/image/fget/cf/460/0/images.terra.com/2017/07/25/ddd1436e-bedc-4e59-90d6-ba56688e3243.jpg 26 Desta forma, ocorre um aumento da glicólise anaeróbica aumentando a concentração de lactato que por sua vez aumenta a liberação de hormônios anabolizantes que agem ativando a síntese proteica e, consequentemente, levando a hipertrofia muscular. A hipertrofia muscular reflete uma adaptação biológica fundamental a uma carga de trabalho aumentada que não depende do sexo e da idade. Acredita-se que o significado funcional das alterações morfológicas ocorridas no músculo que sofreu hipertrofia traduz-se essencialmente em uma maior capacidade de gerar força e potência. Combinado a esse fator, pode-se notar que em fases iniciais de treinamento, é comum observar rápidos ganhos de força, principalmente em indivíduos não treinados, nos quais esses aumentos podem ser atribuídos à melhora nos padrões de recrutamento das unidades motoras musculares causadas pelo aumento das atividades neurológicas Com todas as informações podemos pensar que o fator mecânico parece ser o preponderante, estando diretamente relacionado com o grau de tensão exercido pela musculatura. Tradicionalmente, a intensidade do exercício, o número de séries e de repetições executadas, o intervalo de descanso entre séries e a frequência de treinamento são as variáveis consideradas no estudo das adaptações ao treinamento de força. No entanto, recentemente tem sido demonstrado que o tipo da ação muscular e a velocidade de execução do movimento são variáveis importantes e que também devem ser consideradas. Com relação aos estímulos externos, ou mesmo em ações isoladas que não requerem movimentos durante o exercício, as ações musculares podem ser divididas em três tipos: concêntricas, excêntricas e isométricas. 2.2.1 Ação concêntrica Um encurtamento do músculo durante a contração é chamado de uma contração concêntrica (dinâmica positiva) ou de encurtamento. 27 Se a geração de tensão resultar num visível encurtamento no comprimento muscular ou numa diminuição do ângulo articular temos uma ação “concêntrica” (AC). As ações musculares concêntricas ocorrem quando o músculo produz um torque maior do que o da resistência externa, levando, consequentemente, ao seu encurtamento, observando-se com isso a formação de pontes cruzadas e o deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina, que ocorrem em direção à linha M, podendo haver o estreitamento ou até o desaparecimento da zona H, variando de acordo com a magnitude do encurtamento dos sarcômeros. A força gerada pela musculatura esquelética é aplicada na mesma direção do deslocamento e produz um trabalho positivo. Essa situação corresponde, por exemplo, ao ato de levantar o corpo enquanto fazemos o exercício suspensão na barra, os músculos quadríceps quando um indivíduo está se levantando de uma cadeira, ou os flexores do cotovelo quando um indivíduo está levando um copo até a boca. Nas contrações concêntricas a origem e a inserção se aproximam, produzindo a aceleração de segmentos do corpo, ou seja, acelera o movimento. Ação concêntrica Fonte:http://s2.glbimg.com/Zfp-fkIHFNVtTYLGlTbkMtysOY8=/top/smart/s. glbimg.com/es/ge/f/original/2015/01/25/arteforca.jpg http://s2.glbimg.com/Zfp-fkIHFNVtTYLGlTbkMtysOY8=/top/smart/s 28 2.2.2 Ação excêntrica Quando um músculo se alonga durante a contração, esta é chamada uma contração excêntrica (dinâmica negativa) ou de alongamento. O músculo gera força enquanto está alongando, é considerada uma ação dinâmica e a inserção do músculo passa a se afastar da origem. Aqui, os filamentos de actina são tracionados ainda mais do centro do sarcômero, provocando seu alongamento. Na chamada ação “excêntrica” (AE) o músculo gera tensão com visível alongamento de seu comprimento ou aumento do ângulo articular. As ações musculares excêntricas, denominadas também como alongamento ativo, ocorrem quando o torque produzido pelo músculo é menor do que o da resistência externa, levando ao seu alongamento. Nas ações excêntricas, observa-se a formação de pontes cruzadas e o deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina que ocorre no sentido do alongamento do sarcômero, ou seja, ocorre o alargamento da zona H, variando com a magnitude do alongamento dos sarcômeros. Neste caso, a direção da força aplicada pelo músculo é oposta à direção do deslocamento e corresponde, por exemplo, ao movimento de abaixar o corpo quando fazemos o exercício suspensão na barra, o quadríceps quando o corpo está sendo abaixado para sentar-se e os flexores do cotovelo quando o corpo é abaixado até a mesa. Nascontrações excêntricas a origem e inserção se afastam produzindo a desaceleração dos segmentos do corpo e fornecem absorção de choque (amortecimento) quando aterrissando de um salto ou ao andar, ou seja, freia o movimento. 29 Ação excêntrica Fonte:http://s2.glbimg.com/Zfp-fkIHFNVtTYLGlTbkMtysOY8=/top/smart/s. glbimg.com/es/ge/f/original/2015/01/25/arteforca.jpg 2.3 Ação isométrica Os músculos também podem atuar sem que haja movimento. Nesse caso, o músculo é capaz de gerar força sem alterar seu comprimento. As ações musculares isométricas ou estáticas ocorrem quando o torque produzido pelo músculo é igual ao da resistência externa, produzindo com isso uma tensão sem que ocorra o deslocamento angular das articulações. Nas ações isométricas, observa-se a formação de pontes cruzadas, mas não o deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina, ou seja, ocorre a tensão, mas não o movimento. Quando um músculo gera tensão, mas não há alteração externa visível no comprimento muscular ou no ângulo da articulação envolvida no movimento, temos a chamada ação “isométrica” (AI). É importante ressaltar que o mecanismo completo de produção de tensão que causa o movimento, pode ser dividido em duas fases: contraindo o músculo, em primeiro momento e, posteriormente, sendo alongado. Quando um músculo se contrai e produz força sem alteração macroscópica no ângulo da articulação, a contração é dita isométrica. As http://s2.glbimg.com/Zfp-fkIHFNVtTYLGlTbkMtysOY8=/top/smart/s 30 contrações isométricas são muitas vezes chamadas de contrações estáticas ou de sustentação, normalmente é usada para manutenção da postura. Funcionalmente estas contrações estabilizam articulações. Por exemplo, para alcançar a frente com a mão, a escápula precisa ser estabilizada de encontro ao tórax, ficar carregando um objeto com os músculos tensionados, sem levantá-lo ou abaixá-lo. 2.3.1 Interação entre as 3 ações A ação muscular excêntrica possui características mecânicas e neurais peculiares. Neste tópico, trataremos apenas das características que possuem implicações nos ganhos de força e de massa muscular. Durante uma AE, o músculo é capaz de gerar maior quantidade de força quando comparada às ações concêntrica e isométrica. Isso significa que se alguém consegue levantar um peso máximo do chão e colocá-lo sobre uma mesa (AC), essa mesma pessoa conseguirá abaixar da mesa até o chão (AE) um peso um pouco maior. Isto ocorre porque além de uma contribuição ativa dos elementos contráteis, a AE apresenta uma contribuição passiva dos elementos constituintes da estrutura muscular na geração de tensão. Em qualquer ação muscular, a produção de força é oriunda de um processo ativo resultante da interação dos filamentos de miosina com os de actina. Esta interação forma as chamadas pontes cruzadas, as quais são individualmente capazes de gerar uma determinada quantidade de força. Quanto maior a quantidade formada de pontes cruzadas, maior a quantidade de força gerada. Quando um músculo é alongado, existe a resistência oferecida pelos elementos elásticos, os quais constituem a estrutura do músculo esquelético. Esta resistência gera uma tensão passiva, a qual aumenta na medida em que o músculo é alongado. Então, a tensão passiva soma-se com a tensão ativa gerada durante uma AE, resultando numa maior produção total de força. É importante destacar que a velocidade da ação muscular também afeta a produção de força. Durante uma AC, o aumento da velocidade de movimento 31 diminui a força produzida pelo músculo, pois reduz o tempo disponível para a formação das pontes cruzadas (elementos contráteis). Já com a diminuição da velocidade, a força gerada aumenta e níveis máximos de força são alcançados quando a velocidade da ação muscular é igual a zero (AI). Já durante as AE, a força muscular gerada supera os níveis obtidos na AI, aumenta progressivamente e depois se mantém relativamente constante, apesar do aumento na velocidade de execução. Saiba mais Clique no link a seguir e assista o vídeo que demonstra de forma bem ilustrativa as ações da musculatura nas contrações concêntricas, excêntricas e isométricas. Acesse o link: https://youtu.be/fkqg3MMUXFw Conclusão da aula 2 Aqui terminamos mais uma aula, o trabalho muscular feito contra uma sobrecarga externa progressiva resulta no aumento da força e da massa muscular. Contudo, ainda não está totalmente elucidado qual é o mecanismo por trás destes fenômenos. De forma genérica, podemos afirmar que o estímulo mecânico oferecido pelo processo de treinamento físico, e em particular, o grau de tensão na musculatura esquelética é o principal fator envolvido. Pensando dessa forma, utilizaremos os conceitos da fisiologia do exercício para a nossa prática diária. Atividade de aprendizagem Escolha alguns exercícios, podem ser esportivos como o chutar do futebol, o sacar do voleibol ou atividades do dia a dia (como levantar da cadeira, se abaixar para amarrar os sapatos, etc); e verifique quais os principais músculos envolvidos nas ações, após isso, identifique quais destes exercem funções concêntricas, excêntricas ou isométricas, tornando assim possível a realização do movimento escolhido. https://youtu.be/fkqg3MMUXFw 32 Aula 3 – Principais adaptações orgânicas com o exercício Apresentação da aula 3 Olá, estudante! Seja bem-vindo(a) à terceira aula desta disciplina, dando sequência na aprendizagem da fisiologia do exercício, nessa aula iremos abordar as alterações mais importantes no nosso organismo, após realizar um programa de treinamento ou manter-se ativo, praticando atividade física. 3.1 Sistema cardiovascular e exercício O sistema cardiovascular tem várias funções importantes no organismo humano, as quais servem de suporte para todos os outros sistemas, como a liberação de oxigênio (O2) para os tecidos, a remoção de gás carbônico (CO2), e o transporte de hormônios, glicose O2 e CO2. O sistema é composto pelo coração, vasos sanguíneos e pelo sangue. Pode-se dividir o sistema cardiovascular considerando de forma sucinta suas principais funções em cinco diferentes categorias: disponibilização, remoção, transporte, manutenção e prevenção. Dessa forma, assim como uma maior necessidade de nutrientes, a produção de detritos metabólicos também é aumentada exigindo mais do sistema cardiovascular. Sistema cardiovascular do exercício Fonte: http://comomalhar.com/wp-content/uploads/2018/06/Figura-56.jpg 33 Para suprir as demandas aumentadas do corpo o sistema cardiovascular sofrerá uma séria de alterações que envolvem, via de regra, o aumento de: frequência cardíaca; volume de ejeção; débito cardíaco; fluxo sanguíneo; pressão arterial e o sangue. 3.1.1 Frequência cardíaca A frequência cardíaca (FC) ou ritmo cardíaco corresponde ao número de batimentos cardíacos por unidade de tempo (batimentos por minuto = bpm). Esses batimentos podem ser divididos em ciclos cardíacos que consistem em um período de relaxamento (diástole), no qual o coração capta o sangue seguido por um período de contração (sístole), no qual o sangue é ejetado para as artérias. A resposta dos ciclos cardíacos refletem-se no aumento da quantidade de trabalho que o coração requer para atender ao acréscimo de demandas do organismo em atividade física. Isso fica claro quando se compara a FC durante o repouso, durante o exercício e no período pós-exercício. Durante o exercício, a quantidade de sangue bombeada pelo coração deve mudar em função da alta demanda da musculatura esquelética por oxigênio. O treinamento aeróbico reduz tanto a frequência cardíaca em repouso como durante o exercício realizado em cargas submáximas de trabalho. Esses efeitosparecem ser devidos à redução da hiperatividade simpática, aumento da atividade parassimpática, mudança no marca-passo cardíaco ou, mesmo, melhora da função sistólica. Apesar de o treinamento físico induzir melhora da potência aeróbica máxima, ele não modifica, de modo apreciável, a frequência cardíaca máxima. Ou seja, pacientes treinados aerobicamente alcançarão a mesma frequência cardíaca máxima de antes do treinamento, porém serão necessários níveis mais intensos de esforço para que essa frequência cardíaca máxima seja alcançada O treinamento de endurance acarreta desequilíbrio entre a atividade tônica dos neurônios aceleradores simpáticos depressores parassimpáticos em favor de um maior domínio vagal (uma resposta mediada principalmente pela 34 atividade parassimpática aumentada e por pequena redução na descarga simpática). O treinamento reduz também a taxa de acionamento intrínseco do tecido do marca-passo do nódulo sinoatrial (SA). Essas adaptações contribuem para a bradicardia em repouso e durante o exercício submáximo em atletas de endurance altamente condicionados ou em indivíduos previamente sedentários que treinam aerobicamente. 3.1.2 Volume de ejeção (volume sistólico) Assim como ocorre com a FC, o volume de ejeção ou volume sistólico (VS) também se modifica durante o exercício, de modo a permitir que o coração trabalhe de forma mais eficiente. A unidade do VS é determinada por quatro fatores: O volume de sangue venoso que retorna ao coração; A distensibilidade ventricular; A contratilidade ventricular; A pressão nas artérias aorta e pulmonar. Pode-se considerar que os dois primeiros fatores determinam a capacidade de enchimento do ventrículo, enquanto os dois últimos fatores influenciam a capacidade de esvaziamento do ventrículo, determinando a força com a qual o sangue é ejetado e a pressão com que deve fluir nas artérias. Esses quatro fatores controlam diretamente a resposta do volume de ejeção, relacionada à intensidade de esforço durante o exercício. Durante o exercício, o VS aumenta para valores superiores aos de repouso. Esse aumento do volume de ejeção durante o esforço ocorre de maneira paralela ao aumento na intensidade do exercício. Entretanto, quando a intensidade de esforço se encontra na faixa entre 40% e 60% da capacidade individual máxima, o VS tende a se estabilizar 35 3.1.3 Débito cardíaco O débito cardíaco expressa o volume de sangue bombeado pelo coração durante um período de um minuto. O valor máximo reflete a capacidade funcional do sistema cardiovascular. O débito do coração, como ocorre com qualquer bomba, depende de sua taxa de bombeamento (frequência cardíaca, FC) e do volume de sangue ejetado com cada contração (volume sistólico, VS). Um aumento no débito cardíaco máximo representa a adaptação mais significativa na função cardiovascular observada com o treinamento aeróbico. A frequência cardíaca máxima diminui ligeiramente com o treinamento; assim sendo, a capacidade aumentada do débito cardíaco resulta diretamente de um volume sistólico aprimorado. Um grande débito cardíaco máximo (o que se reflete em um volume sistólico maior) diferencia os atletas de endurance campeões de outros atletas bem treinados, e dos congêneres não treinados. Saiba mais BRUM, P.C; FORJAZ, C.L.M.; TINUCCI, T; NEGRÃO, C.E. Adaptações agudas e crônicas do exercício físico no sistema cardiovascular. Revista Paulista de Educação Física, São Paulo, v. 18, n. esp., p. 21-31, 2004. 3.2 Sistema respiratório e exercício A função básica do sistema respiratório é suprir o organismo com oxigênio (O2) e dele remover o gás carbônico (CO2) resultante do metabolismo celular. Morfofuncionalmente, o sistema respiratório é compreendido por uma zona de transporte, formada pelas vias aéreas superiores e árvore traqueobrônquica, encarregadas de acondicionar e conduzir o ar até a intimidade dos pulmões, uma zona de transição formada pelos bronquíolos respiratórios, onde já começam a ocorrer trocas gasosas, embora em níveis não significativos 36 e pela zona respiratória, formada pelos ductos e sacos alveolares, onde as trocas gasosas ocorrem de modo efetivo. O sistema respiratório não atua sozinho, o sistema cardiovascular age em conjunto para que seja possível captar, transportar e utilizar o oxigênio e remover o dióxido de carbono. Esse processo envolve. Ventilação pulmonar: a respiração, ou seja, o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões; Difusão pulmonar: é a troca de O2 por CO2 entre os pulmões e o sangue; Transporte: por meio do sangue são transportados o O2 e o CO2 para os tecidos do corpo; Troca gasosa capilar: é a troca de O2 e CO2 entre o sangue capilar e os tecidos dos metabolismos ativos. Nesse caso, os dois primeiros pontos são conhecidos como respiração externa, enquanto os dois últimos são denominados respiração interna. Durante o exercício físico o sistema respiratório sofre alterações. No início da atividade física ocorre um aumento acentuado e quase imediato na ventilação, seguido por uma elevação mais gradual e contínua da profundidade e da frequência respiratória. Esse estímulo está intimamente ligado as necessidades metabólicas do corpo, quanto maior a intensidade do exercício maior será a ventilação. Quando a intensidade do exercício aumenta em direção ao máximo esforço, chegamos em um determinado ponto em que a ventilação passa a aumentar de forma desproporcional ao consumo de oxigênio (VO2, capacidade de captar, transportar e utilizar o O2). Esse ponto é denominado ponto de ruptura ventilatório. Apesar das controvérsias, o sistema pulmonar, geralmente, não é considerado o fator limitante durante o exercício submáximo prolongado. Embora possa haver falha do músculo respiratório durante certos estados patológicos, a fadiga muscular respiratória não é considerada limitante do 37 exercício em indivíduos saudáveis que praticam exercícios de intensidade leve à moderada, ao nível do mar. De fato, o principal músculo da inspiração, o diafragma, é um músculo altamente oxidativo que resiste à fadiga. A melhor evidência de que os pulmões e músculos respiratórios apresentam desempenho satisfatório durante o exercício submáximo prolongado (p. ex., 75% do VO2 máx) é a observação de que o conteúdo de oxigênio arterial não diminui durante a realização deste tipo de trabalho. Curiosidade O fechamento da glote (porção mais estreita da laringe pela qual o ar penetra na traqueia) após inspiração plena enquanto estão sendo ativados ao máximo os músculos expiratórios, produz forças compressivas que elevarão a pressão intratorácica para mais de 150 mmHg acima da pressão atmosférica. A expiração forçada contra a glote fechada, denominada manobra de Valsalva, ocorre comumente no levantamento de pesos e em outras atividades que exigem aplicação rápida e máxima de força por um curto período. A manobra de Valsalva estabiliza as cavidades abdominal e torácica e aprimora a ação muscular. A realização de uma manobra de Valsalva prolongada durante o exercício estático, que induz aumento de tensão, reduz drasticamente o retorno venoso e a pressão arterial. Esses efeitos diminuem o suprimento de sangue ao cérebro, geralmente causando vertigens, “manchas diante dos olhos” ou desmaios. Quando a glote é reaberta e a pressão intratorácica é normalizada, o fluxo sanguíneo é restabelecido com uma “elevação excessiva” na pressão arterial. 3.3 Sistema endócrino e exercício Em linhas gerais, considera-se que o sistema endócrino integra e regula as funções corporais, proporcionando estabilidade ao organismo em estados de repouso e de exercício. Os hormônios produzidos pelas glândulas endócrinas ativam os sistemas enzimáticos, de maneira a alterar a permeabilidade das membranascelulares, modificar o transporte por meio da membrana citoplasmática e alterar o ritmo da atividade enzimática, induzindo a atividade secretória e contribuindo para a contração e o relaxamento dos músculos, estimulando a síntese das proteínas e 38 das gorduras, bem como a capacidade do organismo de responder aos estresses físicos e fisiológicos que compõem o treinamento (efeitos agudo e crônico, respectivamente). Dentre os efeitos fisiológicos do exercício físico, um importante ponto refere-se à interferência na secreção de alguns hormônios. Os hormônios que têm sua secreção alterada pelo exercício e que podem interferir nos componentes da síndrome metabólica são: o hormônio do crescimento, as catecolaminas, o glucagon, a insulina, a endorfina e, em alguns casos, a leptina. Cada um será discutido separadamente abaixo. 3.4 Hormônio de crescimento O hormônio do crescimento (GH), além de ser um potente agente anabólico, estimula diretamente a lipólise, suas concentrações encontram-se elevadas durante o exercício, sendo que quanto mais intenso for o exercício maior a quantidade liberada deste hormônio. Como o GH pode promover a lipólise e realizar exercícios regularmente que aumentam sua taxa de secreção, pode contribuir para diminuição da obesidade. 3.5 Catecolaminas Os níveis plasmáticos de catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) aumentam de maneira diferenciada durante o exercício, com a concentração de noradrenalina aumentando acentuadamente em taxas de trabalho superiores a 50% do VO2 máx., enquanto a concentração de adrenalina só irá aumentar significativamente quando a intensidade do exercício ultrapassar 75% VO2 máx. A atuação em conjunto destes dois hormônios promove, entre outros efeitos, o aumento da taxa metabólica, da liberação de glicose e de ácidos graxos livres no sangue. 39 3.6 Glucagon e insulina No exercício, à medida que os níveis plasmáticos de glicose no sangue vão diminuindo, ocorre estimulação da glicogenólise hepática pelo aumento gradual da concentração plasmática de glucagon. Quanto maior a duração do exercício, maior a liberação de glucagon, sendo que, em exercícios moderados de curta duração, observa-se diminuição nos seus níveis plasmáticos. O efeito do exercício na concentração de insulina é o contrário do que ocorre com o glucagon, estando suas concentrações diminuídas no período de atividade. Os fatores que podem levar a diminuição da insulina são o aumento da velocidade de transporte de glicose para dentro das células musculares, a ação das catecolaminas e a liberação de glucagon. A diminuição dos níveis de insulina é proporcional à intensidade do exercício, sendo que, em exercícios prolongados, ocorre um progressivo aumento na obtenção de energia proveniente da mobilização de triacilgliceróis. Desta forma, o exercício torna-se importante por facilitar a captação de glicose e diminuir os níveis de insulina, sendo positivo para o indivíduo portador de diabetes. 3.7 Endorfinas As endorfinas são um tipo de opioide liberado durante o exercício. Elas estão relacionadas à maior tolerância à dor, ao controle do apetite, à redução da ansiedade, da raiva e da tensão. No exercício aeróbico, a intensidade é o principal fator que estimula as elevações dos níveis plasmáticos de beta-endorfina. Já no exercício de resistência, sua liberação varia com o protocolo, sendo que maior duração e maiores intervalos de repouso entre as séries promovem melhores resultados. Constata-se que há efeitos positivos para a síndrome metabólica com a liberação de endorfinas pelo exercício. No entanto, altas cargas de treinamento podem gerar distúrbios menstruais por inibição da gonadorelina hipotalâmica, provocada pelos opioides. 40 3.8 Leptina A leptina está relacionada à regulação da saciedade, taxa metabólica e massa corporal. Sua secreção é realizada em maior parte pelo tecido adiposo, porém, pode ser secretada em menor quantidade pelo músculo esquelético, epidídimo mamário, placenta e cérebro. Uma sessão de exercício não afeta a concentração plasmática de leptina em homens e mulheres saudáveis, sendo que as modificações ocorridas podem ser atribuídas à hemoconcentração ou às variações no ritmo circadiano. Com relação à intervenção nos níveis de leptina decorrente dos efeitos crônicos do exercício, não há consenso na literatura com trabalhos demonstrando que o exercício diminui sua concentração e o outros indicando que não há alteração. Saiba mais CANALI E.S.; KRUEL L.F.M.; Respostas hormonais ao exercício. Rev. paul. Educ. Fís., São Paulo, 15(2):141-53, jul./dez. 2001 http://citrus.uspnet.usp.br/eef/uploads/arquivo/v15%20n2%20artigo3.pdf Conclusão da aula 3 Encerramos aqui mais uma aula, criamos, a partir do conteúdo apresentado, das adaptações orgânicas após o exercício, uma estratégia na montagem do nosso plano de treino, procurando melhorar o desempenho utilizando a fisiologia do exercício como mais uma ferramenta de apoio. Atividade de aprendizagem Explique a seguinte afirmação: A atividade física aeróbica regular, específica para cada tarefa, não treina apenas o sistema cardiovascular, mas “treina” também o sistema neuromuscular afim de facilitar os ajustes fisiológicos apropriados para a modalidade específica do exercício. http://citrus.uspnet.usp.br/eef/uploads/arquivo/v15%20n2%20artigo3.pdf 41 Aula 4 – Recursos ergogênicos Apresentação da aula 4 Olá, estudante! Seja bem-vindo(a) à quarta aula desta disciplina. Há dois importantes fatores para o sucesso atlético: a genética e o treinamento. Em certos níveis de competição, os participantes em geral possuem habilidades atléticas genéticas similares e, se estiverem expostos aos mesmos métodos de treinamento, tornam-se bastante nivelados. Portanto, muitos atletas vivem em busca de meios que possam levá-los a uma pequena melhora do rendimento diante de seus oponentes, como uma das alternativas, utilizam-se dos recursos ergogênicos; que será o tema tratado no decorrer desta nossa última aula. 4.1 Recursos ergogênicos, conceitos e classificação A palavra “ergogênico” significa substâncias ou artifícios adotados visando à melhora do desempenho, sendo derivada de duas palavras gregas: ergon, trabalho, e gennan, produção. No contexto de crescente competitividade há um grande número de suplementos sendo comercializados com variados propósitos ergogênicos, porém alguns deles não contam com um respaldo científico. O propósito da maioria é aumentar o desempenho pela intensificação da potência física, da força mental ou do limite mecânico e, dessa forma, prevenir ou retardar o início da fadiga. 4.1.1 Recursos ergogênicos nutricionais Os ergogênicos nutricionais servem principalmente para aumentar o tecido muscular, a oferta de energia para o músculo e a taxa de produção de energia no músculo. Os nutrientes estão envolvidos com os processos geradores de energia por meio de uma destas três funções básicas: 42 a) Atuam como substrato energético; b) Regulam os processos pelos quais a energia é produzida no corpo; c) Promovem o crescimento e o desenvolvimento dos tecidos corporais. Os recursos ergogênicos nutricionais ainda são subdivididos em suplementos nutricionais e alimentos para atletas. Segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), suplementos são somente vitaminas e/ou minerais, isolados ou combinados e que não ultrapassem 100% da ingestão alimentar diária. São utilizados como complemento destes nutrientes na dieta de uma pessoa que, a partir da alimentação, não atinja os valores de micronutrientes necessários. Os suplementos hidroeletrolíticos para atletas são: suplemento energético, suplemento proteicos, suplemento para substituição parcial derefeições, suplemento de creatina, suplemento de cafeína e termogênicos, esses são classificados como alimentos para atletas. Álcool O álcool tem efeito bastante interessante no nosso organismo. Ele gera a “consciência” de que estamos mais fortes e impetuosos, no entanto há um prejuízo considerável de performance pois, pra começar, ele reduz a quantidade de água no organismo, comprometendo a performance. 4.1.2 Creatina fosfato Bastante em moda, ela aumenta a capacidade energética do organismo para trabalhos intensos. Ressíntense de ATP, exercícios de alta intensidade, a creatina fosfato ou PCr é uma mólecula de creatina fosforilada que é um importante depósito de energia no músculo esquelético, já que transporta uma ligação fosfato de alta energia similar às ligações do ATP. 43 Saiba mais Nogueira F.R.S.; Souza A.; Brito A. Prevalência do uso e efeitos de recursos ergogênicos por praticantes de musculação nas academias brasileiras: uma revisão sistematizada. Ver. Bras. Atividade Física e Saúde. Pelotas, RS 18(1):16-30 • Jan/2013 http://rbafs.org.br/RBAFS/article/view/2391 4.1.3 Recursos ergogênicos farmacológicos Como alguns ergogênicos nutricionais, os ergogênicos farmacológicos, podem intensificar a potência física por meio de alterações promovidas nos processos metabólicos, levando ao sucesso no esporte. Vocabulário Ergogênicos farmacológicos: são drogas destinadas a funcionar como hormônios ou neurotransmissores, que são encontrados naturalmente no nosso corpo. Por exemplo, as anfetaminas podem "imitar" os efeitos da adrenalina, um hormônio secretado naturalmente durante o exercício que intensifica os processos fisiológicos envolvidos com a produção de energia. Os ergogênicos farmacológicos também podem afetar a força mental e o limite mecânico. No entanto, seu uso causa controvérsias no meio desportivo, pois todas as combinações trazem efeitos colaterais quando não usados na medida correta. 4.1.4 Anfetaminas Quimicamente, as anfetaminas apresentam a estrutura básica da β- fenetilamina. São substâncias estimulantes do SNC e são também denominadas de aminas psicanalépticas ou despertadoras, porque uma de suas principais características é combater a sonolência produzindo a vigília. Estas substâncias são frequentemente utilizadas para provocar anorexia. http://rbafs.org.br/RBAFS/article/view/2391 http://rbafs.org.br/RBAFS/article/view/2391 http://rbafs.org.br/RBAFS/article/view/2391 http://rbafs.org.br/RBAFS/article/view/2391 44 A vantagem ergogênica, com o uso de anfetaminas, no desempenho atlético é avaliada por alguns cientistas como pouca ou nenhuma. 4.2 Cocaína A cocaína é um potente anestésico local e atua como poderoso agente simpatomimético com efeitos estimulantes no sistema nervoso central. O provável mecanismo de ação no sistema nervoso central é o bloqueio da recaptação da dopamina nas fendas sinápticas, que parece ocorrer devido à ligação da cocaína aos sítios transportadores desta. O acúmulo de dopamina nos receptores pós-sinápticos D1 e D2 parece ser o mecanismo fisiopatológico pelo qual ocorre a euforia. 4.2.1 Cafeína O consumo da cafeína, visando os efeitos estimulantes com a intenção de melhorar a performance, tem se tornado popular nas últimas décadas, devido aos estudos sobre seus efeitos ergogênicos. A cafeína é farmacologicamente ativa em diversos sistemas do organismo humano. Atua sobre o córtex cerebral, onde provoca alterações no fluxo do pensamento, na percepção sensorial, na capacidade de atenção e motivação e na resposta motora. Na medula oblonga estimula numerosos núcleos celulares com consequentes alterações vasomotoras e cardiorrespiratórias. Nas fibras da musculatura esquelética exerce efeito ergogênico atuando sobre o metabolismo celular por diversos mecanismos. 4.2.2 Analgésicos narcóticos Os analgésicos narcóticos são indicados, terapeuticamente, para analgesia profunda. Controle de dor, tosse, dispnéia, cefaléia e analgesia são alguns dos benefícios que podem auxiliar os praticantes anônimos de atividades físicas e atletas que utilizam a morfina e a heroína como recurso ergogênico. 45 Porém, entre os vários potenciais riscos para a saúde dos usuários, encontram-se a inibição perigosa da dor em atletas, o que pode agravar muito uma lesão instalada; risco de dependência física e síndrome de abstinência ocasionada pela cessão do uso da substância. 4.2.3 Morfina A morfina é o alcaloide que existe em maior proporção no ópio e suas propriedades derivam, em grande parte, das suas ações farmacológicas. O efeito mais perturbador da morfina é a capacidade de produzir uma intensa sensação de bem-estar e tranquilidade, os efeitos analgésicos da morfina são devido a sua ação sobre o SNC e periférico, sendo difícil estabelecer com precisão quais os pontos responsáveis por estes efeitos ou pelas manifestações de euforia e alterações do comportamento. 4.2.4 Heroína A heroína não é um alcaloide natural do ópio, mas um produto semissintético derivado da morfina. Ela é mais potente que a morfina em virtude, provavelmente, de sua maior lipossolubilidade e por produzir no organismo, por meio de biotransformação, metabólitos ativos. 4.3 Bloqueadores -adrenérgicos Os bloqueadores beta-adrenérgicos (BBA) são fármacos utilizados, principalmente, no tratamento de doenças cardiovasculares, farmacologicamente, os BBA diferem em três aspectos: (I) Capacidade relativa de bloquear os efeitos em receptores beta -1 (coração) com pouca atividade em receptores beta - 2 (pulmões e vasos sanguíneos); (II) Atividade intrínseca ou ação agonista parcial (ISA ou AAP); (III) Ação anestésica local ou estabilizadora de membranas. 46 Como agente de dopagem, são utilizados para reduzir o tremor muscular e o estresse, principalmente, nas modalidades esportivas de pouca atividade física e que exigem precisão e exatidão para a sua prática. Entre estas destacam-se o tiro ao alvo, arco e flecha e mais recentemente o golfe. 4.3.1 Diuréticos Diuréticos são substâncias sintéticas com estruturas químicas bastante variadas e que, na sua maioria, atuam diretamente nos rins sobre a função tubular, aumentando a formação da urina. Considerando que os rins desempenham uma função fundamental para a manutenção da homeostase, torna-se evidente a grande importância dos diuréticos como possíveis agentes tóxicos. 4.3.2 Hormônios peptídicos e análogos Os hormônios são substâncias químicas sintetizadas por uma glândula hospedeira específica e são secretados para dentro do sangue e transportados por meio de todo o corpo. Para maior compreensão faz-se necessário distinguir as categorias químicas nas quais os hormônios se enquadram: I. Hormônios derivados dos compostos esteroides: são sintetizados a partir do colesterol circulante pelo córtex suprarrenal e pelas gônadas; II. Hormônios derivados dos aminoácidos ou dos polipeptídios, constituídos por proteínas e que são produzidos pelas outras glândulas. A principal função dos hormônios consiste em alterar as velocidades de reações celulares específicas de ‘células alvo’ também específicas. Hormônio do crescimento (hGH ou Somatotropina): 47 A gonadotrofina coriônica humana (Hgc); A corticotropina (ACTH); A eritropoetina (EPO). 4.3.3 Esteróides anabolizantes Os esteróides anabólicos ascenderam no início dos anos 50 para uso médico no tratamento de pacientes com algumas deficiências específicas. Atualmente, os esteróides anabolizantes têm sido administrados no tratamento das deficiências androgênicas, tais como hipogonadismo, puberdade e crescimento retardados, micropênis neonatal e deficiência androgênica parcial em homens idosos. Os esteróides anabolizantes ou esteróides
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