Adaptações sistêmicas - Fisiologia do Exercício

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Ramos nervosos encaminham-se para o tecido muscular e se ramificam,
atingindo células musculares individuais ou grupos delas.
Cada ponto de junção (nome de placa motora) entre uma terminação
nervosa e a membrana plasmática da célula muscular corresponde a
uma sinapse.
O impulso nervoso propaga-se pelo neurônio e atinge a placa motora.
A membrana da célula muscular recebe o estímulo.
Gera-se uma corrente elétrica que se propaga por essa membrana, atinge
o citoplasma e desencadeia o mecanismo de contração muscular. 
A partir da contração muscular ocorre o encurtamento da fibra, a
diminuição do seu comprimento e/ou o aumento do seu comprimento, e
alongando o ventre do músculo.
Dependendo do grupamento muscular e do movimento que ele executa,
o músculo pode ser capaz de desenvolver uma variedade grande de
tensões, ajustes finos na tensão e na execução dos movimentos. 
O corpo humano recebe o estímulo ao exercício e se adapta em seus diferentes
sistemas.
Portanto, é importante conhecer definições como impulso nervoso, sinapse,
contração muscular, unidade motora, contração concêntrica, contração
excêntrica, isometria, consumo máximo de oxigênio, limiar aeróbio e anaeróbio,
déficit de oxigênio, acidose, capacidade aeróbia, síntese proteica.
Esses conceitos são importantes para entender as adaptações nos sistemas,
ocorridas a cada estímulo diferente.
Quando você movimenta o seu corpo, sua primeira sensação é a do resultado
da ação. Você sente ou vê seus músculos se contraindo e os braços ou pernas
se movendo. Entretanto, o movimento é, na verdade, o resultado final de uma
sequência de estímulos neurais e musculares.
A sequência padrão de estímulos neurais se dá antes que o músculo contraia e,
para entender por que os músculos contraem, devemos entender as funções
do sistema nervoso central, que iniciam a contração muscular.
Estimulação do movimento
Os músculos são controlados pelos nervos do sistema nervoso autônomo.
As divisões simpática e parassimpática atuam sobre a atividade dos músculos,
dos órgãos digestivos e excretores.
Assim, os músculos também podem ser estimulados por movimentos reflexos
do próprio organismo, como uma ação e reação ao que pode acontecer
internamente. Porém, os músculos, na maior parte das vezes, ficam sob
controle voluntário. 
Adaptações sistêmicasAdaptações sistêmicas
Sistema Neuromuscular
@camilla.pnunes
Fisiologia do Exercício
Contração Concêntrica: ocorre quando o músculo produz um torque
maior que a resistência, levando ao seu encurtamento. São caracterizadas
pela mudança da sua conformidade estrutural: há formação de pontes
cruzadas e o deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina
no sentido de encurtamento.
Contração Excêntrica: Denominadas alongamento ativo, quando o torque
produzido pelo músculo é menor que o da resistência, levando ao seu
alongamento. São caracterizadas pela mudança da sua conformidade
estrutural. Há formação de pontes cruzadas e o deslizamento das
moléculas de actina sobre as de miosina ocorre no sentido do
alongamento
Contração Isométrica: Contração muscular que não causa mudança no
comprimento muscular. A tensão e resistência são iguais, não havendo
nem encurtamento nem alongamento do músculo. 
Contração Isocinética: tipo especial de contração no qual as velocidades
de encurtamento e alongamento são constantes. Essa contração exige
equipamento especializado, criando uma resistência igual para todos os
ângulos do movimento.
Contração Muscular
O músculo esquelético tem a capacidade de exercer tensões diferentes em
resposta às resistências externas diferentes.
Assim, acontece uma geração de um torque sobre os ossos e as articulações,
o que leva à produção do movimento.
Essa relação entre resistência externa e torque produzido pelo músculo leva às
ações musculares.
Elas dependem do grau de estímulo e da força desenvolvida pelo músculo
frente à carga externa.
Assim, podemos ter tipos diferentes de contração muscular em decorrência da
diferença da resistência e do objetivo do movimento.
fibras de contração lenta: baixa atividade da ATPase
tipo I: ricas em mitocôndrias e mioglobina.
tipo II: elevada atividade de miosina ATPase e sistema enzimático
glicolítico bem desenvolvido.
fibras de contração rápida: alta atividade da ATPase. 
tipo IIa
tipo IIb
tipo IIc
Características musculares e tipos de fibras
Existem diferenças morfológicas e na função de certas unidades motoras, e as
características metabólicas e contráteis das fibras musculares inervadas por
diferentes neurônios também são diversas.
A classificação da unidade motora segue a ordem pelo recrutamento neural,
velocidade de condução, velocidade de contração, força e capacidade
metabólica.
As unidades motoras são classificadas:
Para que haja o processo de hipertrofia muscular em um programa de
treinamento resistido, deve-se iniciar com os estresses metabólico e mecânico,
os quais causam microlesões nas fibras musculares.
Em seguida, acontece o processo de regeneração muscular.
As alterações provocadas pelo treinamento resistido ativam células satélites,
que sofrem proliferação e subsequente diferenciação em novos núcleos.
Um maior número de núcleos pode ser mais estimulado para obter aumento da
síntese proteica.
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Sistema Neuromuscular
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Fisiologia do Exercício
Exercício: Contração muscular que eleva o gasto energético em
comparação com o estado de repouso 
Treinamento: atividade física estruturada, com objetivo específico.
Aumento da capacidade aeróbia das fibras de contração lenta.
Redução da formação de lactato com o treinamento.
Melhora da utilização de gordura em intensidades moderadas ou já
adaptadas.
Aumento do metabolismo em atividade e em repouso.
Aumento da quebra e utilização dos lipídeos e redução do colesterol.
Consumo máximo de oxigênio (VO2 máximo): quantidade máxima de
oxigênio que o organismo consegue captar e utilizar do ar que está sendo
inspirado para gerar trabalho. 
VO2 é a medida desse consumo de oxigênio pelo organismo em
determinada intensidade do exercício. é um dos melhores índices
fisiológicos para graduar o nível de aptidão cardiorrespiratório
Com o VO2máx podemos conhecer o limiar anaeróbio, sabendo qual
a intensidade certa em que o lactato sanguíneo será mais reutilizado
Adaptações metabólicas
Elas podem ocorrer visando à melhora da capacidade cardiovascular ou do
condicionamento geral, para ganhar mais saúde ou perder peso etc.
O exercício físico provoca uma série de adaptações:
Assim como o tipo de exercício, sua intensidade e duração interferem nessas
modificações, e para isso temos que relembrar o conceito de modificação
aguda e crônica ao exercício e/ou ao treinamento. Além disso, precisamos
entender o que o exercício progressivo pode ocasionar.
Durante o exercício progressivo, o consumo de oxigênio aumenta de acordo
com o tipo de treinamento e protocolo de intensidade realizado, assim como o
condicionamento do indivíduo também vai interferir nesse aumento.
Indivíduos mais bem treinados demoram mais a modificar seus estados de
repouso e precisam de cargas maiores para ter modificações maiores: princípio
da sobrecarga.
E o que é um indivíduo bem treinado? o que muitas vezes é considerado um
exercício forte para um, pode ser fraco para outro. Sendo assim, é necessário
entender o que significa limiar, uma vez que cada um possui um limite para uso
da predominância de um metabolismo aeróbio ou anaeróbio.
Limiar de treinamento:
Llimiar anaeróbio: baseado no comportamento que as concentrações de
lactato sanguíneo apresentam em diferentes intensidades de esforço. O
início da acidose metabólica durante o exercício pode ser determinado de
forma não invasiva pela avaliação dos gases expirados durante o teste de
esforço (ventilação pulmonar e a produção de dióxido de carbono, por
meio de avaliações ergométricas com o aparelho de ergoespirometria).
indica até que ponto o sistema oxidativo está sendo suficiente para
gerar energia para a atividade física
indica também, em que pontoas fontes energéticas anaeróbias
começam a entrar em ação de maneira mais expressiva. Sempre
que as fontes anaeróbias entram em ação por mais de 10segundos,
temos formação de lactato de maneira acentuada. 
Com os valores do limiar anaeróbio em mãos, poderemos saber até
qual carga poderemos suportar, frequência cardíaca máxima (FC) ou
VO2.
qual ritmo de treino está exigindo mais do metabolismo aeróbio?
qual ritmo de treino está exigindo mais do metabolismo anaeróbio?
está ou não acumulando lactato?
vai ou não ter problemas de fadiga relacionada ao lactato durante uma
atividade (prova)?
qual a intensidade de aquecimento adequada?
qual a intensidade de recuperação adequada?
Limiar de treinamento (continuação)
Para saber se o treinamento está abaixo, sobre ou acima do limiar anaeróbio,
devemos responder às seguintes questões:
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Sistema Neuromuscular
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Fisiologia do Exercício
Anaeróbio
Aeróbio: ativado cerca de 40 segundos após o início do exercício físico.
As células musculares têm que obter a energia que necessitam para a sua
contração por meio de dois mecanismos:
As células musculares obtêm energia a partir da utilização do oxigênio que
absorvem da circulação sanguínea, originando um resíduo, o dióxido de carbono,
que passa para o sangue de forma a ser eliminado por meio dos pulmões.
As fibras musculares costumam dispor do suplemento de oxigênio necessário
para a sua atividade, quarenta segundos após o início do exercício físico, graças
a uma série de alterações produzidas no funcionamento do aparelho
cardiorrespiratório.
Assim como o consumo de oxigênio, o aumento na ventilação durante a
transição para uma intensidade aumentada de exercício em estado estável é
abrupto, exponencial e proporcional à alteração de intensidade.
A ventilação em estado estável é alcançada mais cedo do que o VO2 em
estado estável para uma determinada sobrecarga de exercício.
O aumento na ventilação deve-se aos aumentos no volume corrente e na
frequência cardíaca.
A ventilação durante o exercício submáximo em determinadas sobrecargas é
também diferente entre os variados tipos de exercício.
O exercício para as partes superiores do corpo provoca uma ventilação
relativamente maior quando comparado ao ciclismo; o exercício estático
também provoca uma ventilação relativamente maior quando comparado ao
ciclismo; ainda, o exercício estático também provoca uma ventilação maior do
que o exercício dinâmico. 
Sistema Cardiorespiratório
Sistema tampão intracelular
hemoglobina: proteína que está dentro das hemácias no sangue.
Responsável por transportar oxigênio, mas também auxilia no
tamponamento neutralizando ~40% dos íons hidrogênio produzidos
pelas células, levando-os para serem eliminados nos rins e nos
pulmões;
carnosina: proteína que auxilia no tamponamento. Naturalmente no
nosso organismo e pode também ser suplementada por meio da
ingesta de beta-alanina. Uma das principais redutoras do pH para
evitar a fadiga;
íons fosfato: agem muito eficientemente na faixa que o pH chega
de 5,82-7,82, e dentro do sistema intracelular ajudam eficientemente
no tamponamento;
mitocôndrias: o tamponamento aqui é realizado por meio das
reações químicas que ocorrem na presença do O2. Também é muito
eficiente.
O que acontece para o meio ficar mais ácido ou mais básico?
Normalmente, a acidose se deve à maior quantidade de íons hidrogênio (H+)
disponíveis no sangue ou na região. 
Por exemplo, quando praticamos exercícios de altíssima intensidade, utilizamos
o ATP (adenosina trifosfato, molécula que acumula energia dentro músculo). A
quebra do ATP com uma molécula de água H2O ocasiona a liberação de energia
mais íons hidrogênio: ATP = H2O = ADP + PI + H+
Com o exercício intenso, quebramos muitas moléculas de ATP e, assim,
liberamos vários íons hidrogênio, tornando o meio mais ácido.
Porém, felizmente, o organismo possui uma ação de tamponamento, uma
reação que tenta neutralizar essa acidez com moléculas como a carnosina, o
bicarbonato, os íons fosfato e o próprio lactato.
Esse resultado da degradação incompleta da glicose ajuda a retirar os íons H+
da célula, sendo considerado o sistema tampão.
O sistema equilibra os ácidos e as bases no organismo.
No músculo esquelético, em exercícios mais intensos, o pH pode atingir uma
faixa de 6,2 a 6,4.
Isso acaba reduzindo a velocidade enzimática que produz energia para
contração muscular. Assim, o músculo pode entrar em fadiga. Para que não
ocorra a fadiga, o corpo promove algumas ações, principalmente no músculo
esquelético, com o qual iremos nos preocupar agora.
O tamponamento intracelular (dentro da célula) é maior do que fora dela.
Algumas proteínas que participam do processo:
Limiar ventilatório: intensidade de exercício na qual ocorre um desvio
simultâneo da linearidade na ventilação (VE) e um aumento no VE/VO2.
conforme a intensidade do exercício aumenta, o aumento abrupto na
acidose do lactato que ocorre após o limiar de lactato provoca um
aumento da acidose sanguínea e na pressão de gás carbônico. 
Tanto a acidose quanto a pressão de gás carbônico aumentadas
estimulam os quimiorreceptores a induzirem o aumento da
ventilação. 
Tanto a acidose quanto a pressão de gás carbônico aumentadas
estimulam os quimiorreceptores a induzirem o aumento da
ventilação. 
Tanto a frequência da ventilação quanto o volume corrente elevam-
se durante aumentos na intensidade de exercício e na ventilação.
Durante o exercício intenso, quando a ventilação já está em alta, o
volume corrente atinge um platô e os aumentos adicionais na
ventilação resultam de aumentos na frequência respiratória. 
As demandas da inflação e deflação rápidas e profundas dos
pulmões aumentam o trabalho dos músculos da inspiração e da
expiração.
Os resultados indicam que para indivíduos treinados com
treinamento de endurance, a capacidade de ventilar rapidamente os
pulmões não está comprometida durante o exercício até o VO2máx. 
Apesar disso, ainda deve ser pesquisado se os indivíduos não
treinados possuem uma função ventilatória e dos músculos
respiratórios próxima ao ponto ótimo durante o exercício fatigante.
Regulação respiratória do equilíbrio ácido-básico
O equilíbrio ácido-base e um ambiente químico adequado são muito importantes
para que as reações químicas aconteçam.
O nosso pH é apenas medido durante essas reações químicas, sendo que pode
alterar de região para região do nosso organismo e de acordo com as diferentes
necessidades. 
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Sistema Cardiorespiratório
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Fisiologia do Exercício
Os hormônios proteicos são hidrossolúveis e podem circular livremente no
plasma, mas não permeiam a bicamada lipídica da membrana plasmática
e se ligam a receptores localizados na membrana.
Os lipossolúveis circulam no sangue associados a proteínas carregadoras
e, ao se desligarem delas, atravessam a membrana plasmática, ligando-
se a receptores no citoplasma ou no núcleo das células-alvo.
Hormônio do crescimento (GH):
Hormônio antidiurético (ADH):
O mecanismo de ação hormonal ocorre na união de hormônios e receptores
causando uma cascata de reações e alterações nas funções corporais, em que
cada tipo de hormônio afeta uma célula específica.
Para controlar a concentração dos hormônios, temos o mecanismo que
chamamos de feedback hormonal.
Ele é uma retroalimentação, que se dá pelo envio de informação para o
sistema que mandou a ação, depois que ela foi executada.
Pode ser interno (do próprio corpo) ou externo, quando muda a intensidade do
exercício, por exemplo.
Outro exemplo é quando há a diminuição da glicose sanguínea, aumenta a
liberação de glucagon.
Principais hormônios que agem durante o exercício e/ou treinamento:
O exercício estimula a liberação de GH, sendo mais alta em indivíduos não
treinados e proporcional à intensidade do exercício. Assim, em exercícios de alta
intensidade, esse hormônio é mais estimulado, assim como em aqueles não
treinados, que precisam de mais reparação tecidual do que os atletas. O GH
possuium efeito anabólico, aumenta a síntese proteica aliado à hipertrofia e à
quebra dos lipídeos.
Durante o repouso, é mais ativo na fase do crescimento, quando age como
desenvolvimento de funções básicas de crescimento.
Possui maior concentração durante o sono profundo, e é nesse momento que
cumpre um de seus principais papéis: o aumento da síntese proteica.
Função de conservar água corporal. Age promovendo a maior reabsorção de
água. No exercício, o ADH é inibido para não se produzir urina, assim, ocorre a
reabsorção de água nos túbulos renais tornando a urina mais concentrada e
reduzida.
O exercício estimula a perda hídrica pelo suor, contribuindo para o balanço
hídrico e evitando a desidratação principalmente em exercícios de longa
duração. O ADH age também no controle da temperatura, portanto, ele retém o
líquido que seria excretado na urina e o utiliza para ser liberado na forma de
suor, estimulando o equilíbrio térmico. Os exercícios de longa duração
necessitam de retenção de sal e água para manter o volume plasmático,
assim, há um estimulo a uma maior liberação do hormônio.
Sistema tampão extracelular
sistema de curto prazo: responsável por, primeiramente, captar os
íons hidrogênio das reações de liberação de energia das células
mais o gás carbônico (CO2). Assim, temos o ácido carbônico (H2CO3)
que entra dentro da hemácia. Após a entrada, a hemácia liberará o
bicarbonato (HCO3) para continuar ajudando na captação dos íons
hidrogênio e o gás carbônico será transportado para os pulmões,
onde serão feitas as trocas gasosas nos alvéolos para eliminação
do gás carbônico;
sistema de longo prazo: se dará devido à ação do sistema renal,
por meio da excreção da urina, quando ocorrerá a eliminação de
uma urina mais ácida ou mais básica dependendo do estado de
hidratação do organismo e da necessidade de eliminar mais íons
hidrogênio. Ele depende dessa concentração elevada que pode ser
devido a uma baixa hidratação ou pela atividade física intensa que
produziu elevada concentração de íons H+.
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Sistema Cardiorespiratório
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Fisiologia do Exercício
Sistema Endócrino e o exercício
Desempenha papel essencial na regulação da homeostase corporal pela
produção de hormônios, que participam de todas as modificações metabólicas,
cardiovasculares e hemodinâmicas necessárias às adaptações em várias
demandas, de origem interna e ambientais, como jejum, alimentação, exercício
etc.
São mediadores químicos produzidos por células endócrinas que se localizam
nas glândulas endócrinas ou tecidos e órgãos não necessariamente endócrinos,
onde as glândulas são muito irrigadas e já enviam os hormônios para o sangue
assim que necessário.
São moléculas sinalizadoras, cujos efeitos fisiológicos promovem alterações do
estado funcional e anatômico de suas células-alvo ou até deles mesmos.
Os hormônios são produzidos pelas glândulas endócrinas (hipófise, pineal,
tireoide, paratireoides, adrenais, pâncreas, ovários e testículos) e também por
tecidos e órgãos (hipotálamo, coração, rins, estômago, intestino, tecido adiposo
branco, entre outros)
Os hormônios apresentam um ritmo circadiano de secreção (aproximadamente
a cada 24h), o que é mais marcante no cortisol e no GH.
São secretados em pulsos, que podem variar em frequência e quantidade,
gerando as diferentes taxas de secreção hormonal.
Sistema Endócrino e o exercício
A testosterona é essencialmente produzida nos homens nas gônadas sexuais.
Nas mulheres, é produzida principalmente pelas adrenais e ovários na
menopausa. Aumenta a síntese proteica, gliconeogênese, perda de gordura
corporal e formação de tecidos. No exercício intenso, estimula hipertrofia
funcional e anatômica, associado ao treinamento anaeróbio. O doping por
excesso de testosterona pode causar morte súbita. O consumo exógeno
(externo) de testosterona, ainda, causa um efeito rebote, podendo aumentar a
concentração de hormônios femininos em homens, e nas mulheres, pode
alterar a voz, aumentar os pelos e acnes.
E a insulina, também é um hormônio anabólico, regulando a metabolização da
glicose nos tecidos, aumentando a permeabilização da membrana das células
à glicose, principalmente no músculo e tecido adiposo, e possuindo, então,
efeito hipoglicemiante. 
Ela estimula, ainda, a síntese de glicogênio, proteínas e lipídeos e reduz a
glicemia por estimular a captação e utilização de glicose pelas células. Além
disso, inibe a gliconeogênese hepática e inibe as reações de glicogenólise,
proteólise e lipólise.
A insulina é diminuída no exercício muscular, para aumentar a disponibilidade
de glicose sanguínea durante o exercício.
Em exercícios mais intensos, ocorre menos liberação de insulina. 
Atividade do organismo: Aumentam a atividade simpática do organismo.
Liberam glicose e ácido graxo para a corrente sanguínea. Aumentam a
pressão arterial e os movimentos respiratórios.
Substrato energético: Mobilizam os substratos energéticos, estimulando
a glicogenólise e a gliconeogênese. Elevando a glicemia e estimulando a
lipólise. Aumentam a frequência cardíaca e a força da contração cardíaca,
junto com o aumento da pressão arterial, vasodilatação nos músculos em
atividade e vasoconstrição das vísceras.
Exercícios anaeróbicos: Quanto mais o indivíduo for treinado, menor a
concentração de sangue nos músculos para a mesma carga de
treinamento. Os exercícios anaeróbicos são os responsáveis em estimular
as catecolaminas.
Adrenalina e Noradrenalina: O exercício também aumenta,
principalmente, a adrenalina, conforme magnitude e intensidade. No pós
exercício, as concentrações de adrenalina e noradrenalina baixam.
Funções dos hormônios catecolaminas, adrenalina e noradrenalina:
Um outro hormônio importante é o cortisol, hormônio de adaptação ao
estresse, tendo maior pico durante o dia, ao acordarmos. 
Seus efeitos fisiológicos são estímulo da proteólise e inibição da síntese
proteica; diminuição da oferta de glicose para os músculos, liberando glicose
para o sistema nervoso central, antagônico à insulina. 
Aumenta durante o exercício intenso e suspeita-se que é aumentado também
em situações de overtraining, para manter o nível de glicose e aumentar a
vasoconstrição da adrenalina.
Outro hormônio catabólico é o glucagon. Ele aumenta a concentração de
glicose no sangue e é estimulado pelo jejum e pelo exercício, quando há baixo
nível de glicose no sangue, efeito inverso da insulina; aumenta a lipólise do
tecido adiposo e no fígado. 
O glucagon aumenta rapidamente no exercício, depois se estabiliza,
principalmente no aeróbio, com aumento da liberação mais contínua e com
menos oscilações. O aumento da duração do exercício aumenta a concentração
de glucagon.
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Sistema Endócrino e o exercício