Bioajustamento neuromuscular

Prévia do material em texto

Mecanismos de 
adaptação 
musculoesquelético 
ao Exercício Físico
Prof. Fabrício Magalhães
Título e Layout de Conteúdo com Gráfico
Estrutura Corporal Muscular:
➢ Representa 45% da massa corporal adulto jovem;
➢ Responsável por 60 a 95% da captação de glicose sanguínea 
em resposta à insulina.
Papel determinante sobre a saúde metabólica de todo o organismo
CONTRAÇÃO LENTA CONTRAÇÃO RÁPIDA (TIPO II)
Tipo I IIa IIx IIb
Atividade ATPase
Vmáx
Tensão Específica
Densidade Capilar
Número de Núcleos
Número de Mitocôndrias
Sensibilidade à insulina
Endurance
Metabolismo Predominante Oxidativo Oxidativo/Glicolítico Glicolítico
Aumento da Atividade Contrátil/Exercício
Impacto do Exercício Físico
❖ Epidemiologicamente
✓ Indivíduos fisicamente ativos reduzem fator de risco para doenças coronarianas
✓ Aprimorar a capacidade de controle da glicose sanguínea até mesmo em
indivíduos sensíveis à insulina pela menor elevação da glicemia após a injeção
de glicose;
✓ Eficaz na oxidação de ácidos graxos, proporcionando melhora no perfil lipídico
sanguíneo;
✓ Transformação de fibras glicolíticas em fibras oxidativas (fibras tipo I e IIa) são
mais vascularizadas e sensíveis à insulina, mitocôndrias, GLUT4 e proteínas
envolvidas no transporte e oxidação de ácidos graxos;
✓ Modificação no perfil da expressão de proteínas contráteis (miosina de cadeia
pesada = proteínas que utilizam de ATP para a contração);
Mecanismos de adaptação metabólicos, vasculares e 
contráteis
❖ Biogênese Mitocondrial
A qualidade e a quantidade de mitocôndrias no músculo esquelético são
determinantes tanto para o desempenho como para a saúde.
A biogênese mitocondrial, caracterizada pelo aumento do volume e pela melhora da
função mitocondrial, tem fundamental importância nas adaptações sistêmicas e
musculares causadas pela prática regular de exercícios físicos (endurance).
A disfunção mitocondrial no músculo, condição em que existe redução no número de 
mitocôndrias e/ou em que elas operam de forma ineficiente gera-se altos níveis de 
espécies reativas de oxigênio (radicais livres)
MITOCÔNDRIA
❖ DNA mitocondrial qualifica:
✓ 13 proteínas da cadeia de transporte de elétrons;
✓ 22 RNA transportadores e,
✓ 2 RNA ribossômicos.
❖ Genes codificados no DNA
✓ PGC-1-alfa (proteína coativador 1-alfa do receptor proliferador ativado de
peroxissomo gama)
➢ Age como cofator de transcrição que interagem diretamente com o DNA
tanto nuclear como mitocondrial responsáveis pela formação, manutenção e
função mitocondrial.
❖ Fatores de Transcrição
✓ PPAR (Receptores Proliferadores Ativados de Peroxissomo)
✓ ERR alfa (Receptor Associado ao Estrogênio)
✓ TR (Receptor de Tireoide)
✓ NFR1 e NRF2 (Fatores Respiratórios Nucleares 1 e 2)
✓ MEF 2 (Fatores de Estimulação de Miócitos)
Todos estes fatores de transcrição estão envolvidos na regulação de genes
mitocondriais e ativação.
MITOCÔNDRIA
Aprimoramento no transporte de glicose
❖ Aumento da capacidade de transporte de glicose e ácido graxo para as fibras
musculares, com o treinamento físico.
➢ TRANSPORTE DE GLICOSE
Em resposta à insulina, a glicose é transportada para a fibra muscular por
transportadores específicos:
GLUT-4
GLUT-1
HKII
(hexoquinase II)
HKI
(hexoquinase I)
Transportador Fosforilação da glicose
GLUT-12
Resposta à insulina
[ ] basal de glicose
Resposta à insulina
Aprimoramento no transporte de glicose
Aprimoramento no transporte de glicose
O exercício físico é capaz de elevar rapidamente a expressão de GLUT-
4 nos músculos.
A regulação da expressão de GLUT-4 depende da ação do fator de transcrição 
MEF2, uma vez que o mesmo interage fisicamente com outros fatores na região 
promotora do gene GLUT-4 e estimula a transcrição.
GLUT-4 MEF-2 PGC-1 HK II
Aprimoramento no transporte de glicose
Os transportadores de ácidos graxos se encontram elevados em pessoas obesas e
com diabetes melito do tipo 2 e, extrapola a capacidade de oxidação de tais ácidos
pelas mitocôndrias.
Aprimoramento no transporte de ácido graxo
Acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa, bem como de alguns produtos do 
metabolismo lipídico no músculo esquelético, como ceramidas e diglicerídeos, que 
reduzem a sensibilidade à insulina.
Em resposta ao treinamento físico, também há melhora no transporte de ácidos
graxos para as fibras, mas isso ocorre em paralelo à elevação na capacidade de
oxidação de lipídios, tanto em níveis basais quando durante o exercício.
Aprimoramento no transporte de ácido graxo
FAT/CD36 PPAR-alfa
Fator de transcrição
(regulador no fígado)
Proteína translocase de 
ácidos graxos
ANGIOGÊNSE
O aumento no número de capilares no músculo, desempenha papel importante na
melhora do transporte de oxigênio e nutrientes e também a possibilita contato mais
rápido entre diversos hormônios, como a insulina, e seus receptores de fibras
musculares.
O processo de criação ou alongamento de capilares é extremamente importante e pode estar
influenciado por vários aspectos:
✓ Fatores de Crescimento;
✓ Hipóxia;
✓ Estresses Mecânicos;
✓ Fluxo sanguíneo (shear stress)
Fibras Musculares em Contração
❖ Exercício de Endurance
Aumento nos níveis de mRNA do fator de crescimento vascular endotelial A (Vegfa,
também referido como VEGF) em fibras musculares.
ANGIOGÊNSE
Ocorrência em predominância em fibras glicolíticas, por necessitar do aumento de capilarização 
para se tornarem mais oxidativas e, com isso, melhorarem sua eficiência de utilização de 
nutrientes e oxigênio em resposta ao treinamento físico.
✓ Fatores Angiogênicos
São proteínas que se ligam a receptores na membrana das células e promovem
sinais que aumentam a produção de outras proteínas de crescimento, induzidas em
resposta ao exercício físico.
➢ FGF-2 (Fibrolastos 2)
➢ TGF-beta-1 (Fator de crescimento transformador-beta-1
➢ VEGF (Fator de crescimento vascular endotelial A)
ANGIOGÊNSE
Modificação no perfil de expressão de proteínas contráteis
❖ Tipos de Fibras musculares
As proteínas contráteis são classificadas através das diferentes isoformas de miosina
(I, IIa, IIx e IIb).
✓ Tanto o aumento da atividade contrátil como sua diminuição influenciam a
proporção de expressão dessas isoformas de miosina.
O aumento crônico da atividade contrátil causa aumento na porcentagem de fibras
musculares expressando fibras do tipo IIa, com características de contração rápida
e desenvolvidos metabolismos glicolítico e oxidativo, em detrimento de fibras
expressando fibras IIx e IIb, respectivamente, com contração também rápida mas
de metabolismo primordialmente glicolítico.
Modificação no perfil de expressão de proteínas contráteis
❖ Mecanismo responsável pela transformação no perfil de expressão das proteínas 
contráteis
É ativada com alterações rítmicas na concentração de Ca2+ no sarcoplasma.
Calmodulina
Proteína fosfatase 
dependente de Cálcio
CnA
Calcineurina
NFAT
Desfosforila e 
ativa
Fator de transcrição 
nuclear de células T
Modificação no perfil de expressão de proteínas contráteis
As adaptações na expressão de proteínas contráteis
parecem ser dependentes da sinalização iniciada pelas
alterações nos níveis sarcoplasmáticos de Ca2+ durante as
contrações, a qual culmina com a ativação do meio de
sinalização da CnA/NFAT e é independente da ação do PGC-1-
alfa.
Interação dos mecanismos de adaptação
❖ Fibra muscular em exercício físico
✓ Alteração nas concentrações de cálcio no sarcoplasma;
✓ Aceleração no uso de ATP e de oxidação de substratos;
✓ Redução no pH muscular;
✓ Elevação na produção de radicais livres;
✓ Exposição à ação de hormônios e citocinas presentes na circulação.