Aula 1. Fisiologia do exercício

Prévia do material em texto

Profa. Sabrina Graziani
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
2020.2
Aula 1. Introdução a transferência de energia
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
Esta disciplina apresenta conceitos básicos da Fisiologia do Exercício, que serão imprescindíveis ao
discente para a compreensão de outras disciplinas dos cursos de Educação Física e Fisioterapia.
Objetivos gerais: Compreender a Fisiologia do Exercício numa perspectiva global em que
todo o corpo humano participa integradamente durante o exercício e associar esses
conteúdos à prescrição de exercícios.
Objetivos específicos:
▪ Identificar os sistemas energéticos predominantes nos diferentes tipos de exercício;
▪ Conhecer os conceitos de transferência de energia e ser capaz de aplicá-los na prescrição
e orientação do exercício;
▪ Saber os mecanismos de contração muscular em diferentes tipos de exercício físico;
▪ Identificar as alterações agudas e crônicas sofridas pelo organismo em função dos
diferentes tipos de exercício realizados;
▪ Compreender a regulação de diferentes parâmetros fisiológicos em função do exercício.
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
Livro próprio da disciplina e artigos científicos 
complementares
SDE 3864: Fisiologia do Exercício
Procedimentos de avaliação
AV1 = 10 pontos → conteúdo da disciplina ministrado até a aula anterior (pode haver 
solicitação de trabalho para complementar a nota da prova)
AV2 = 10 pontos → todo o conteúdo programático
AV3 = 10 pontos → todo o conteúdo programático
Critérios para aprovação
1. Resultado igual ou superior a 6.0, obtido através da média aritmética entre os graus das 
avaliações considerando as duas maiores notas obtidas dentre as três etapas de avaliação 
(AV1, AV2 e AV3). O grau (nota) final será a média aritmética obtida;
2. Obter grau igual ou superior a 4.0 em pelo menos duas das três avaliações;
3. Frequentar no mínimo 75% das aulas (máximo 25% de faltas).
Acesso a Materiais da disciplina 
no SAVA
Fisiologia Humana 
x 
Fisiologia do Exercício
Fisiologia Humana
Ramo da biologia que estuda o funcionamento normal 
do organismo humano e de suas partes através dos 
processos mecânicos, químicos e físicos envolvidos 
na manutenção da vida (homeostase) → indivíduo 
saudável no repouso
Área de conhecimento derivada da “disciplina-mãe” 
Fisiologia, estuda as funções do organismo e suas partes 
que respondem (aguda) e se adaptam (crônica) ao 
estresse imposto pelo exercício físico (Wilmore & Costill, 2010).
Também investiga a interação entre os estressores 
ambientais em diferentes tipos de exercício sobre 
organismo. 
Fisiologia do Exercício
Fisiologia do Exercício
Fisiologia do Esporte
Fisiologia do exercício clínico 
As repercussões do exercício sobre o 
organismo são o ponto principal da análise
Aplicação do conhecimento voltado para a 
elaboração e organização dos meios, métodos e 
programas de treinamento visando a performance 
atlética esportiva de alto rendimento
Aplicação do conhecimento na elaboração de 
programas de treinamento voltados para a 
manutenção e promoção da saúde através da 
prevenção, tratamento não farmacológico e 
controle das doenças através da prática regular de 
exercício físico
Forjaz & Tricolli, 2011. A fisiologia em educação física e esporte.
- Diferentes populações (criança, adolescente, jovem, adulto, idoso, 
sedentário, condicionado, atleta em diferentes modalidades, 
saudáveis ou portador de doença)
- Qualidade de vida e Promoção da saúde;
- Emagrecimento e controle do peso corporal;
- Performance de Alto rendimento;
- Reabilitação;
- Estética;
- Preparo físico e monitoramento 
Atividade física x Exercício físico
Um exercício físico é toda 
atividade física sistematizada 
e com um objetivo.
(Duração, intensidade, 
frequência, sequências de 
movimentos para diferentes 
partes do corpo, etc).
Gasto energético em qualquer 
atividade muscular básica do 
dia a dia (escovar os dentes, 
tomar banho, pentear os 
cabelos, limpar a casa, lavar o 
carro, caminhar até o 
trabalho...) acima dos níveis de 
repouso.
A locomoção, a prática esportiva ou qualquer atividade física da 
vida diária são eventos que requerem energia
Introdução a transferência de energia
Transferência de energia
Como conseguimos realizar saltos verticais? 
E a capacidade de nadar, correr e pedalar por longas distâncias?
E o sucesso no levantamento de pesos, futebol, corridas de alta 
velocidade?
Todas as formas de trabalho necessitam de energia!!!
O que é Metabolismo?
O metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem 
nas células ou organismo. 
Oferta de energia aos 
tecidos
Necessidades energéticas 
requeridas
▪ Funções vitais no repouso
▪ Atividade física
A atividade celular é altamente coordenada na qual 
diversos sistemas enzimáticos atuam conjuntamente para:
Bioenergética: estuda as fontes de energia em organismos 
vivos e como essa energia é utilizada
Para qualquer atividade física, a energia deve ser gerada e 
usada pelo corpo para desenvolver a tarefa
Fisiologia do Exercício
Energia = É a capacidade de realizar trabalho (ação)
6 formas básicas de energia
Térmica Elétrica Química Mecânica NuclearLuminosa
Trabalho: Aplicação de força através de uma distância
Interconversão entre 
as 6 formas de energia
Térmica
Elétrica
Química
Mecânica
Nuclear
Luminosa
Energia total de um sistema fechado é 
constante: A redução de uma forma de energia 
corresponde ao aumento equivalente de outra 
forma de energia
Conversão de energia biológica
A energia solar associada às moléculas presentes no ambiente pode ser convertida em substratos energéticos que 
são consumidos diariamente por nós.
Conversão de energia biológica
Ex. Para a síntese de molécula de glicose (monossacarídeo), as plantas usam a energia 
luminosa (solar) para integrar aas moléculas de água e CO2.
Glicose
Não há criação ou perda de átomos 
(carbono, hidrogênio e oxigênio) 
durante esse processo, mas sim a 
conversão de uma forma em outra.
“A energia não é produzida, ela é transformada em outra forma 
de energia utilizável” 
Equivocado o uso do termo “produção de energia”
Um sistema NÃO cria nem destrói a energia, apenas a transforma
1ª Lei da termodinâmica: 
princípio da conservação da energia
Ex. Fotossíntese
Energia solar (luminosa) convertida em energia química. 
Captura CO2 e água da atmosfera e produz O2 e glicose
Ex. respiração celular
Energia química dos nutrientes e O2 e produz H2O, CO2 
e ATP
Termodinâmica: ciência que estuda o calor e as trocas 
de energia 
1ª Lei da termodinâmica: princípio da conservação da 
energia
Exemplos de transformação (conservação) de 
energia 
Organismo humano
Energia química
Energia mecânica
Energia de transporte
Energia química
Obtida através dos nutrientes contidos 
nos alimentos ingeridos
Macronutrientes
▪ Carboidratos 
▪ Lipídeos
▪ Proteínas
Energia obtida na degradação dos 
nutrientes é convertida em energia 
utilizável e distribuída por todo o corpo 
humano (células, tecidos, órgãos, sistemas) 
para realizar as funções fisiológicas 
(realizar trabalho)
Organismo humano
Organismos biológicos:
Fontes energéticas → energia obtida → convertida em forma utilizável → trabalho 
A energia pronta para ser utilizada no organismo humano 
(biologicamente utilizável) relaciona-se a realização de *trabalho. 
Contração muscular Sintetiza as 
moléculas celulares 
Concentra 
substâncias no 
LIC e no LEC 
*Trabalho (Newton) → produto de uma determinada força agindo por uma determinada distância.
Tipos de trabalho biológico
Organismo humano não é 100% eficiente
No trabalho biológico ocorre geração de calor durante a conversão de energia. 
O calor se dissipa no sentidodo corpo de maior temperatura para o de menor temperatura de forma 
espontânea (tende ao equilíbrio térmico para manutenção da temperatura).
O calor não se converte integralmente em outra forma de energia e portanto não é 100% eficiente na geração 
de trabalho (calor é considerado energia inútil para geração de energia). 
2ª Lei da termodinâmica: 
Conversão de energia é ineficiente pois 
parte da energia é convertida sob a 
forma de calor – gera entropia 
Em torno de 60 a 70% da energia usada pelo corpo é liberada 
como calor. 
• A energia restante é usada para a atividade muscular e 
processos celulares
Produção de calor pelo corpo: medidas em calorias
Todos os processos metabólicos do corpo produzem calor.
Taxa de metabolismo energético: velocidade de produção de 
calor pela células, tecidos e do corpo como um todo. 
Caloria: é a unidade básica da mensuração do calor
Uma caloria é definida como a quantidade de energia térmica utilizada para elevar a 
temperatura de 1 g de água em 1 ºC (de 14,5 para 15,5 ºC).
Calorimetria: mensuração da taxa metabólica por meio da mensuração da transferência 
de calor
*Como a caloria é muito pequena, Utiliza-se o termo quilocaloria (Kcal) para 
expressar o gasto energético e o valor energético dos alimentos: 
1 Kcal = 1000 cal (calorias)
Bioenergética: é o processo de conversão da energia contida nos 
nutrientes dos alimentos em energia biologicamente utilizável.
A energia potencial contidas nas ligações moleculares dos alimentos é 
liberada quimicamente no interior das células e, em seguida, ela é 
armazenada sob forma de um composto altamente energético: adenosina 
trifosfato (ATP)
Carboidrato → glicose
Lipídio → AGL
Proteínas → aminoácidos
Composto por Base nitrogenada Adenina –
Açúcar Ribose – 3 grupamentos Fosfatos
Composto altamente energético
Energia potencial contida nas ligações químicas 
entre os grupamentos fosfatos 
Energia biologicamente utilizável 
→ ATP (Adenosina trifosfato)
Tendência das moléculas a ficarem mais estáveis pela perda de grupos fosfato
Energia biologicamente utilizável - ATP 
Energia para diversas formas de trabalho biológico
Energia biologicamente utilizável 
ATP (Adenosina trifosfato)
A liberação de energia para realizar 
trabalho biológico ocorre pela 
conversão do ATP em ADP 
ATP → ADP + Pi + energia
A energia proveniente da degradação dos 
alimentos é usada para produzir calor (70% 
- energia inútil) e sintetizar ATP (30% -
energia para realizar trabalho). 
↑
ATPase
Vias metabólicas (energéticas) 
para síntese de ATP
Mitocôndria (usina da célula): processos aeróbios (necessita de O2)
→ carboidratos, lipídios e proteínas (ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa)
Citoplasma (livre no líquido): processos anaeróbios (sem O2)
→ ATP-CP e Glicolítica (carboidratos)
▪ Imediata: ATP-CP 
▪ Curto prazo: Glicolítica
▪ Longo prazo: Oxidativa
Vias metabólicas (energéticas) para síntese de ATP
Sistemas energéticos e sua contribuição aproximada para 
exercícios de máxima intensidade de acordo com a duração
Nenhum sistema é exclusivamente 
utilizado (há predomínio)
Carboidrato → glicose
Lipídio → AGL
Proteínas → aminoácidos
- Em repouso: o corpo consome carboidrato e lipídio principalmente
- Exercício leve e prolongado: consumo de lipídio principalmente
- Exercício moderado a intenso: consumo de carboidrato principalmente
- Proteínas contribuem relativamente pouco no fornecimento de energia 
para a atividade celular (maior função estrutural e processos biológicos)
Energia biologicamente 
utilizável - ATP.
Fontes de energia para transferência e realizar trabalho
Preservar proteínas
Ativador metabólico
Fonte de energia – SNC, eritrócito
Fonte de energia
Isolante térmico
Carreador de Vitaminas
Estrutural
Hormonal
Transporte
Substratos para produção de energia e função
A energia “não é produzida” → Transferência de energia potencial contida 
nos alimentos: CARBOIDRATOS – LIPÍDIOS – PROTEÍNAS
Energia liberada por etapas, em 
pequenas quantidades, pela clivagem 
das ligações químicas das moléculas.
Transferência
Funções / finalidades principais do ATP
1. Extrair a energia potencial do alimento e conservá-
la dentro das ligações do ATP; 
2. Extrair e transferir a energia química contida no 
ATP para acionar o trabalho biológico. 
O corpo necessita constantemente de energia química para 
manter as funções complexas
Substratos para produção de energia e função
▪ Carboidratos:
Compostos orgânicos que contêm Carbono – Hidrogênio – Oxigênio (CHO)
Principal substrato utilizado pelo encéfalo, único utilizado pelos eritrócitos
Funções: fornecimento de energia (1g = 4 Kcal); reserva de energia (glicogênio); 
estrutural
Armazenado sob a forma de glicogênio no fígado e músculo esquelético.
Após a ingestão, é degradado em glicose e absorvido no intestino para o sangue e depois 
para as células. Gera ATP no citoplasma (glicólise anaeróbia) e mitocôndria (glicólise 
aeróbia).
Facilmente metabolizada pelos músculos.
Substratos para produção de energia e função
▪ Lipídios:
Proporcionam energia substancial no repouso e atividade física leve e de longo prazo
Funções: fornecimento de energia, isolante térmico, reserva de energia, síntese de 
hormônios e vitaminas, proteção de órgãos. 
Armazenado sob a forma de triglicerídios nos adipócitos e tecido muscular, depósito de 
energia potencial quase ilimitada. 
Triglicerídios – degradado em glicerol e AGL (b-oxidação forma Acetil-Coa para gerar 
ATP na mitocôndria (via oxidativa).
Fornecimento mais lento ao metabolismo por necessitar reduzir TGL em AGL e glicerol
Os estoques são maiores em relação aos carboidratos
Reservas (estoques) corporais de energia a partir dos 
carboidratos e lipídios
1 g de C6H12O6
Substratos para produção de energia e função
▪ Proteínas:
Não tem como função principal o fornecimento de energia para produção de ATP 
(função auxiliar).
Funções principais são estruturais e enzimáticas 
Não tem forma de armazenado
São degradadas em aminoácidos e depois sofrem desaminação no músculo e fígado para 
participar da síntese de ATP na via oxidativa (em momentos de depleção de outros 
substratos como no jejum e exercício físico prolongado).
Aminoácidos não-essenciais podem ser convertidos em glicose na glioconeogênese; 
podem gerar AGL em períodos de jejum através da lipogênese 
Vias de produção de 
energia