FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO I (AVA)

Prévia do material em texto

Unidade 3.
Fisiologia do exercício I.
Nesta unidade você verá:
// conceitos básicos em fisiologia do exercício
// exercício, homeostase e metabolismo
// ergometria e calorimetria
// adaptações corporais ao exercício
OBJETIVOS DA UNIDADE:
· Compreender os conceitos básicos sobre fisiologia do exercício;
· Compreender os conceitos sobre ergometria e calorimetria;
· Compreender o funcionamento e as adaptações neuromusculares frente ao exercício;
· Compreender o funcionamento e as adaptações cardiovasculares frente ao exercício;
· Compreender o funcionamento e as adaptações cardiorrespiratórias frente ao exercício;
· Compreender o funcionamento e as adaptações neuroendócrinas frente ao exercício.
TÓPICOS DE ESTUDO:
Conceitos básicos em fisiologia do exercício
// Conceitos de fisiologia do exercício
Exercício, homeostase e metabolismo
Ergometria e calorimetria
// Ergometria
// Calorimetria
Adaptações corporais ao exercício
// Adaptações neuromusculares
// Adaptações cardiovasculares
// Adaptações cardiorrespiratórias
// Adaptações neuroendócrinas
1. conceitos básicos em fisiologia do exercício
// Princípios da fisiologia do exercício
Durante os estudos sobre fisiologia, é importante entender quais são os princípios adotados nessa ciência e quais são as condições de reações que o corpo promove frente a esses estímulos. Assim, serão apresentados os princípios básicos em fisiologia do exercício para o conhecimento posterior dos conceitos e dos processos que envolvem as respostas do organismo perante os estímulos.
Princípio da individualidade
Está relacionado à diversidade humana: ele indica que cada indivíduo apresenta respostas diferentes aos mesmos estímulos. Sendo assim, a individualidade dos pacientes deve ser levada em conta no momento da prescrição de exercícios; o fisioterapeuta precisa estar atento às respostas agudas que os exercícios produzem, como forma de avaliação em tempo real. A partir disso, o profissional é capaz de propor adaptações ao treinamento para otimizar os objetivos e ganhos com o paciente (WILMORE; COSTILL, 2001).
Princípio da especificidade
Diz respeito à capacidade de uma pessoa melhorar seu desempenho mediante tarefas referentes ao objetivo. Os treinos voltados para um objetivo, portanto, nem sempre farão jus a outros objetivos. Este princípio está diretamente conexo ao exemplo do atleta corredor, que necessita correr para alcançar melhores performances, mas ao mesmo tempo precisa ganhar força para ter mais resistência. Isto é, se ele realizar apenas a corrida ou o treino de força, não atingirá seus propósitos.
Princípio da sobrecarga
O princípio da sobrecarga refere-se ao aumento da carga para que os efeitos positivos continuem existindo. O corpo humano possui capacidades para se adaptar aos estímulos de forma que, com o tempo, seja preciso o aumento de cargas para produzir algum efeito.
Princípio da adaptação
Está conectado à capacidade de o indivíduo realizar mais carga ao longo do tempo e isso implica na adaptação de seus sistemas aos estímulos impostos. Faz-se necessário, pois, que os treinos sejam alterados frequentemente a fim de que o praticante não alcance um platô. 
Princípio do desuso
É relativo à capacidade de os músculos reduzirem suas condições como resposta à cessação dos estímulos do exercício. Outro conceito relacionado ao princípio do desuso trata-se do destreinamento, circunstância em que a pessoa para de treinar e obtém como respostas a redução geral das capacidades corporais.
CONCEITOS DE FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
O estudo da fisiologia do exercício, assim como as prescrições de exercícios físicos para a população, envolve conceitos que serão abordados neste estudo. Tais conceitos são fundamentais para a compreensão das medidas e das unidades de medidas realizadas nessa ciência. A atividade física, por exemplo, é o termo utilizado para designar qualquer movimento corporal que seja produzido pela contração muscular, ou seja, todos os movimentos corporais e atividades do dia a dia são denominados como atividades. O exercício físico, no entanto, consiste na forma sistematizada de movimento: nele, há certa estruturação e elaboração objetivando o preparo físico. O preparo físico, por sua vez, é o termo empregado para determinar o trabalho físico. Esse trabalho abrange o funcionamento de sistemas corporais como o cardiorrespiratório e muscular (WILMORE; COSTILL, 2001).
Os níveis de preparo físico podem melhorar conforme a prática de atividade física de maneira regular. Sendo assim, durante o preparo físico também é considerado o consumo de oxigênio, no qual consumo máximo indica a quantidade máxima de oxigênio necessária para a manutenção da atividade em um minuto. A resistência física é baseada na condição do indivíduo em resistir a exercícios por tempos prolongados e à fadiga. A resistência ainda está relacionada ao músculo e ao aparelho cardiovascular, indicando a resistência dos músculos em promoverem suas funções. 
Os treinamentos aeróbios ou exercícios de condicionamento apontam o uso da energia pelo músculo por meio de exercícios. As habilidades aeróbias são treináveis e conseguem ser melhoradas a partir da prática regular de atividades. Tal treinamento está conectado à frequência com que ele é realizado, intensidade e tempo. Ele reproduz adaptações nos sistemas corporais e melhora seu condicionamento.
O consumo de oxigênio pelo miocárdio está ligado à capacidade de o músculo do coração consumir oxigênio. A demanda de oxigênio é dada pela frequência cardíaca, pressão arterial, contratilidade e pós-carga. Desse modo, a pós-carga mostra a tensão da parede do ventrículo esquerdo e pela aórtica central. A força do ventrículo abre a válvula aórtica no início da sístole. A partir disso, a tensão indica o tamanho do ventrículo e a espessura da parede. 
O descondicionamento é a condição em que o indivíduo deixa de praticar os exercícios ou se mantém em repouso no leito. Essa situação leva à redução dos ganhos com exercícios e é utilizada em pesquisas para “zerar” o condicionamento dos pacientes antes de iniciar um programa de atividades durante a pesquisa científica. Simultaneamente ao destreinamento, acontece a diminuição das capacidades corporais, como a redução do consumo de oxigênio, redução da massa muscular, da força, da função cardiovascular etc. A mensuração e os testes realizados dentro da fisiologia do exercício permitem determinar medidas individuais como o trabalho, a potência e o gasto energético do indivíduo.
EXEMPLIFICANDO
Durante a prescrição de atividades físicas, o técnico e o treinador deverão ter um planejamento e um programa para os atletas, de forma que estes se exercitem seguindo uma frequência de gasto energético prevista. Assim, o atleta desempenhará seu papel na melhor performance e evitará o aparecimento de lesões e estresse físico causado pelas partidas (POWERS; HOWLEY, 2014).
O sistema métrico ou sistema de mensuração inglês avalia as características de comprimento, volume e massa. Nesse sentido, medidas como as realizadas em metros (altura), volume (circunferência de um segmento) e massa (peso em kg) são proporções adotadas por tal sistema. O uso dele permite a expressão em fatores de dez vinculados à unidade de base. Assim, os prefixos métricos mais comuns são: mega (um milhão - 1.000.000), quilo (mil - 1.000), centi (centésimo - 0,01), mili (milésimo - 0,001), micro (milionésimo - 0,000001), nano (bilionésimo - 0,000000001) e pico (trilionésimo - 000000000001) (POWERS; HOWLEY, 2014).
As unidades do sistema internacional (SI) permitem a padronização das unidades de medidas em diversos países. As medidas, desse modo, podem ser indicadas se estão em unidades de medidas internacionais ou não, mostrando ao leitor a necessidade ou não da transformação para outra unidade de medida. A Tabela 1 aponta as SIs que são utilizadas a fim de padronizar com o sistema internacional.
Tabela 1. Unidades de medidas do SI.
O trabalho pode ser definido como o produto da força pela distância em que a força está atuante. Então, temosque: Trabalho = Força ∙ Distância.
A unidade de força é Newton e de distância é metro. Como exemplo, podemos calcular o trabalho realizado durante um exercício de elevação lateral. Imagine que o indivíduo levante 5 kg e que esse peso percorra uma distância de 3 m. Contudo, para adotar a fórmula, devem-se transformar os quilos em Newton, sendo que cada quilo equivale a 9,81 N. Temos que os 5 kg equivalem a 49,05 N. Assim, o trabalho calculado será: Trabalho = 49,05N X 3 m = 147,15 newtons-metros ou joules.
A potência consiste no quanto de trabalho é realizado por tempo, ou seja, quanto trabalho pode ser feito em uma unidade de tempo. A medida é referida em Watts (W) no sistema internacional. A potência é calculada por meio do trabalho dividido pelo tempo, cujo trabalho deve ser considerado em joules e o tempo em segundo, obedecendo à fórmula: Potência = Trabalho (J) / Tempo (s).
Algumas denominações relacionadas ao consumo energético e aparelho respiratório também são comuns em fisiologia do exercício. O volume de oxigênio por minuto (L. min-1), por exemplo, é a medida de consumo de oxigênio pelo corpo. Essa medida ainda pode ser expressa em mL; para isso, deve-se dividir o valor em L por 10. A quantidade de oxigênio captada também pode ser medida em quilocalorias ou kcal por minuto. Cada tipo de substrato, sendo assim, utiliza quantidades de kcal diferentes; carboidratos gastam mais que as gorduras para o metabolismo. No entanto, por motivos práticos, utiliza-se a média de 5 kcal/L de oxigênio. 
A taxa metabólica (MET) é medida, normalmente, em repouso e com o indivíduo em decúbito dorsal, após jejum e sem praticar exercícios. Tais condições são importantes, pois o posicionamento, alimentação e prática de exercícios poderão alterar o resultado. É importante lembrar que a taxa também varia de acordo com gênero e idade. 
2. exercício, homeostase e metabolismo
// Exercício
O exercício promove diversas respostas adaptativas ao corpo. Tais respostas estão pertinentes às vias energéticas com que a musculatura trabalha. A maior quantidade de energia produzida durante o exercício é usada na produção de ATP para a contração muscular esquelética. A energia gasta pelos músculos pode atingir quase 200 vezes com relação ao repouso. Durante o repouso, o corpo gasta uma quantidade de energia constante para a manutenção das funções vitais, e 100% da energia produzida é decorrente do metabolismo aeróbico (POWERS; HOWLEY, 2014).
No início do exercício, os músculos começam a utilizar maior quantidade de energia. Assim, a produção de ATP deve ser simultânea ao aumento da demanda de energia pelos músculos. O consumo de oxigênio não aumenta instantaneamente com a necessidade de energia, pois as fontes de energia anaeróbias fornecem uma parte da ATP precisa para que ocorra o início dos exercícios. Dessa forma, inicialmente no exercício, a via energética de exercício que fornece a energia de forma primária é a ATP-CP. Em seguida, a glicólise entra como fonte de energia e, depois, fonte aeróbia. É fundamental observar que, embora as vias energéticas possuam características diferentes, elas se integram para que haja o suprimento de energia para os músculos. A representação sobre as fases de cada via energética com relação ao exercício e à produção de energia pode ser observada nos Gráficos 1, 2 e 3.
O déficit de oxigênio é um termo que relata o atraso no consumo de oxigênio ao início do exercício. Ele é determinado pela diferença entre o consumo de oxigênio nos primeiros minutos e o consumo no período estável. O Gráfico 4 mostra como isso pode ser representado, em que a demanda de oxigênio aumenta progressivamente a partir da redução da produção pelos sistemas anaeróbicos. A causa para o atraso no consumo de oxigênio acontece graças a uma má distribuição de oxigênio entre os músculos, fazendo com que a fosforilação oxidativa não aumente imediatamente.
Gráfico 4. Consumo de VO2 durante o início do exercício. 
Paralelamente, os indivíduos que possuem maior nível de treinamento atingem o estado estável de VO2 mais rápido. Seus déficits de oxigênio, portanto, tendem a ser menores. Isso pode ser explicado porque o treinamento permite que a capacidade bioenergética aeróbica dos indivíduos aumente. Os exercícios de resistência promovem as adaptações no sistema cardiovascular e muscular. Sendo assim, a produção de energia pela via aeróbia das pessoas treinadas se ativa mais rapidamente e também leva a uma menor produção de lactato.
Imagine uma pessoa que está fazendo um exercício de forma que possa se manter por 20 a 30 minutos nele. Após a prática, a taxa metabólica não é restabelecida de maneira rápida, o que significa que leva alguns minutos para que a taxa metabólica seja reduzida de novo. Essa situação está representada no Gráfico 5. No Gráfico 6, contudo, exibe que o VO2 atingiu o estado estável aos 3 minutos e que, depois do exercício, a taxa metabólica se restabeleceu em 5 minutos. No entanto, quando o indivíduo não atinge seu estado estável durante 6 minutos, o mesmo não poderia atender às demandas de oxigênio exigidas pelo exercício, pois o déficit de oxigênio se apresenta maior. Considera-se ainda que o VO2 não seria capaz de retornar ao nível de repouso aos 14 minutos após o início.
O débito de oxigênio é aplicado ao consumo elevado de oxigênio após o exercício. Tal débito consegue ser dividido entre a parte rápida, em que dura de 2 a 3 minutos depois do exercício, e a parte lenta, em que dura por mais 30 minutos após o exercício. Na primeira parte, é observado o declínio do consumo de oxigênio, e na segunda há um declínio lento após o exercício. As ideias de divisão surgiram com a explicação de que a parte rápida representava o oxigênio que foi demandado para a síntese de ATP e PC e repor as reservas iniciais. E a parte lenta duraria mais tempo por converter o lactato formado em glicose no fígado, o que corresponde a 80% do ATP utilizado. Mas outros estudos mostraram que só 20% do oxigênio era gasto para converter o lactato em glicose novamente. Entende-se que o consumo de oxigênio após o exercício não está totalmente ligado à reposição dos substratos, sendo nomeado como consumo excessivo de oxigênio pós-exercício (excess post-exercise oxygen consumption – EPOC).
As explicações para o EPOC podem ser dadas por vários mecanismos,sendo, um deles é a restauração do PC no músculo e das reservas de oxigênio no sangue e tecidos, o que leva em torno de 2 a 3 minutos. A frequência cardíaca e a respiração também se mantêm altas por alguns minutos após o exercício, indicando a necessidade de oxigênio extra. O EPOC ainda chega a ser desencadeado pelo aumento de temperatura corporal ou alta de hormônios circulantes.
A intensidade do exercício e a duração são capazes de alterar as respostas metabólicas e produção de ATP. Dessa forma, atividades como maratona utilizam em maior parte a via aeróbia, no entanto, para o início do trabalho, é necessária a integração das outras vias. Pensando assim, a maioria das modalidades esportivas emprega a combinação dessas vias bioenergéticas para a produção de energia. Os fatores que podem contribuir para o consumo em excesso do oxigênio pós-exercício são: ressíntese de PC no músculo, conversão do lactato em glicose, restauração das reservas musculares e sanguíneas de oxigênio, temperatura corporal alta, aumento da PC e respiração após o exercício e altos níveis de hormônios.
// Homeostase
A homeostase é definida como a capacidade do corpo em manter um equilíbrio de suas funções durante o repouso ou durante o estresse. O corpo está em constantes mudanças e adaptações aos estímulos, por isso, é necessário que alguns mecanismos de normalização aconteçam para sustentar a funcionalidade do organismo como um todo. A homeostase se dá no meio interno a partir do controle de fluidos corporais e modulação de diversas atividades corporais. O funcionamento corporal é garantido pela integração entre os sistemas, e há o controle das funções e a regulação por meio do sistema nervoso (TORTORA;DERRICKSON, 2017). 
O sistema circulatório, por exemplo, controla a circulação do sangue por intermédio das contrações e relaxamentos do músculo cardíaco. A velocidade deve ser compatível com o tempo de absorção de oxigênio e nutrientes pelas células na microcirculação. E, assim, ocorre a troca entre os nutrientes e os resíduos pela célula. A homeostase decorre por meios dinâmicos, sendo que ela se altera o tempo todo de acordo com as necessidades do corpo para a manutenção de seu funcionamento.
EXEMPLIFICANDO
O nível de glicose é regulado pela homeostase. Este nível, portanto, permanece dentro de uma taxa, sendo que ela não sobe tanto entre as refeições – durante o processo de digestão – nem muito tempo depois das refeições. O corpo é capaz de armazenar os substratos para a manutenção do nível de glicose. O baixo nível desse substrato pode fazer com que o indivíduo fique inconsciente ou – até mesmo – morra. O excesso leva a danos aos vasos sanguíneos e perda hídrica pela urina.
O mecanismo de homeostase ocorre a partir de todos os tecidos e células corporais, cada um possui um nível adequado para seu funcionamento. Depois disso, o controle é regulado mediante os sistemas nervoso e endócrino. O sistema nervoso percebe as alterações de equilíbrio no sistema interno e leva essas informações ao sistema nervoso periférico. Quando a temperatura corporal está elevada, por exemplo, o sistema central envia os comandos para que as glândulas sudoríparas liberem maior quantidade de suor. O mecanismo permite que a temperatura corporal volte às condições normais. 
As glândulas endócrinas têm papel de regulação de vários mecanismos corporais conforme a liberação de hormônios no sangue. Os hormônios são substâncias específicas que atuarão no sistema em questão promovendo a resposta de homeostase. Quando o nível de glicose está alto no sangue, a insulina causa sua redução para atingir o platô novamente. Em geral, a liberação hormonal realiza-se de forma lenta, mas as informações nervosas viabilizam respostas rápidas para a correção. O tecido tegumentar comum age no processo de homeostase absorvendo a vitamina D, essencial para a produção do hormônio calcitriol; além disso, o excesso de calorias é armazenado como triglicerídeos nas células de gordura anexas à tela subcutânea.
O sistema esquelético absorve cálcio e fósforo para a formação da matriz óssea. O sistema muscular produz ácido lático durante seu processo de contração, que será transformado em glicose pelo fígado. O sistema nervoso coordena a gliconeogênese no fígado, a qual serve de substrato para seu funcionamento. A glicose pode ser proveniente da alimentação por meio do processo de digestão. O sistema digestório absorve os nutrientes para a produção de energia e estruturação dos tecidos. Além disso, absorve água, minerais e as vitaminas essenciais para o crescimento e função dos tecidos do corpo. Ele ainda elimina os resíduos e as substâncias tóxicas pelas fezes.
O sistema circulatório circula o sangue e os nutrientes, além dos gases da respiração por todo o corpo, suprindo os tecidos e recebendo os metabólitos do metabolismo celular. O sistema imune atua no controle de bactérias e microrganismos, protegendo o organismo dos patógenos. O sistema respiratório age na troca de gases, recebendo o oxigênio do ambiente e expelindo o dióxido de carbono resultante da respiração celular. O sistema urinário filtra os líquidos corporais e elimina os resíduos pela urina. E o sistema genital possibilita o desenvolvimento das estruturas reprodutivas e auxilia no crescimento do feto durante a gestação.
A homeostase é mantida por sistemas de retroalimentação, que significa uma corrente de eventos que promovem a resposta e a monitoração dos mecanismos corporais. Assim, o sistema de retroalimentação monitora, avalia, modifica, monitora de novo, reavalia e mantém esse ciclo. As condições são controladas a partir do sistema e as mudanças de eventos são chamadas de estímulos. Os estímulos são decorrentes do meio externo ou meio interno. Os externos podem ser o calor intenso ou a oferta de oxigênio. Os internos podem ser alterações no nível de glicose, dos níveis de pressão arterial etc. 
Os estímulos provocam respostas às mudanças transitórias e temporárias, pois logo o equilíbrio retorna. Existem algumas condições nas quais o retorno é mais difícil, como em condições de envenenamento, infecção grave, superexposição a temperaturas extremas ou condições psicológicas (como a morte de um ente querido). Nesse sentido, é possível citar três componentes do sistema de retroalimentação: o receptor, o centro de controle e o efetor.
O receptor é a estrutura que recebe os estímulos e os envia ao centro de controle. Os receptores estão localizados em todo o corpo, como as terminações nervosas que recebem os estímulos dolorosos, de calor, tátil, entre outros que o ambiente externo pode gerar. O centro de controle realiza um controle sobre os valores ou faixas a serem mantidas, por exemplo, os níveis de pressão arterial ou os níveis de gases no sangue. O centro de controle recebe, portanto, a informação dos receptores e, na necessidade de modulação, envia informações aos efetores. O efetor baseia-se nas estruturas finais – células, tecidos e órgãos – que promoverão a resposta ao estímulo. Posto isso, a temperatura corporal será aumentada quando o encéfalo enviar impulsos nervosos para os músculos esqueléticos produzirem tremores. Tais tremores geram o calor interno e elevam a temperatura corporal.
Os sistemas de retroalimentação se dividem em sistema positivo e negativo. O sistema de retroalimentação negativa consiste na conversão de uma alteração para uma condição controlada. Assim, pode-se mencionar o controle da pressão sanguínea. Ela resume-se na pressão com que o sangue exerce nos vasos sanguíneos. Nesse ínterim, quando o coração bate mais rápido e também mais forte, a pressão tende a aumentar. O aumento reproduz o estímulo dos barorreceptores presentes nas paredes dos vasos. Esses barorreceptores levam os estímulos ao sistema de controle que interpretará os impulsos e responde a eles mandando novos estímulos para os efetores. Os estímulos enviados, sendo assim, proporcionarão redução da frequência cardíaca, a fim de que a pressão sanguínea reduza novamente. 
Os sistemas de retroalimentação positiva agem de forma contrária, sendo que estes tendem a aumentar e intensificar os eventos. Assim, o centro de controle leva o comando para que o órgão efetor promova a resposta de aumento ou reforço da condição observada. O sistema funciona até que seja interrompido por mecanismos controladores. O trabalho de parto, por exemplo, oferece o estímulo de empurrar o feto do colo do útero para a parte inferior até que o nascimento aconteça. Nesse caso, as células sensíveis ao estiramento monitoram o estiramento do colo do útero. A partir desse controle, o estiramento expande, fazendo com que as células enviem mais impulsos ao centro de controle por meio da liberação do hormônio ocitocina no sangue.
Esse é um hormônio disponível durante a gravidez e apresenta funções de aumento da força de contração dos músculos da parede do útero. E, assim, as contrações empurram o feto para o ambiente externo. O ciclo de estiramento e a liberação do hormônio associado às contrações permitem que as contrações sejam mais intensas e que cessem ao nascimento. Em seguida, o estiramento reduz e a liberação de ocitocina também é parada (TORTORA; DERRICKSON, 2017). O esquema de como acontece a retroalimentação (positiva ou negativa) pode ser observado no Diagrama 1.
Diagrama 1. Mecanismo de retroalimentação para o controle homeostático.
A homeostase mantém o funcionamento de todos os órgãos de forma controlada. No entanto, algumas condições consentem que essa manutenção não aconteça por parte de todos os componentes corporais. Nesse caso, pode ser que o equilíbrio entre os processos sobrevenha de maneira inadequada, levando a um desequilíbrio moderado que desencadeia distúrbios ou doenças e desequilíbrios graves,induzindo à morte. O distúrbio é considerado como qualquer condição anormal da estrutura ou da função dela. A doença, entretanto, é determinada como um conjunto de sinais e sintomas. Os sinais são alterações objetivas que são observadas e avaliadas clinicamente: inchaço, vômito e febre. Os sintomas são alterações tidas como subjetivas, que não são aparentes: cefaleia, dor e náusea.
Com o envelhecimento, há o declínio das funções normais, e há também a redução da capacidade do corpo em restaurar a homeostase. Assim, observam-se diversas alterações no envelhecimento. Tais alterações comprometem as funções e estruturas, além de aumentarem a vulnerabilidade às condições de estresse e doença. As mudanças são aparentes em todos os tecidos do corpo: pele enrugada, cabelo grisalho, perda de massa óssea, redução da força muscular, diminuição da taxa hormonal etc. Tudo isso é capaz de afetar seriamente a saúde dos idosos, levando a condições – muitas vezes – irreversíveis.
// Metabolismo
O metabolismo corporal está relacionado às reações corporais frente aos nutrientes e fisiologia em geral. Ele refere-se ao equilíbrio homeostático e ao funcionamento do corpo perante às fontes de energia e gasto energético para as funções e exercício. Para que o metabolismo aconteça de forma adequada, é necessária a presença das enzimas que promovem as reações químicas e, para algumas, que haja também a presença dos íons, cálcio, ferro e zinco. Além disso, outras enzimas, denominadas coenzimas, podem atuar nas reações, removendo ou adicionando átomos nas fases da reação química. As coenzimas são comuns em vitaminas, como a coenzima NAD+ (que é proveniente da vitamina B niacina) e a coenzima FAD da vitamina B2, riboflavina (TORTORA; DERRICKSON, 2017).
// Reações catabólicas e anabólicas
O metabolismo age a fim de equilibrar as energias durante as reações de origem anabólica ou catabólica. As reações são promovidas a partir de união ou separação de moléculas químicas, cuja a combinação de substâncias mais simples transformando-se em moléculas maiores é conhecida como anabolismo. Tais reações costumam gastar mais energia do que produzem, e a energia adicional é fornecida a partir das reações catabólicas. Como exemplo de um processo anabólico, cita-se a formação de ligações peptídicas entre as moléculas de aminoácidos, formando as proteínas, que são suas unidades moleculares maiores (TORTORA; DERRICKSON, 2017). O Diagrama 2 mostra a relação da ATP nas reações anabólicas e catabólicas. 
Diagrama 2. Função da ATP nas reações anabólicas e catabólicas.
O corpo reage de forma contínua a essas reações; os nutrientes são utilizados como fonte de energia e essa energia é reaproveitada nos processos de catabolismo. Paralelamente, é necessário que o corpo possua fontes externas para a manutenção da disponibilidade de ATP e para o sustento da homeostase em geral.
// Metabolismo dos carboidratos
O metabolismo dos carboidratos acontece durante o processo de digestão, quando os polissacarídeos e dissacarídeos são reduzidos a monossacarídeos (frutose, galactose e glicose). A glicose é a fonte de energia preferida do corpo para a formação da ATP. Ela é captada a partir da alimentação e também está associada à nutrição das células corporais, como os neurônios que utilizam desse substrato para sua nutrição. Dessa forma, podemos entender que o metabolismo dos carboidratos é uma tradução para o processo de metabolismo da glicose, pois ela é o elemento final. A glicose é armazenada nos hepatócitos em forma de glicogênio para seu uso posterior (TORTORA; DERRICKSON, 2017).
O catabolismo da glicose se dá na presença de oxigênio e produz a ATP, fenômeno conhecido como respiração celular. Cada molécula de glicose somada a 6 moléculas de oxigênio, produzem de 30 a 32 moléculas de ATP, 6 moléculas de dióxido de carbono e 6 moléculas de água. E as reações acontecem a partir de quatro fases que estão ligadas entre si por reações químicas relacionadas à respiração celular. 
PRIMEIRA FASE: Consiste na glicólise: nela, as enzimas vão transformar cada molécula em outras seis moléculas de carbono e duas de ácido pirúvico com três carbonos cada. A reação também produz duas moléculas de ATP e transfere átomos de hidrogênio para a coenzima NAD+, produzindo dois NADH + H+.
SEGUNDA FASE: Compreende a produção da enzima acetilcoenzima A. Nesse momento, o ácido pirúvico é preparado para iniciar no ciclo de Krebs. Esse ácido entra na mitocôndria e é fragmentado em duas moléculas de carbono, por meio da retirada de uma molécula de dióxido de carbono. As moléculas de dióxido de carbono se unirão às células do sangue em direção ao pulmão para a exalação para o meio externo. Os átomos restantes da reação se juntam ao NADH + H+, formando o grupo acetila que será unido à coenzima A, compondo a acetilcoenzima A.
TERCEIRA FASE: O ciclo de Krebs promove várias reações, transferindo átomos de hidrogênio para as coenzimas NAD+ e FAD. As transferências geram o NAD+ e FADH2. Essas reações também levam à produção de dióxido de carbono e uma molécula de ATP para cada acetilcoenzima A. A energia que fica armazenada no NADH e FADH2 é utilizada quando os elétrons dos átomos de hidrogênio passam pela cadeia de transporte de elétrons.
QUARTA FASE: As reações de cadeia de transporte de elétrons aproveitam a energia armazenada anteriormente para sintetizar ATP. Os átomos de hidrogênio são removidos do NADH+H+ e do FADH2 e resumidos a íons H+ e elétrons. Estes são transportados de uma cadeia para outra, onde o oxigênio atua recebendo os elétrons. A movimentação dos íons H+ faz com que os elétrons sejam transportados e que ocorra a produção de ATP e água.
É fundamental lembrar que o processo de glicólise não necessita da presença de oxigênio, podendo acontecer tanto em condições aeróbias quanto anaeróbias. No entanto, o ciclo de Krebs só ocorre segundo a presença de oxigênio, sendo aeróbio. Quando há presença de oxigênio, acontecem as quatro fases citadas. Todavia, quando não há, o ácido pirúvico termina convertido em ácido lático, não progredindo as demais fases da reação. Assim, quando a glicólise não utiliza oxigênio, ela é conhecida como glicólise anaeróbia. O Diagrama 3 ilustra os processos de reações que sobrevêm durante as fases do ciclo. 
Diagrama 3. Respiração celular e fases de quebra da glicose.
O anabolismo da glicose realiza-se com a síntese de glicogênio ou outras moléculas de glicose formadas por produtos de outras reações de proteínas e lipídeos.
// Metabolismo dos lipídeos
O metabolismo dos lipídeos também produz ATP. Trata-se de uma fonte secundária e armazenada em forma de triglicerídeos no tecido adiposo do corpo e no fígado. Alguns tipos de lipídeos servem como moléculas estruturais e outros servem para a síntese de outras substâncias. Há dois ácidos graxos essenciais que o corpo não produz: ácido linoleico e o linolênico. Esses são lipídeos que devem ser adquiridos por meio da alimentação de óleos vegetais e foliáceos (TORTORA; DERRICKSON, 2017). 
O catabolismo dos lipídeos acontece a partir dos ácidos graxos, por meio das células musculares, hepáticas e adiposas. Eles são reduzidos a glicerol e ácidos graxos por meio da lipólise, estimulados pela presença dos hormônios adrenalina, norepinefrina e cortisol. O glicerol é reduzido a gliceraldeído-3-fosfato nas células que poderá ser transformado em glicose pelo processo de gliconeogênese, quando a célula demanda alta quantidade de ATP. Se a célula demandar pouca ATP, o substrato se transforma em ácido pirúvico. O processo de catabolismo leva à remoção de dois átomos de carbono do ácido graxo e fixação às moléculas coenzima A, produzindo a acetilcoenzima A. Depois disso, a acetilzoenzima A inicia o ciclo de Krebs, sendo que cada ácido graxo possui 16 carbonos e produz até 129 moléculas de ATP. Assim, as moléculas de lipídeos produzem maiores quantidades de ATP e são consumidas em menores quantidades no processo. O Diagrama 4 mostra o processo do metabolismo dos lipídeos com suas devidas reações.
Diagrama 4.Metabolismo dos lipídeos e suas reações.
O catabolismo normal dos ácidos graxos conduz à conversão de moléculas de acetil-CoA em corpos cetônicos que sairão do fígado e serão decompostos nas células durante o ciclo de Krebs.
CURIOSIDADE
Os corpos cetônicos são utilizados para a produção de ATP pelos tecidos. Dessa forma, os níveis na corrente sanguínea permanecem sempre baixos. Quando há o aumento da concentração deles, o pH sanguíneo tende a ficar mais ácido, fenômeno conhecido por cetose. Indivíduos diabéticos podem ter o nível de insulina reduzido drasticamente e um dos sinais desse fenômeno é o sabor adocicado no hálito.
O anabolismo dos lipídeos realiza-se a partir da estimulação insulínica dos hepatócitos e das células do tecido adiposo.
// Metabolismo das proteínas
As proteínas são digeridas em aminoácidos que não são armazenados, como conhecido no metabolismo dos carboidratos e lipídeos. Os aminoácidos em excesso apenas serão degradados em ATP ou passarão por reações anabólicas para formação de novas proteínas que promoverão o crescimento e reparo tecidual. O excesso, no entanto, será transformado em glicose por meio da gliconeogênese ou triglicerídeos. Como se dá no transporte da insulina, o transporte dos aminoácidos será estimulado pelos fatores de crescimento. Após a absorção dos aminoácidos, eles são reorganizados para a formação de novas proteínas que atuarão como enzimas, auxiliarão o transporte, funcionarão como anticorpos, fatores coagulantes, hormônios ou elementos da contração das fibras musculares. As proteínas também poderão agir como estruturas corporais, como colágeno, elastina e queratina, por exemplo (TORTORA; DERRICKSON, 2017). 
O catabolismo das proteínas é estimulado pelo cortisol da glândula suprarrenal. As estruturas compostas por proteínas nas células que já se encontram desgastadas são decompostas em aminoácidos que servirão para a formação de novas proteínas, como se fosse uma reciclagem. As células do fígado transformam os aminoácidos em ácidos graxos, corpos cetônicos ou glicose. Os aminoácidos também podem ser oxidados para a formação de ATP durante o ciclo de Krebs, quando há primeiro o processo chamado de desaminação. A desaminação é o feito em que o grupo amino do aminoácido é removido. Ela ocorre no hepatócito e a reação produz amônia. A conversão da amônia em ureia pelos hepatócitos promove a excreção dessa substância pela urina.
O anabolismo das proteínas é causado pelas ligações peptídicas e forma novas proteínas.
Quadro 1. Resumo dos processos metabólicos.
3. ergometria e calorimetria
// Calor, metabolismo e gasto energético
O calor é produzido a partir das reações metabólicas corporais; como visto, as reações de catabolismo e anabolismo liberam e gastam calor durante suas reações. Sendo assim, o calor não reutilizado no corpo é externado pela pele, suor e outros fluidos corporais. O corpo é capaz de manter a temperatura corporal por meio da homeostase e controle do calor que acontece pela integração das estruturas periféricas e centrais (TORTORA; DERRICKSON, 2017). 
O calor é a forma de energia que se mede pela temperatura. A temperatura é expressa em calorias – especificamente, em quilocalorias, kcal. As quilocalorias são utilizadas, portanto, para a medida do valor calórico dos alimentos e também da taxa de metabolismo corporal. É importante entendermos os valores calóricos dos alimentos, pois estes estão diretamente relacionados à quantidade de energia que fornecemos ao corpo. Por outro lado, é fundamental compreender a quantidade de energia gasta pelo corpo, já que o valor resultante entre o ingerido e o que gastamos será armazenado, acarretando acúmulo de nutrientes e, consequentemente, excesso de peso.
O calor produzido pelo corpo é decorrente dos alimentos ingeridos (na maior parte). A taxa metabólica é a medida em calorias do calor que é produzido durante o metabolismo corporal. Os exercícios, o sistema nervoso, os hormônios, a temperatura corporal, a ingestão de alimentos, a idade e outros fatores podem interferir na taxa metabólica. O exercício extenuante faz com que a taxa metabólica aumente; algumas vezes, ela atingirá de 15 a 20 vezes de seu valor normal. O sistema nervoso, quando em situação de estresse, estimula o sistema simpático, levando à secreção de norepinefrina que faz a taxa metabólica aumentar.
Os hormônios afetam a taxa metabólica, sendo que a epinefrina é secretada com a noradrenalina que reproduz a situação de estresse. As secreções em avanço permitem que a tiroide aumente a taxa metabólica; a testosterona e o hormônio de crescimento também podem promover o aumento dessa taxa; a temperatura corporal mais alta também consegue expandi-la. Outras condições, como febre e exercícios mais puxados, ainda alteram a temperatura, agindo diretamente sobre a taxa metabólica. 
A ingestão de alimentos com proteínas produz o aumento da taxa metabólica. Em tese, a ingestão de proteínas pode aumentar em 10 a 20% da taxa metabólica normal. Tal taxa também tende a variar com a idade. As crianças possuem taxas metabólicas mais altas, em torno de duas vezes mais, pois estão em fase de crescimento – isso indica a atuação hormonal maior nessa fase. A taxa metabólica tende a ser reduzida na vida adulta e ainda mais no envelhecimento. Outros fatores que devem estar associados à mudança dela são o sexo, em que as mulheres têm tendência a ter o metabolismo mais lento, exceto durante a gravidez e a lactação; o clima local interfere na taxa, esta se apresenta maior em locais mais quentes; o sono e a desnutrição tendem a reduzir as taxas metabólicas. 
A taxa possui um padrão para as atividades normais, em controle homeostático, conhecida como taxa metabólica basal (TMB). A TMB promove o gasto de energia normal para a degradação de alimentos. Nela, a quantidade de tireoxina, hormônio da tireoide, mantém-se normal, sendo esse o hormônio que regula a taxa basal. 
A perda de calor pelo corpo se realiza a partir da oxidação dos alimentos durante o metabolismo. Assim, o calor é removido para que a temperatura corporal não suba de maneira constante. As formas de dissipação dessa energia pelo corpo são variadas: irradiação, evaporação, convecção e condução. A irradiação consiste na transferência de calor do objeto mais quente para o mais frio, conforme o contato físico. O corpo perde calor a partir de ondas de calor após contato com o chão ou as paredes, por exemplo. A evaporação se fundamenta na conversão do líquido em vapor. 
ERGOMETRIA
A palavra ergometria está relacionada ao débito de trabalho. Para medir sua capacidade, utiliza-se um instrumento chamado ergômetro. O ergômetro mede um tipo específico de trabalho, como o step (Figura 1). O instrumento exige que a pessoa realize o teste subindo e descendo de um banco, mantendo certa velocidade. De modo a calcular o trabalho, o profissional precisa de dados, como a massa do praticante, altura do banco, tempo e velocidade. Assim, a quantidade de trabalho será calculada a partir da força exercida em newtons, multiplicado pela distância que corresponde à altura do banco em metros multiplicado pela quantidade de passos por minuto e pelo tempo de teste. Lembre-se de que existem outras formas de realizar a ergometria, como: os cicloergômetros (Figura 2), que podem possuir freios para aumentar a resistência e o atrito; a esteira ergométrica (Figura 3), na qual a inclinação pode oferecer resistência adicional; e o braço ergométrico com pedal (Figura 4), que mede a capacidade dos braços (POWERS; HOWLEY, 2014).
Criado há mais de 100 anos, o cicloergômetro é muito utilizado em laboratórios de fisiologia do exercício. Ele é conhecido também como bicicleta estacionária e permite avaliar a quantidade de trabalho realizado pela pessoa durante determinado tempo. O aparelho possui um sistema de atrito ou freios que permite colocar maior ou menor resistência ao teste. A distância percorrida é calculada pelas voltas da roda ou pelas voltas dos pedais. Os aparelhos mais atuais têm o sistema de contagem automático, sendopossível visualizar a velocidade, distância percorrida e tempo de teste. 
A esteira ergométrica computa o trabalho a partir da caminhada ou corrida sobre a plataforma. Ela apresenta um sistema horizontal: o indivíduo realiza o trabalho percorrendo distâncias e consegue experimentar resistência ao inclinar a altura da esteira. O sistema possui facilidade para o cálculo do trabalho, pois as esteiras atuais determinam automaticamente a distância percorrida, tempo e velocidade no qual o teste realiza. A inclinação é considerada o grau percentual, a pessoa que caminha sobre um grau de 20% percorre 20 metros verticalmente a cada 100 metros de movimento da correia do aparelho. Para o cálculo do débito de trabalho, são necessárias as seguintes variáveis: massa do indivíduo e distância vertical que é calculada a partir da distância multiplicada pelo grau de inclinação. 
CALORIMETRIA
O gasto energético pode ser mensurado após uma atividade; nesse sentido, os programas de perda de peso são aplicados a partir dos testes de gasto energético. Reconhecer o gasto promovido por caminhadas, corridas ou natação é importante para a prescrição dos exercícios físicos. Sendo assim, basicamente, temos que saber qual demanda energética é necessária para as atividades e a capacidade de gasto energético do praticante. Há dois tipos de mensuração do gasto energético: a calorimetria direta e a indireta (POWERS; HOWLEY, 2014).
Na calorimetria direta, a mensuração se dá pela quantidade de calor liberada pelo corpo ao realizar o trabalho. A produção de calor é concebida pelas células via respiração celular e pelo trabalho celular. Por isso, podemos dizer que os alimentos na presença de oxigênio geram a molécula de ATP e calor. O calor resultante da quebra de macromoléculas dos alimentos somado ao trabalho celular é o calor mensurado na calorimetria direta. É possível dizer então que a forma de mensuração da calorimetria direta também é uma forma de mensuração da taxa metabólica.
A unidade do sistema internacional utilizada para mensurar o calor é o joule (J), mas o termo para mensurar a energia decorrente do calor é a caloria. Cada caloria consiste na quantidade de calor para elevar a temperatura de 1 g de água em 1 °C. Como a caloria é uma medida pequena, utilizamos o termo quilocaloria (kcal), significando que cada kcal equivale a mil calorias. Para a transformação de kcal em joules (que é a medida do sistema internacional), segue-se a equivalência: cada 1 kcal é igual a 4.186 joules. A determinação da taxa metabólica, portanto, acontece por meio da calorimetria direta. O indivíduo entra em uma câmara apertada, conhecida como calorímetro; tal câmara possui isolamento do ambiente externo e permite a troca de gases. Nesse calorímetro, o calor do corpo deixa que a temperatura se eleve e altere a temperatura da água que está ao redor da câmara.
A mudança de temperatura da água corresponde à quantidade de calor produzida pelo indivíduo em uma unidade de tempo. O calor pode ser calculado pela alteração da temperatura da água. O praticante também perde calor por meio da evaporação da pele e vias aéreas. Ao final do teste, é mensurada a somatória de calor perdido pelo indivíduo e pela alteração da temperatura da água. A calorimetria direta, dessa forma, mede a taxa metabólica a partir da produção de calor de forma direta. A Figura 5 ilustra o mecanismo pelo qual o calorímetro mensura a calorimetria direta do indivíduo.
A calorimetria indireta possibilita mensurar a taxa metabólica por intermédio de uma câmara mais ampla. Tal câmara funciona de forma similar à da calorimetria direta, porém a forma indireta permite mensurar a calorimetria ao realizar o exercício – o que não seria possível na técnica anterior, pois o próprio aparelho ergômetro poderia gerar calor ao ser manipulado. A calorimetria indireta leva em conta a energia consumida somada ao oxigênio que conduz à calorimetria direta, sendo a produção de calor, gás carbônico e água. 
4. adaptações corporais ao exercício
O exercício promove diversas adaptações no sistema corporal do indivíduo, sendo agudas ou crônicas. Tais adaptações referem-se ao condicionamento e à melhora do aperfeiçoamento do desempenho dos sistemas corporais de maneira geral. As principais adaptações dos sistemas serão abordadas para compreendermos os benefícios e as adequações que o exercício é capaz de originar. Ressalte-se que as alterações dos sistemas corporais são integradas e dependentes umas das outras; à medida que um sistema aumenta sua atividade, os outros também aumentam.
ADAPTAÇÕES NEUROMUSCULARES
O aumento da capacidade de contração muscular durante o exercício físico também aumenta o recrutamento de unidades motoras. O acréscimo de recrutamento acontece graças ao melhor funcionamento e integração do sistema nervoso em decorrência de maiores quantidades de conexões interneurônios. Todas essas alterações são promovidas mediante o exercício físico praticado de forma contínua (KYSNER; COLBY, 2016).
Os estímulos do exercício físico permitem que a capacidade de conexões e a velocidade dos impulsos nervosos aumentem. Frente a essas alterações, há a melhor integração do sistema nervoso tanto com o sistema muscular quanto com a modulação dos outros sistemas que integram as respostas aos exercícios. A partir da melhor integração e estimulação muscular, os músculos tendem a desenvolver a maior quantidade de fibras e sua hipertrofia. A hipertrofia promove o aumento da massa e do tamanho muscular, assim como da capacidade de força de contração. O desenvolvimento dos músculos faz com que exista o desenvolvimento das mitocôndrias, ocasionando ainda o aumento da capacidade de gerar energia, ATP, de forma aeróbia. A concentração da mioglobina também aumenta e causa o maior transporte de oxigênio para as mitocôndrias.
Durante o exercício, as adaptações neuromusculares ao exercício provocam a diminuição da taxa de depleção de glicogênio, além da economia de glicogênio. Esse fato acontece por conta do aumento da capacidade de mobilizar e oxidar a gordura. O aumento das enzimas também proporciona a maior mobilização e metabolismo das taxas de gordura. Os níveis de lactato podem reduzir a resposta ao trabalho submáximo, mas essa mudança não está clara na literatura. A redução do lactato pode estar relacionada à diminuição da hipóxia muscular. 
A menor dependência do sistema fosfocreatina e de ATP indica que o músculo esquelético aumenta a capacidade de oxidar carboidratos. Tal capacidade está conexa ao potencial oxidativo das mitocôndrias e aumento das reservas do glicogênio no tecido muscular. Dessa forma, ainda podem ser dadas alterações na distribuição de gordura corporal, em que a gordura tende a ser reduzida. O colesterol e os níveis de triglicerídeos também tendem a ser reduzidos com o exercício. Por causa do aumento em geral do metabolismo, o corpo passa a resistir a uma maior temperatura. E os ossos e ligamentos têm tendência de possuir mais tensão, de forma a proteger melhor o corpo contra os atritos e estresses produzidos pelo exercício.
A maior quantidade de prática de exercício físico, associada ao tipo de exercício, é capaz de promover – em longo prazo – a diferenciação dos tipos de fibras. Elas são divididas entre fibras de contração rápida e lenta. As fibras de contração rápida estão mais presentes nos músculos dinâmicos que geram a contração com o movimento e tendem a ser os músculos mais superficiais do corpo. As fibras lentas estão mais presentes nos músculos profundos e que visam a estabilização das articulações e posturas corporais. Desse modo, o tipo de atividade pode provocar a alteração em longo prazo dos tipos de fibra.
EXEMPLIFICANDO
 As atividades de levantamento de peso voltam-se a desenvolver grande hipertrofia muscular, e os músculos mais recrutados são os superficiais. As atividades demandam alta velocidade, ou seja, contração muscular rápida e pouco duradoura. Tal tipo de exercício desenvolve o aumento do tipo de fibra de contração rápida, atendendo ao princípio da especificidade.ADAPTAÇÕES CARDIOVASCULARES
O sistema cardiovascular é um dos primeiros sistemas a sofrer alterações causadas pelo exercício, visto que, ao iniciar o exercício, podem ser vistas alterações como o aumento da frequência cardíaca e – com o tempo – até o aumento da força de contração cardíaca e a hipertrofia dos músculos cardíacos.
Perante os exercícios, o sistema cardíaco age em resposta com vasoconstrição periférica, de modo a aumentar a resistência dos vasos sanguíneos na periferia, fazendo com que o sangue circule mais e tenha menos acúmulo de líquido nas extremidades corporais. O exercício também promove o aumento da massa e da força cardíaca, deixando que o coração possua mais força para bombear o sangue e maior condicionamento e resistência às situações de estresse (KYSNER; COLBY, 2016).
A frequência cardíaca é ampliada pelo aumento da frequência de despolarização do nodo sinoatrial. O aumento do débito cardíaco é outra condição aprimorada pelo exercício físico, pois quando há o aumento da resistência periférica há também o aumento do retorno sanguíneo ao coração. Consequentemente, o aumento da pressão arterial sistólica acontece em resposta ao aumento de volume sanguíneo, chegando ao órgão e ao aumento da resistência vascular periférica. 
Em repouso, a frequência cardíaca e o pulso têm em média 15 respirações por minuto e 60 a 80 batimentos por minuto, sendo que essas são condições que suprem o metabolismo basal do indivíduo em repouso. Nessa mesma condição, os reflexos e impulsos do sistema nervoso também se encontram reduzidos, mostrando baixa atuação hormonal e baixa atividade muscular. A pressão arterial está dentro da média de 120/80 mmHg e a resistência vascular periférica acha-se baixa. A maior oscilação entre os valores de pressão costuma ser na sistólica, que é a força com que o coração promove o bombeamento sanguíneo. 
Os valores de pressão podem estar alterados mesmo em repouso para pacientes hipertensos, o que indica que durante o exercício esse valor tende a subir ainda mais. No entanto, as adaptações crônicas ao exercício físico devem promover a redução da pressão arterial por causa do melhor condicionamento cardiovascular. Durante o repouso, o volume de sangue e hemoglobinas também está estável, o que pode ser aumentado no exercício, como maneira de aumentar a quantidade de transporte de gases na circulação sanguínea.
No decorrer do exercício, há o aumento da frequência cardíaca, do volume sistólico, da contratilidade do músculo cardíaco e do volume ventricular. Além disso, tem-se o aumento do débito cardíaco como consequência do avanço do volume sanguíneo. Evidencie-se que a magnitude das alterações e adaptações está conectada à intensidade e à duração dos exercícios, assim como ao condicionamento adquirido por meio dele. O aumento da captação de oxigênio está diretamente ligado ao aumento da captação máxima de oxigênio, resultando ainda no aumento da capacidade de trabalho. O débito cardíaco amplia, elevando a quantidade de oxigênio pelo sangue, e, consequentemente, há mais oxigênio disponível. 
Pode haver a redução do fluxo sanguíneo por músculo graças à grande quantidade de sangue que é dirigida aos músculos que estão em exercício. Assim, o aumento da capacidade de extração de oxigênio pelo músculo compensa essa ação. Também pode ocorrer a redução do consumo de oxigênio pelo miocárdio, consequência da redução do pulso e de sua frequência. As adaptações conseguem suceder mesmo sem muita mudança na pressão arterial. Tais mudanças podem ser compensadas pela eficiência da carga de trabalho do indivíduo.
ADAPTAÇÕES CARDIORRESPIRATÓRIAS
As alterações no sistema cardiorrespiratório se dão de forma rápida e intermitente ao exercício, porque a frequência respiratória é aumentada para que haja a maior oferta de oxigênio durante os exercícios. O metabolismo do organismo aumenta e, por isso, há também a necessidade de maior quantidade de oxigênio. Além disso, há a precisão de reduzir as taxas de dióxido de carbono, por conta da toxicidade dele em altas concentrações (KYSNER; COLBY, 2016).
O sistema respiratório, dessa forma, pode ser estimulado a aumentar a frequência cardíaca por meio dos barorreceptores, do reflexo de proteção, das dores, emoções e controle voluntário da respiração. A quantidade de ventilação realizada por minuto expande à medida que se aumenta a frequência respiratória e o volume corrente. A ventilação alveolar, em consequência, aumenta em 10 a 20 vezes mais durante o exercício em comparação com o período de repouso. A ventilação alveolar se refere àquela que acontece entre o alvéolo e capilares na microcirculação. Assim, a capacidade de troca de gases (CO2 e O2) é expandida de acordo com o aumento também do metabolismo celular e do gasto energético.
As condições desse sistema em repouso são o aumento dos volumes decorrentes da melhora da função pulmonar geral. As mudanças, no entanto, podem não alterar o volume corrente. Em repouso, também há a maior capacidade de difusão do ar e das trocas gasosas. A perfusão alvéolo capilar, dessa forma, também é aumentada. As alterações durante o exercício consistem em: maior capacidade de difusão de gases, menor quantidade de ar ventilada, ventilação máxima por minuto aumentada e eficiência respiratória aumentada.
A maior capacidade de difundir o ar aponta o aumento da circulação do ar pelo corpo e o recolhimento de maior quantidade de gases. O aumento da eficiência da respiração gera a menor necessidade de ventilação, momento que a maior captação de gases pode acontecer. Assim, a ventilação máxima por minuto aumenta ainda em decorrência da frequência cardíaca e promove o maior suprimento de oxigênio para o sistema.
ADAPTAÇÕES NEUROENDÓCRINAS
As adaptações neuroendócrinas ao exercício são promovidas a partir da integração do sistema endócrino e sistema nervoso central. As adaptações como liberação ou inibição de hormônios são causadas de acordo com os estímulos recebidos do sistema nervoso em resposta aos estímulos internos ou externos ligados ou não aos exercícios físicos.
O tipo de substrato e a velocidade com que é utilizado informam a intensidade e a duração do esforço durante o exercício. Tais informações também estão associadas ao tipo de nutriente ou substrato que será degradado, sendo mais comum o carboidrato, em sequência as proteínas e gorduras (POWERS; HOWLEY, 2014).
Ao início dos exercícios físicos – e também durante –, a reserva de glicogênio é essencial para a manutenção do combustível para a contração muscular. A intensidade do exercício também é outro fator que está relacionado, no entanto, de forma inversa: quanto maior a duração, menor será a velocidade de utilização do glicogênio como combustível. E, assim, quanto menor for a intensidade do exercício, maior será a degradação de glicogênio.
A intensidade do exercício está pertinente à degradação de glicogênio – quanto maior a intensidade, maior será a velocidade de degradação do glicogênio. Durante o exercício, a homeostase da glicose é garantida por meio do sistema endócrino, no qual o controle hormonal fomenta a manutenção da quantidade de glicose, condição em que não há a concentração ideal de glicose por meio da ingestão de carboidratos de forma inadequada ou pela retirada da glicose circulante no sangue. A glicose plasmática se mantém mediante quatro processos: mobilização da glicose das reservas de oxigênio; mobilização dos AGL plasmáticos do tecido adiposo, como forma de poupar glicose; síntese de nova glicose do fígado por meio de aminoácidos, lactato e glicerol; bloqueio de glicose nas células para substituir sua degradação pelos AGL.
Tais processos fazem com que o nível de glicose seja controlado, além de promoverem a escolha de outros substratos para a produção de energia. Nessa perspectiva, é importante lembrar que o fígado possui apenas 80 g de glicogênio para o armazenamento, o que é gasto em torno de 1g/minuto. Outros substratos, assim, também devem servir como combustível para o gasto energético.
O sistema endócrino possibilita respostashormonais como as permissivas que se constituem em ações lentas. Hormônios como o cortisol, a tiroxina e o hormônio do crescimento estão envolvidos com a resposta lenta. Os hormônios da tireoide geram a mobilização do substrato durante o exercício. Tais hormônios são importantes para a manutenção da taxa metabólica geral e por permitir que outros hormônios realizem seus papéis. O cortisol promove a estimulação do gasto de AGL, mobiliza proteínas dos tecidos para a produção de aminoácidos e reduz a velocidade com que a glicose é utilizada pelas células.
O hormônio do crescimento suscita o papel de síntese de proteínas nos tecidos. Mas ele também pode influenciar o metabolismo de gorduras e carboidratos. O hormônio pode ser alterado com os estresses físicos, químicos e psicológicos, sendo que seu aumento plasmático está relacionado ao aumento da intensidade do exercício. Em alguns casos, sua concentração pode chegar a 25 vezes mais quando comparado com situação de repouso.
Os hormônios de ação rápida atuam de forma contrária aos permissivos. Eles operam restabelecendo as taxas de glicose no plasma. Os hormônios de ação rápida são a adrenalina e noradrenalina que agem mobilizando o glicogênio muscular e hepático, o AGL do tecido adiposo e interferindo na absorção de glicose pelos tecidos. A insulina e o glucagon também são hormônios de ação rápida que permitem a mobilização da glicose hepática e AGL do tecido adiposo. Eles controlam a mobilização desses dois combustíveis e também são responsáveis pela maior quantidade de glicose que sai do fígado durante exercícios mais intensos.
SINTETIZANDO
A fisiologia do exercício traz conceitos importantes para a compreensão dos termos e processos que acontecem a partir dos estímulos com os exercícios físicos. Com tais entendimentos, o fisioterapeuta é capaz de desenvolver treinos adequados para os objetivos da pessoa, além de entender as alterações que podem ocorrer nos sistemas corporais para o efeito indesejado do treino. Assim, os processos que envolvem o exercício, a homeostase e o metabolismo dos sistemas são importantes para a compreensão dos processos corporais. Tomando como base esses conhecimentos, o profissional consegue saber a aplicação das medidas de ergometria e calorimetria como formas de mensuração da taxa metabólica. Por fim, o conhecimento sobre as adaptações que o exercício causa nos principais sistemas – cardiorrespiratório, cardiovascular, neuroendócrino e neuromuscular – é importante para o domínio dos efeitos dos exercícios sobre o organismo. Assim, o fisioterapeuta possui capacidades para traçar objetivos e planos de tratamentos voltados para o aperfeiçoamento de atletas e população comum.