Fisiologia do exercício

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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
Programa de Pós-Graduação EAD
UNIASSELVI-PÓS
Professor: Vladimir Schuindt da Silva
CENTRO UNIVERSITÁRIO LEONARDO DA VINCI
Rodovia BR 470, Km 71, no 1.040, Bairro Benedito
Cx. P. 191 - 89.130-000 – INDAIAL/SC
Fone Fax: (47) 3281-9000/3281-9090
Reitor: Prof. Ozinil Martins de Souza
Diretor UNIASSELVI-PÓS: Prof. Carlos Fabiano Fistarol
Coordenador da Pós-Graduação EAD: Prof. Norberto Siegel
Equipe Multidisciplinar da 
Pós-Graduação EAD: Prof.ª Hiandra B. Götzinger Montibeller
 Prof.ª Izilene Conceição Amaro Ewald
 Prof.ª Jociane Stolf
Revisão de Conteúdo: Prof. Tiago Contesini Vinotti
Revisão Gramatical: Prof.ª Iara de Oliveira
Diagramação e Capa: 
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
 612.044
 S586f Silva, Vladimir Schuindt da
 Fisiologia do exercício /
 Vladimir Schuindt da Silva.
 Centro Universitário Leonardo da Vinci. 
 Indaial : Grupo UNIASSELVI, 2012. 
 101 p. : il.
 ISBN 978-85-7830-627-4
1. Fisiologia do exercício I. Centro Universitário Leonardo da Vinci.
Copyright © UNIASSELVI 2012
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri
 UNIASSELVI – Indaial.
Vladimir Schuindt da Silva
Líder do Grupo de Pesquisa em 
Cineantropometria, Performance Humana e 
Treinamento de Força/ CNPq (GPCiPeHTF/ 
UFRRJ). Produção bibliográfica em revistas e eventos 
científicos nacionais e internacionais. Área de atuação: 
Cineantropometria e Performance Humana. Linhas de 
pesquisa: Características Cineantropométricas e Aspectos 
Psicológicos à Performance Humana; Treinamento de 
Força/ Cardiorrespiratório. Licenciatura Plena em Educação 
Física pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 
(UFRRJ) (2003). Especialização em Educação Física 
em Ciências do Treinamento de Alto Nível pela 
UFRRJ (2005). Mestrado em Educação Física em 
Cineantropometria e Desempenho Humano pela 
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) 
(2010). Doutorando em Epidemiologia em Saúde 
Pública pela Escola Nacional de Saúde Pública 
Sergio Arouca (FIOCRUZ/RJ) (2011/2015).
Experiência docente universitária (UFRRJ; 
UNIASSELVI; FURB).
Sumário
APRESENTAÇÃO ......................................................................7
CAPÍTULO 1
Introdução à Fisiologia do Exercício ..................................9
CAPÍTULO 2
Metabolismo do Exercício ....................................................25
CAPÍTULO 3
Respostas Sistêmicas ao Exercício ....................................39
CAPÍTULO 4
Fisiologia do Exercício Aplicada ao Desempenho 
Humano ....................................................................................81
APRESENTAÇÃO
Caro(a) pós-graduando(a):
Um único curso ou compêndio capaz de oferecer a totalidade de informações 
necessárias a um profissional prospectivo não há, entretanto, um conhecimento 
adequado da fisiologia do exercício e uma avaliação que permita basear a atividade 
prática nos achados da pesquisa científica contribuirão significativamente para 
estabelecer você, futuro profissional, nesse campo de investigação e de interesse. 
Com esse conhecimento essencial, você estará devidamente alicerçado para 
muitas decisões que deverá tomar diariamente no desempenho de suas tarefas. 
O objetivo deste caderno de estudos é oportunizar, pós-graduando(a), 
uma compreensão atualizada da fisiologia do exercício. Um campo em rápido 
desenvolvimento que cria desafios reais para todos, como nós, que assumimos o 
compromisso de aprofundar os conhecimentos no vasto universo de informações 
pertinentes à fisiologia do exercício.
Todos os quatro capítulos abordados neste caderno de estudos são 
apresentações contemporâneas, embasados por referências atuais e com 
valiosas indicações de consultas adicionais.
Uma breve síntese de cada capítulo é dada a seguir:
Capítulo 1 - propicia a compreensão dos principais marcadores históricos e 
dos conceitos referentes à fisiologia do exercício.
Capítulo 2 - apresenta os fundamentos da geração e transferência de energia 
humana.
Capítulo 3 - integra as respostas fisiológicas dos sistemas de apoio.
Capítulo 4 - explora as interfaces da performance humana.
O autor.
CAPÍTULO 1
Introdução à Fisiologia do Exercício
A partir da perspectiva do saber fazer, neste capítulo você terá os seguintes 
objetivos de aprendizagem:
 3 Enunciar os marcos históricos e entidades 
relacionados à fisiologia do exercício.
 3 Diferenciar os vários tópicos que compõem a fisiologia do exercício.
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 Fisiologia do Exercício
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Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
Os médicos 
gregos da 
antiguidade, foram 
os principais 
influenciadores 
da civilização 
ocidental a 
respeito das 
práticas de saúde.
Já, nos “tempos 
modernos”, os 
primórdios da 
fisiologia do 
exercício incluem 
os períodos da 
renascença, do 
iluminismo e 
das descobertas 
científicas na 
Europa.
Contextualização
A possibilidade de se exercer algum impacto sobre o meio ambiente depende 
da nossa capacidade à atividade física com o movimento representando algo a 
mais do que uma simples conveniência. O exercício e atividade física fazem parte 
da vida da maioria das pessoas, através do treinamento do corpo para que ele 
faça melhor ou, ao menos, para melhor tolerar as exigências impostas a ele.
A partir do século 20 foi produzido muito conhecimento novo acerca da 
atividade física e, a partir disso, a fisiologia do exercício passou a constituir o 
atual campo de estudo acadêmico em separado dentro das ciências biológicas. A 
fisiologia do exercício, como disciplina acadêmica, consiste em três componentes 
distintos: 1) corpo de conhecimento, contido nos fatos e nas teorias derivadas da 
pesquisa; 2) curso formal de estudo em instituições de ensino superior; 3) preparo 
profissional dos atuais membros da área médica e dos futuros pesquisadores e 
líderes nesse campo.
Agora, mais do que nunca, é necessário que os professores de educação 
física, dentre os demais profissionais das áreas correlatas, reconheçam a função 
vital que a ciência exerce na efetivação do êxito das suas tarefas desempenhadas. 
Assim sendo, todos àqueles profissionais cuja função esteja relacionada à 
dinâmica do desempenho humano devem possuir um conhecimento sólido de 
fisiologia do exercício.
Histórico
O primeiro enfoque real sobre a fisiologia do exercício teve 
início provavelmente na Grécia Antiga e na Ásia Menor. Os médicos 
gregos da antiguidade, Heródico (ca. 480 a.C.), Hipócrates (460-377 
a.C.) e Galeno (131-201 d.C.), foram os principais influenciadores da 
civilização ocidental a respeito das práticas de saúde (higiene pessoal, 
exercício, treinamento). Já, nos “tempos modernos”, os primórdios 
da fisiologia do exercício incluem os períodos da renascença, do 
iluminismo e das descobertas científicas na Europa. (MCARDLE; 
KATCH; KATCH, 2008).
 
No início do século 19, nos Estados Unidos da América (EUA), 
médicos, anatomistas e fisiologistas experimentais, orientados pela 
ciência europeia, promoveram enfaticamente as ideias acerca da 
saúde e da higiene. E, na metade do século 19, as escolas de medicina 
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 Fisiologia do Exercício
criadas começaram a formar estudantes, muitos dos quais assumiram posições 
de liderança nas universidades e nas ciências médicas correlatas. Os médicos, 
naquela época, ou ensinavam na escola de medicina e realizavam pesquisa (e 
escreviam compêndios), ou se associavam aos departamentos de educação física 
e de higiene. Nessas instituições, supervisionavam os programas de treinamento 
físico para os estudantes e atletas. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2002).
Fatos históricos referentes à fisiologia do exercício:
1789 - Lavoisier (França) - Realiza o primeiro estudo quantitativo 
de fisiologia do exercício.
1847 - Von Helmholtz (Alemanha) - Elucida a Lei de Conservação 
da Energia.
1850-1890 - Época Áurea (Alemanha) - Pesquisa sobre o custo 
energéticode várias atividades.
1894 - Rubner (Alemanha) - Utiliza o calorímetro para medir o 
metabolismo energético em cães.
1913 - Benedict & Cathcart (EUA) - Publicam o estudo clássico 
“Corpo Humano como uma Máquina”.
1923 - A. V. Hill (Inglaterra) - Começa como professor de 
fisiologia na University College (Londres).
1927 - L. J. Henderson (EUA) - Inaugura o Harvard Fatigue 
Laboratory com o D. B. Hill como diretor até ser fechado em 1947.
Anos 30 - Prêmios Nobel Concedidos - A. V. Hill (Inglaterra), 
August Krogh (Dinamarca) e Otto Meyerhof (Alemanha).
Anos 40 - 2ª Guerra Mundial - A pesquisa enfatiza o desvio para 
a aptidão física e força para o combate.
1953 - Kraus & Hirschland (EUA) - Relatam que as crianças 
americanas são menos aptas que as europeias.
1954 - American College of Sports Medicine (ACSM) (EUA) 
- Organização ímpar, formada por médicos, pesquisadores e 
educadores.
1968 - Kenneth Cooper (EUA) - Publica o livro Aeróbica que 
dará início ao interesse ao trote (jogging).
Anos 70 - Era da Expansão Rápida - Aumento significativo no 
número de laboratórios e na produção de pesquisa nos EUA e na 
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Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
Escandinávia.
Anos 80 - Atletas e reabilitação - Maior ênfase sobre fibras 
musculares, nutrição, treinamento contra resistência e melhor 
maneira de reabilitação após lesões e doenças.
Anos 90 - Aplicações à Saúde - Desvio para “Pessoas Sadias em 
2000: National Health Promotion and Disease Prevention Objetives” 
(USDHHS).
1996 - US Surgeon General - Publicação de um relatório 
enfatizando a importância e os benefícios de um estilo de vida 
fisicamente ativo.
1996 ACSM e NCPPA (EUA) - Mais de 100 organizações 
associam-se a The National Coalition for Promoting Physical Activity, 
tendo à frente a ACSM.
Fonte: Extraído e adaptado de Foss e Keteyian (2000).
Obviamente, por meio de um relato histórico sucinto, como o visto 
acima, muitos eventos e pessoas acabam sendo deixados de fora. Porém a 
intenção primordial do resgate histórico da fisiologia do exercício é justamente 
apresentar os principais eventos e os nomes proeminentes que deram origem ao 
desenvolvimento do tipo de estudo que dá nome a esta disciplina.
Atualmente, a fisiologia do exercício, com o advento da 
rede mundial [World Wide Web (www)] dissemina rapidamente a 
informação por todo o mundo. A comunicação direta por correio 
eletrônico (e-mail) e por grupos de discussão eletrônica comunica as 
ideias rapidamente, o que até então era impossível. Qualquer um com 
uma conexão de Internet e um endereço de e-mail pode participar de 
um grupo de discussão. Além disso, centenas de revistas científicas 
aparecem na Internet, permitindo o acesso quase instantâneo à 
informação de pesquisa mais recente. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 
2002).
 
Assim como a disseminação do conhecimento por meio de publicações em 
revistas de pesquisa e profissionais assinala a expansão de um campo de estudo, 
o desenvolvimento de organizações para certificar e monitorar as atividades 
profissionais torna-se importante para o crescimento contínuo. A Associação 
Americana para o Avanço da Educação Física (AAAPE, American Association 
for the Advancement of Physical Education), formada em 1885, representou a 
primeira organização profissional nos EUA destinada a incluir tópicos relacionados 
Atualmente, 
a fisiologia do 
exercício, com 
o advento da 
rede mundial 
[World Wide Web 
(www)] dissemina 
rapidamente a 
informação por 
todo o mundo.
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 Fisiologia do Exercício
à fisiologia do exercício. Esta associação precedeu a atual American Alliance for 
Health, Physical Education, Recreation and Dance (AAHPERD). (MCARDLE; 
KATCH; KATCH, 2002).
 
Até o início da década de 1950, a AAHPERD representava 
a organização profissional predominante para os fisiologistas do 
exercício. Quando o campo começou a expandir-se e a diversificar 
seu enfoque, tornou-se necessária uma organização profissional em 
separado capaz de responder mais plenamente às necessidades 
profissionais. Em 1954, Joseph Wolffe e 11 outros médicos, fisiologistas 
e professores de educação física, fundaram o Colégio Americano de 
Medicina Desportiva (ACSM de American College of Sports Medinice). 
Atualmente, com mais de 45000 membros em mais de 90 países 
(novembro de 2012) o ACSM representa agora a maior organização 
profissional do mundo para a fisiologia do exercício (incluindo áreas 
correlatas de medicina e saúde). A missão do ACSM consiste em 
“promover e integrar a pesquisa científica, a educação e as aplicações 
práticas da medicina desportiva e da ciência do exercício de forma 
a manter e aprimorar o desempenho físico, a aptidão, a saúde e a 
qualidade de vida”. O ACSM publica a revista de pesquisa Medicine 
and Science in Sport and Exercise e outras publicações, incluindo o 
ACSM’s Health and Fitness Journal e Guidelines for Exercise Testing 
and Prescription, um padrão de referência reconhecido para os 
profissionais nessa área (FOSS; KETEYIAN, 2000).
 
Outras organizações profissionais importantes relacionadas à 
fisiologia do exercício incluem o Conselho Internacional de Ciência do 
Desporto e Educação Física (ICSSPE, International Council of Sport 
Science and Physical Education), fundado em 1958, em Paris, França, 
originalmente com o nome de International Council of Sport and Physical 
Education. O ICSSPE funciona como uma organização protetora 
internacional preocupada em promover e disseminar os resultados e os 
achados no campo da ciência do desporto. Sua principal publicação profissional, 
Sport Science Review, aborda levantamentos temáticos da pesquisa nas ciências 
do desporto. A Federation Internationale de Medicine Sportive (FIMS), constituída 
pelas associações nacionais de medicina desportiva de mais de 100 países, 
teve origem em 1928 durante um encontro de médicos interessados em Jogos 
Olímpicos na Suíça. A FIMS promove o estudo e o desenvolvimento da medicina 
desportiva em todo o mundo e patrocina as principais conferências internacionais 
em medicina desportiva a cada 3 anos; produz também declarações de princípios 
acerca de tópicos relacionados à saúde, à atividade física e à medicina desportiva. 
Outras organizações que representam os fisiologistas do exercício incluem o 
recém-formado Colégio Europeu de Ciência do Desporto (ECSS, European 
Em 1954, Joseph 
Wolffe e 11 
outros médicos, 
fisiologistas e 
professores 
de educação 
física, fundaram 
o Colégio 
Americano 
de Medicina 
Desportiva (ACSM 
de American 
College of Sports 
Medinice). 
Atualmente, com 
mais de 45000 
membros em 
mais de 90 países 
(novembro de 
2012) o ACSM 
representa 
agora a maior 
organização 
profissional do 
mundo para 
a fisiologia 
do exercício 
(incluindo áreas 
correlatas de 
medicina e 
saúde).
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Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
College of Sport Science) e a Associação Britânica de Desporto e Ciências 
do Exercício (BASES, British Association of Sport and Exercise Scienses). A 
organização mais recente, Sociedade Americana de Fisiologia do Exercício 
(ASEP, American Society of Exercise Physiology), foi criada em 1997 e realizou 
sua primeira assembleia no ano seguinte. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2002).
 
O crescimento das revistas de pesquisa, que são as publicações dos 
relatórios das pesquisas, ocorreu em paralelo ao crescimento do número de 
sociedades profissionais. Na época do Harvard Fatigue Laboratory, grande parte 
das pesquisas foi divulgada nas seguintes publicações: Journal of Biological 
Chemistry, American Journal of Physilogy, Arbeitsphysiologie (European Journal 
of Occupation and Applied Physiology), Journal of Clinical Investigation, Journal 
of Physiology. Em 1948, a American Physiological Society começou a publicar 
o Journal of Applied Physiology com o objetivo de reunir trabalhos de pesquisa 
sobre a fisiologia do exercício e ambiental. Em 1969, o American College of 
Sports Medicine inicioua publicação da revista de pesquisa Medicine and Science 
in Sports para dar suporte à crescente produtividade de seus membros. Nos 
últimos dez anos, o International Journal of Sports Medicine, o Sports Medicine e 
o Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation foram introduzidos para apresentar e 
revisar pesquisas. (POWERS; HOWLEY, 2000).
Diferentemente dos livros, as revistas são publicadas em intervalos regulares 
(geralmente mensais) com o propósito de revelar resultados de pesquisa para 
a comunidade científica e leiga. A publicação de pesquisa em artigos 
de revista é um procedimento relativamente rápido. Comparada a um 
livro, que pode demorar dois a três anos para ser publicado, a execução 
de uma pesquisa e sua subsequente publicação pode levar de doze a 
dezoito meses. Claramente, os dados em uma revista são publicados 
mais rapidamente que nos livros, porém as revistas são ainda um meio 
relativamente lento para a dispersão das informações. É por isso que 
muitas organizações científicas promovem encontros para apresentar 
as pesquisas mais recentes, que podem demorar de seis meses a um 
ano para serem divulgadas. Entretanto, as publicações em revistas são 
superiores àquelas apresentadas em encontros (congressos, simpósios, 
etc.), pois são rigorosamente revisadas por outros pesquisadores 
especialistas no tópico estudado, denominado revisão por pares. Se 
a pesquisa ou a sua apresentação escrita forem defeituosas ou não 
oferecerem novos e importantes conhecimentos para um campo, elas 
serão rejeitadas pelos revisores e não serão publicadas. O processo de 
revisão por pares é uma tentativa de garantir a qualidade das publicações 
e o livre crescimento dos conhecimentos em um tópico específico.
Uma das evidentes consequências desse aumento da atividade de 
pesquisa é o grau de especialização exigido dos cientistas para que eles 
possam ser competitivos na obtenção de verbas de pesquisas e na administração 
Diferentemente 
dos livros, as 
revistas são 
publicadas 
em intervalos 
regulares 
(geralmente 
mensais) com 
o propósito de 
revelar resultados 
de pesquisa para 
a comunidade 
científica e leiga. 
A publicação 
de pesquisa 
em artigos de 
revista é um 
procedimento 
relativamente 
rápido.
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 Fisiologia do Exercício
da literatura de pesquisa. Os laboratórios podem voltar sua atenção para a 
fisiologia neuromuscular, a reabilitação cardíaca ou a influência do exercício sobre 
a estrutura óssea, por exemplo. Os estudantes graduados estão tendo de se 
especializar mais cedo como pesquisadores e os graduandos devem investigar 
seus programas muito cuidadosamente para garantir que atinjam seus objetivos 
de carreira. (ROBERGS; ROBERTS, 2002).
 
Em virtude da crescente demanda de fontes confiáveis de 
informações, cientistas e estudiosos conhecidos na área de fisiologia 
do exercício vêm escrevendo livros “populares”, providencialmente, 
relacionados aos problemas do condicionamento, pois a “explosão 
do condicionamento” fez aumentar a quantidade de livros sobre 
dieta e exercício que propõem maneiras fáceis de perder quilos e 
centímetros. (ROBERGS; ROBERTS, 2002).
 
American College of Sports Medicine
http://www.acsm.org/
 
MCARDLE, William D; KATCH, Frank I; KATCH, Victor L. 
Fundamentos de fisiologia do exercício. 2. ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2002. “Apêndices A e B”.
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Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
Atividades de Estudos: 
 MÚLTIPLA ESCOLHA
Instruções de preenchimento do teste - Após ler a questão e todas 
as respostas apresentadas, selecione a letra que responda 
corretamente à questão.
1) O acrônimo ACSM significa:
a) The Association of Chemistry and Sports Medicine.
b) The Association of Cardiovascular and Sports Medicine.
c) The American Cardiovascular and Sports Meeting.
d) The American College of Sports Medicine. 
 
2) O Harvard Fatigue Laboratory permaneceu funcionando de:
a) 1927-1980.
b) 1947-1980.
c) 1927-1947.
d) 1927-1937.
 
3) Três organizações profissionais que patrocinam trabalhos sobre a 
fisiologia do exercício são:
a) American College of Sports Medicine, American Physiology 
Society, Medicine and Science in Sports.
b) American College of Sports Medicine, American Physiology 
Society, Associação Americana para Saúde, Educação Física e 
Recreação. 
c) American Physiology Society, Associação Americana para Saúde, 
Educação Física e Recreação, Harvard Fatigue Laboratory.
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 Fisiologia do Exercício
d) Medicine and Science in Sports, Journal of Applied Physiology, 
American College of Sports Medicine. 
Como pode ser visto, o crescimento e o desenvolvimento dos laboratórios 
de fisiologia do exercício aumentaram, sem dúvida, as oportunidades para os 
estudos e as pesquisas avançadas na área. Os profissionais envolvidos nestes 
ambientes de estudos contribuíram para o aumento da produtividade na pesquisa 
e do número de revistas e sociedades profissionais. Nesse sentido, justamente 
pela referida produção de conhecimento, buscaremos um aprofundamento ao 
longo dos demais capítulos deste caderno de estudos.
Aspectos Conceituais
Para um adequado aproveitamento do assunto sobre fisiologia do 
exercício, o(a) pós-graduando(a) deve entender de anatomia humana, 
fisiologia dos sistemas, biologia celular e molecular, química, bioquímica, 
etc. Ainda assim, é importante que os estudantes da ciência do exercício 
e de educação física que pretendam tornarem-se profissionais respeitados 
em qualquer um dos campos correlatos aprendam a fisiologia do exercício, 
a fim de:
 
1.	 Compreender como o funcionamento fisiológico básico do corpo 
humano é modificado pelo exercício em curto e longo prazo e os meca-
nismos que induzem essas mudanças. A menos que se saibam quais 
são as respostas normais, não será possível reconhecer uma resposta 
anormal ou adaptar-se a ela.
2.	 Proporcionar programas de educação física de qualidade que es-
timulem as pessoas tanto física quanto intelectualmente. Os praticantes 
precisam compreender de que maneira a atividade física pode benefici-
á-los, por que eles realizam testes de aptidão física e o que fazer com 
os resultados dos testes de aptidão para continuarem se exercitando a 
vida inteira.
3.	 Serem capazes de aplicar os resultados de pesquisa científica de 
forma a maximizar a saúde, a reabilitação e/ou o desempenho atlético 
em uma ampla variedade de subpopulações.
Compreender 
como o 
funcionamento 
fisiológico básico 
do corpo humano 
é modificado pelo 
exercício em curto 
e longo prazo.
Proporcionar 
programas de 
educação física 
de qualidade 
que estimulem 
as pessoas tanto 
física quanto 
intelectualmente.
Aplicar os 
resultados 
de pesquisa 
científica de forma 
a maximizar 
a saúde, a 
reabilitação e/ou 
o desempenho 
atlético.
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Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
4.	 Serem capazes de responder corretamente às questões e às alega-
ções da propaganda, assim como de reconhecer e reagir aos mitos 
e concepções errôneas que aparecem em relação ao exercício. Os 
bons conselhos devem basear-se na evidência determinada cienti-
ficamente.
Determinadas definições e conceitos, que são básicos e necessários para 
uma melhor compreensão e discussão sobre fisiologia do exercício, devem ser 
estabelecidos a partir de agora:
a) Fisiologia do exercício
Pode ser definida como uma ciência tanto básica quanto aplicada que 
descreve, explica e utiliza a resposta do corpo e a adaptação ao treinamento com 
exercícios de forma a maximizar o potencial físico humano.
b) Exercício
É um único episódio agudo de esforço corporal ou de atividade muscular que 
requer um dispêndio de energia acima do nível de repouso que, em geral, resulta 
em movimento voluntário. As sessões do exercício em geral são planejadas e 
estruturadas de forma a melhorar ou manter um ou mais componentes da aptidão 
física.
c) Treinamento
É uma progressão consistente ou crônica de sessões de exercíciosdestinadas 
a aprimorar a função fisiológica para melhorar a saúde ou o desempenho no 
esporte. O treinamento com exercícios tem dois objetivos principais: aptidão física 
específica para cada desporto, às vezes denominada aptidão atlética e aptidão 
física relacionada à saúde.
d) Adaptações ao treinamento
Representam mudanças ou ajustes fisiológicos que resultam de um programa 
de treinamento com exercícios que promovem um funcionamento ideal. Podem 
ser um aumento, uma redução ou nenhuma mudança em relação ao estado 
destreinado.
e) Aptidão física
Responder 
corretamente às 
questões e às 
alegações da 
propaganda.
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 Fisiologia do Exercício
Refere-se a estar apto para a atividade física. Como existem diversos 
tipos de atividade física, de acordo com os músculos usados, forças 
desenvolvidas e duração do uso, existem também múltiplas formas de 
aptidão física. Alguns dos componentes da aptidão física são: a força 
muscular; a potência muscular; a resistência muscular; resistência 
cardiorrespiratória; a flexibilidade corporal, dentre outros.
 
f) Aptidão física relacionada à saúde
Significa que uma parte da aptidão física é direcionada para a 
prevenção das doenças ou a reabilitação após a ocorrência de uma 
doença, assim como para o desenvolvimento de um alto nível de 
capacidade funcional para as tarefas vitais necessárias e arbitrárias. Em geral, 
são reconhecidos três componentes de aptidão física relacionada à saúde: 
resistência cardiorrespiratória, composição corporal, aptidão muscular (força/ 
resistência muscular e flexibilidade).
 
g) Atividade física
Em geral conota um movimento para o qual o objetivo é diferente da aptidão 
física, mas que também requer o dispêndio de energia e, com frequência, 
proporciona benefícios relacionados à saúde.
 
h) Resposta ao exercício
É o padrão de mudança exibida pelas variáveis fisiológicas durante um único 
episódio agudo de esforço físico (ruptura do estado homeostático ou equilíbrio 
dinâmico do corpo).
 
i) Variável fisiológica
É qualquer medida da função corporal que se modifica ou varia 
sob circunstâncias diferentes. 
 
j) Modalidade do exercício
Significa o tipo de atividade ou de esporte em particular. Com 
frequência, as modalidades são classificadas pelo tipo de demanda 
de energia (aeróbico ou anaeróbico), pela contração muscular 
principal (contínua e rítmica, de resistência dinâmica ou estática) ou 
por combinação de sistema energético e contração muscular. Assim, quando se 
tenta determinar os efeitos do exercício sobre uma variável em particular, deve-se 
conhecer primeiro que tipo de exercício está sendo realizado.
 
Em geral, são 
reconhecidos três 
componentes 
de aptidão física 
relacionada à 
saúde: resistência 
cardiorrespiratória, 
composição 
corporal, aptidão 
muscular.
O exercício pode 
ser máximo, 
de intensidade 
mais alta, de 
maior carga 
ou de duração 
mais longa que 
o indivíduo seja 
capaz de realizar.
21
Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
k) Intensidade do exercício
É entendida como a magnitude da tarefa. O exercício pode ser máximo, 
de intensidade mais alta, de maior carga ou de duração mais longa que o 
indivíduo seja capaz de realizar. A motivação desempenha um papel significativo 
na obtenção dos níveis máximos de exercício. O exercício pode ser também 
submáximo e pode ser descrito de duas maneiras. A primeira envolve uma carga 
fixa de exercício, realizado com qualquer intensidade imediatamente acima 
do nível de repouso até logo abaixo do máximo (carga de trabalho submáxima 
absoluta), e pode ser estabelecida por alguma variável fisiológica. A segunda 
maneira de descrever o exercício submáximo é como um percentual do máximo, 
ou seja, é o valor proporcional ou relativo para cada indivíduo através de uma 
carga de trabalho acima do nível de repouso, porém abaixo da máxima, 
estabelecida tipicamente para algum percentual do máximo (carga de trabalho 
submáxima relativa).
 
l) Duração do exercício
É o período de tempo no qual a contração muscular prossegue. Em geral, 
quanto mais curta for a duração, mais alta será a intensidade e vice-versa. Assim, 
o grau de ruptura homeostática constitui uma função tanto da duração quanto da 
intensidade do exercício.
Atividades de Estudos: 
1) Qual a consequência direta do treinamento?
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 Fisiologia do Exercício
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2) Como estão relacionadas a intensidade e a duração da atividade?
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Algumas Considerações
Por meio deste capítulo foi proposto um sucinto levantamento histórico, 
apresentando os principais acontecimentos, personalidades e organizações que 
têm contribuído para o campo da fisiologia do exercício, entendida como uma 
área dinâmica de estudo, sendo sempre necessária a atualização e familiarização 
de definições e conceitos. Considerando o fato de inúmeras implicações práticas 
pela fisiologia do exercício, no capítulo seguinte será possível compreender como 
o funcionamento fisiológico básico do corpo humano é modificado pelo exercício 
em curto e em longo prazo, bem como os mecanismos que induzem essas 
mudanças.
 
23
Introdução à Fisiologia do Exercício Capítulo 1 
Referências
FOSS, Merle L.; KETEYIAN, Steven J. Fox, bases fisiológicas do exercício e 
do esporte. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000.
MCARDLE, William D.; KATCH, Frank I.; KATCH, Victor L. Fundamentos de 
fisiologia do exercício. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.
______. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 6. 
ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
PLOWMAN, Sharon A.; SMITH,Denise L. Fisiologia do exercício: para a saúde, 
aptidão e desempenho. 2. ed. Rio de Janeiro : Guanabara Koogan, 2010.
POWERS, Scott K.; HOWLEY, Edward T. Fisiologia do exercício: teoria e 
aplicação ao condicionamento físico e ao desempenho. 3. ed. São Paulo: 
Manole, 2000.
ROBERGS, Robert A.; ROBERTS, Scott O. Princípios fundamentais de 
fisiologia do exercício: para aptidão, desempenho e saúde. São Paulo: Forte, 
2002.
CAPÍTULO 2
Metabolismo Do Exercício
A partir da concepção do saber fazer, neste capítulo você terá os seguintes 
objetivos de aprendizagem:
 3 Descrever a bioquímica dos fosfatos de alta energia.
 3 Discutir a relação entre intensidade/ duração do exercício e as vias 
bioenergéticas mais importantes na produção de ATP em vários exercícios. 
26
 Fisiologia do Exercício
27
Metabolismo do Exercício Capítulo 2 
Contextualização
O metabolismo inclui vias metabólicas que resultam na síntese (reações 
anabólicas - síntese de tecidos, como acontece quando os aminoácidos são 
combinados para formar proteínas que compõem os músculos), assim como na 
degradação de moléculas (reações catabólicas - produção e armazenamento de 
energia a partir do fracionamento dos gêneros alimentícios, a fim de tornar-se 
disponível para realizar um trabalho), esse processo ocorre através de milhares 
de reações químicas por todo o organismo.
A atividade física proporciona o maior estímulo para o metabolismo energético, 
com o exercício representando um significativo desafio às vias bioenergéticas 
do músculo em atividade, requerendo, para isto, uma fonte de energia que pode 
ser utilizada para permitir as contrações. Durante o exercício intenso, o gasto 
energético total do organismo pode ser de mais de 20 vezes o gasto de repouso. 
A maioria desse aumento na produção de energia é utilizada para fornecer ATP 
(discutido a frente) aos músculos esqueléticos que se contraem, os quais podem 
aumentar sua utilização de energia em até 200 vezes em relação à utilização em 
repouso. 
A compreensão das mudanças que ocorrem no metabolismo, incluindo a 
função muscular, da passagem do estado de repouso para a contração, a regulação 
do metabolismo do exercício, no início e durante a recuperação do 
exercício (de alta intensidade, progressivos e prolongados), bem como 
o mecanismo de seleção dos substratos utilizados para produzir ATP, 
torna-se um conhecimento fundamentalmente relevante, baseado na 
fisiologia do exercício. Sem esses conhecimentos, dificilmente poderão 
ser apreciadas as respostas, em sua totalidade, dos vários órgãos e 
tecidos ao exercício.
Bioenergética
O organismo não armazena energia em uma forma que esteja 
imediatamente disponível para a demanda. Pelo contrário, quando 
as células do organismo precisam de energia, elas devem ativar 
rapidamente a decomposição de moléculas e, através desse processo, 
obter a energia armazenada nas ligações químicas existentes entre 
os átomos. A energia contida no interior das ligações químicas é 
denominada energia química. Em humanos, as duas moléculas que 
armazenam energia química nas células musculares esqueléticas 
são o glicogênio (contendo moléculas de glicose) e os triacilglicerois 
(contendo moléculas de ácidos graxos). A energia necessária ao 
metabolismo é obtida gradualmente e bem controlada. (ROBERGS; 
O organismo 
não armazena 
energia em uma 
forma que esteja 
imediatamente 
disponível para 
a demanda. 
Pelo contrário, 
quando as células 
do organismo 
precisam de 
energia, elas 
devem ativar 
rapidamente a 
decomposição 
de moléculas e, 
através desse 
processo, 
obter a energia 
armazenada nas 
ligações químicas 
existentes entre os 
átomos.
28
 Fisiologia do Exercício
ROBERTS, 2002). 
O ramo da bioquímica que estuda como a energia é convertida em seres 
vivos, de uma forma a outra, é denominada bioenergética. A bioenergética fornece 
as regras que norteiam as funções do metabolismo e está fundamentada em 
duas leis: 1) a energia não pode ser criada ou destruída, mas modificada de uma 
forma a outra, e somente a energia utilizável pode ser aproveitada pelas células 
para produzir trabalho; 2) a transferência de energia será sempre processada no 
sentido do aumento da entropia (forma de energia que não pode ser utilizada) e, 
assim, a “energia livre” ou energia utilizável será obtida. (ROBERGS; ROBERTS, 
2002).
A energia necessária para iniciar reações químicas é denominada energia de 
ativação. E as enzimas (grandes moléculas protéicas com formato tridimensional 
que regulam as vias metabólicas das células) funcionam como catalisadores ao 
reduzirem a energia de ativação. O resultado é um aumento da velocidade das 
reações. A capacidade das enzimas de reduzir a energia de ativação é produto 
de características estruturais únicas. Cada tipo de enzima possui saliências 
e sulcos característicos. As bolsas formadas a partir das saliências ou sulcos 
localizados sobre as enzimas são denominadas sítios ativos. Esses sítios 
ativos são importantes, uma vez que sua forma única faz com que uma enzima 
específica ligue-se a uma molécula reagente particular (denominada substrato), a 
qual permite que as duas moléculas (enzima + substrato) formem um complexo 
conhecido como o complexo enzima-substrato. Isso é seguido da dissociação da 
enzima e do produto. (POWERS; HOWLEY, 2000).
 
A atividade de uma enzima, mensurada pela velocidade com a qual seus 
substratos são convertidos em produtos, é influenciada por vários fatores. Dois 
dos fatores mais importantes são a temperatura (um pequeno aumento da 
temperatura corporal aumenta a atividade da maioria das enzimas) e o pH - 
uma medida de acidez - da solução (uma alteração do pH além do nível ideal, a 
atividade enzimática é reduzida). (POWERS; HOWLEY, 2000).
HOUSTON, Michael E. Bioquímica básica da ciência 
do exercício. São Paulo: Roca, 2001.
Como mencionado anteriormente, as fontes de energia química nas células 
musculares esqueléticas são o glicogênio e os triacilglicerois, basicamente 
originados dos carboidratos e das gorduras, respectivamente. Outro nutriente 
que contribui com uma pequena quantidade de energia total utilizada são 
as proteínas, compostas de aminoácidos. Os carboidratos são compostos 
29
Metabolismo do Exercício Capítulo 2 
por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio e existem sob três formas: 
1) monossacarídeos (açucares simples - glicose, frutose); 2) dissacarídeos 
(combinação de dois monossacarídeos) e 3) polissacarídeos (formados a partir 
de três ou mais monossacarídeos). Os carboidratos armazenados provêm o 
corpo com uma forma de energia rapidamente disponível, em que 1 grama (g) 
de carboidrato fornece cerca de 4 quilocalorias (kcal) de energia. O glicogênio 
é um polissacarídeo estocado no tecido animal. Durante o exercício, as células 
musculares transformam o glicogênio em glicose (glicogenólise) e a utilizam 
como fonte de energia para a contração. A glicogenólise também ocorre no fígado 
(gliconeogênese) e a glicose livre é liberada na corrente sanguínea e transportada 
aos tecidos por todo o organismo. (POWERS; HOWLEY, 2000).
 
A ingestão de carboidratos na intensão de acarretar uma 
melhoria do desempenho durante o exercício de alta intensidade e 
de curta duração (< 1 hora) não é consenso. Entretanto, em relação 
ao exercício prolongado (≥ 2 horas) de baixa intensidade, estudos 
apontam uma melhoria no desempenho em indivíduos treinados.
Fonte: Extraído e adaptado de Foss e Keteyian (2000).
 
Embora as gorduras contenham os mesmos elementos químicos dos 
carboidratos, a relação entre o carbono e o oxigênio nas gorduras é muito maior do 
que observada nos carboidratos. Dessa forma, a gordura torna-se um combustível 
ideal para o exercício prolongado, pois as moléculas de gordura contêm grandes 
quantidades de energia por unidade de peso, cerca de 9 kcal de energia.
 
As proteínas contêm aproximadamente 4 kcal de energia por grama de 
peso e apenassão utilizadas como substratos na formação de compostos de alta 
energia quando têm seus aminoácidos constituintes clivados. Dessa maneira, 
podem contribuir com a energia para o exercício de duas maneiras. Primeiro, 
o aminoácido alanina pode ser convertido em glicose no fígado, o qual pode, 
então, ser utilizado para sintetizar o glicogênio. O glicogênio hepático pode 
ser degradado em glicose e transportado ao músculo esquelético ativo por 
meio da circulação. Segundo, muitos aminoácidos podem ser convertidos em 
intermediários metabólicos nas células e contribuir diretamente como combustível 
nas vias bioenergéticas. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2008).
 
Carboidratos, gorduras e proteínas podem ser usados como combustíveis, 
apesar de não serem utilizados igualmente pelo organismo com essa finalidade. 
A energia química produzida a partir do combustível contido nos alimentos é 
armazenada como trifosfato de adenosina (ATP). A seguir, o ATP transfere sua 
30
 Fisiologia do Exercício
energia para as funções fisiológicas que exigem energia, tais como contração 
muscular durante o exercício, em que uma parte aparece como trabalho realizado 
e outra parte na forma de calor. A estrutura do ATP consiste em 1 componente 
muito complexo, adenosina, e 3 partes menos complicadas, denominadas grupos 
fosfatos. (FOSS; KETEYIAN, 2000). 
Figura 1 - a. Estrutura do ATP; b. Desintegração de ATP para ADP e 
fosfato inorgânico (Pi); c. Estrutura molecular de ATP; d. Reação de 
hidrólise para a direita com separação de Pi e produção de ADP
Fonte: Extraído de Foss e Keteyian (2000).
As ligações entre os dois grupos fosfato terminais representam as 
denominadas ligações de alta energia. Quando um fosfato é removido, 
o composto restante constitui o difosfato de adenosina (ADP). Quando 
são removidos dois fosfatos, o composto restante é o monofosfato de 
adenosina (AMP). A reação pode ser invertida imediatamente para 
formar ATP, porém, para isso, é necessária a presença de uma fonte 
semelhante de alta energia, que é a fosfocreatina (PC) armazenada. 
(POWERS; HOWLEY, 2000).
As ligações entre 
os dois grupos 
fosfato terminais 
representam as 
denominadas 
ligações de alta 
energia. Quando 
um fosfato 
é removido, 
o composto 
restante constitui 
o difosfato de 
adenosina 
(ADP). Quando 
são removidos 
dois fosfatos, o 
composto restante 
é o monofosfato 
de adenosina 
(AMP).
31
Metabolismo do Exercício Capítulo 2 
MCGILVERY, Robert W. The use of fuels muscular work. In: 
HOWALD, H.; POORTMANS, J. R. (Ed.). Metabolic adaptacions to 
prolonged exercise. Basel, Switzerland: Birkhauser-Verlag, 1975. p. 
12-30.
 Apesar de necessitar de ATP para todas as tarefas que exigem 
energia, o corpo armazena pouquíssimo ATP e, portanto, depende de 
outras vias químicas para poder dispor de ATP quando este se torna 
necessário. São 3 vias comuns para a geração de ATP, duas anaeróbicas 
e a outra aeróbica. A primeira das 2 vias anaeróbicas envolve a fosfato 
creatina (PC) (sistema ATP-CP ou “sistema fosfagênio”), catalisada 
pela enzima creatinoquinase para produzir ATP numa reação com 
uma única etapa. A vantagem da PC é que ela é muito rápida. A 
desvantagem é a capacidade limitada do corpo em armazenar PC. A 
maioria dos seres humanos possui PC suficiente para cerca de 6 a 
10 segundos de esforço explosivo. A segunda via anaeróbica envolve 
a glicose ou o glicogênio (ou ambos) - daí sua designação, glicólise. 
Apesar de ser necessária alguma energia paro o fornecimento da 
glicose para piruvato, o rendimento energético final ainda é de 2 ATP. 
Potencialmente, o corpo pode aumentar em 1000 vezes a velocidade da glicólise, 
proporcionando, assim, uma quantidade substancial de ATP. Entretanto, esta via 
proporciona ATP suficiente para apenas 30 a 90 segundos de esforço. (LEMURA; 
VON DUVILLARD, 2006).
A via aeróbica é incontestavelmente a mais complexa delas e 
necessita do maior período de tempo e de preparação do substrato. 
Os benefícios reais são devido ao fato de fornecer a maior quantidade 
de ATP e de gerar produtos de desgaste menos prejudiciais [dióxido 
de carbono (CO2) e água (H2O)]. O catabolismo aeróbio pode utilizar 
moléculas provenientes de carboidratos, gorduras ou proteínas, o que 
torna a via mais versátil em relação ao substrato energético. A produção 
aeróbica de ATP ocorre no interior das mitocôndrias e envolve a 
interação de 2 vias metabólicas cooperativas: 1) o ciclo de Krebs e 2) a 
cadeia de transporte de elétrons. (LEMURA; VON DUVILLARD, 2006).
Vários fatores influenciam a seleção de combustível para a prática 
de exercícios, tais como: 1) disponibilidade do substrato; 2) intensidade 
e duração do exercício; estado nutricional; 3) tipo de composição 
da fibra muscular; 4) dieta e alimentação durante os exercícios; 5) 
treinamento físico; 6) recursos ergogênicos e farmacológicos; 7) fatores 
ambientais. (MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000).
O corpo armazena 
pouquíssimo 
ATP e, portanto, 
depende de outras 
vias químicas 
para poder dispor 
de ATP quando 
este se torna 
necessário. São 
3 vias comuns 
para a geração 
de ATP, duas 
anaeróbicas e a 
outra aeróbica.
A via aeróbica é 
incontestavelmente 
a mais complexa 
delas e necessita 
do maior período 
de tempo e de 
preparação do 
substrato.
A produção 
aeróbica de ATP 
ocorre no interior 
das mitocôndrias 
e envolve a 
interação de 2 
vias metabólicas 
cooperativas: 1) 
o ciclo de Krebs 
e 2) a cadeia de 
transporte de 
elétrons.
32
 Fisiologia do Exercício
As concentrações musculares de ATP e PC nas mulheres são 
semelhantes às concentrações em homens, porém em virtude de 
sua menor massa muscular total, as reservas totais de fosfagênios 
são menores nelas.
Figura 2 - Representação do moinho metabólico
Fonte: Extraído de Lemura e Von Duvillard (2006).
Journal of Applied Physiology
http://jap.physiology.org/
33
Metabolismo do Exercício Capítulo 2 
Atividades de Estudos: 
MÚLTIPLA ESCOLHA
Instruções de preenchimento do teste - Após ler a questão e todas 
as respostas apresentadas, selecione a letra que responda 
corretamente à questão. 
1) Para continuar a contrair-se, as células musculares devem 
possuir:
a) carboidratos. 
b) ATP.
c) proteínas.
d) oxigênio.
 
2) A velocidade das reações químicas que ocorrem no organismo é 
regulada:
a) pelas reações endergônicas.
b) pela entropia.
c) pelas enzimas.
d) pelas reações exergônicas.
 
3) As células musculares podem produzir ATP:
a) pela via do “sistema fosfagênio”.
b) pelo metabolismo aeróbico.
c) pela glicólise.
d) todas as alternativas.
Neste segmento do texto, o foco principal foi a energia, por onde buscamos 
entender o que é, de onde provém e como é produzida. Além disso, a partir 
do mencionado, foram explicadas, pós-graduando, as bases elementares do 
entendimento de como o corpo consegue armazenar energia em pequenas 
quantidades e que pode “ligar” as vias metabólicas dentro das células, a fim de 
proporcionar a energia “de apoio” que permitirá prosseguir com a atividade física.
34
 Fisiologia do Exercício
Metabolismo dos Sistemas Aeróbico 
e Anaeróbico no Repouso e no 
Exercício
Os sistemas aeróbico e anaeróbico apresentam particularidades 
em virtude das condições de repouso e de exercício, merecendo 
uma análise adicional. Na transição do repouso ao exercício leve 
ou moderado, a captação de oxigênio aumenta logo, geralmente 
alcançando um estado estável dentro de 1 a 4 minutos. O fato de o 
consumo de oxigênio não aumentar instantaneamente até atingir um 
valor de estado estável deve-se ao fato de que no início do exercício, 
o sistema ATP-CP é a primeira via bioenergética ativa, seguida pela 
glicólise e, finalmente, pela produção aeróbica de energia. O principal 
ponto a ser enfatizado no que concerne à bioenergética da transição 
do repouso ao exercício é que vários sistemas energéticos estão 
envolvidos. Em outras palavras, a energia necessáriapara o exercício 
não é fornecida simplesmente ativando-se uma única via bioenergética, 
mas por uma mistura de diversos sistemas metabólicos que operam 
com uma considerável sobreposição. (POWERS; HOWLEY, 2000).
Imediatamente após o exercício, o metabolismo permanece 
elevado por vários minutos. A magnitude e a duração desse metabolismo 
elevado são influenciadas pela intensidade do exercício. Este sendo de 
curta duração e de alta intensidade será suprido essencialmente pelas 
vias metabólicas anaeróbicas. Quando o exercício for prolongado (isto 
é, > 10 minutos) a energia será proveniente do metabolismo aeróbico. 
Durante o exercício prolongado de baixa intensidade pode ser mantido 
um estado estável da captação de oxigênio. No entanto, o exercício 
num ambiente quente e úmido ou o exercício numa taxa de trabalho 
relativamente alta resulta num “direcionamento” para cima do consumo de 
oxigênio no decorrer do tempo. Consequentemente, nesses tipos de exercícios 
não se obtém estado estável. (PLOWMAN; SMITH, 2010).
O débito de oxigênio (também denominado excesso de 
consumo de oxigênio pós-exercício - EPOC) é o consumo de oxigênio 
acima do nível de repouso no período pós-exercício.
Os sistemas 
aeróbico e 
anaeróbico 
apresentam 
particularidades 
em virtude 
das condições 
de repouso e 
de exercício, 
merecendo uma 
análise adicional.
A energia 
necessária para 
o exercício não 
é fornecida 
simplesmente 
ativando-se 
uma única via 
bioenergética, 
mas por uma 
mistura de 
diversos sistemas 
metabólicos que 
operam com uma 
considerável 
sobreposição.
35
Metabolismo do Exercício Capítulo 2 
Figura 3 - Percentual de contribuição das fontes energéticas aeróbicas e anaeróbicas
Fonte: Extraído de Foss e Keteyian (2000).
Physiology Reviews
http://physrev.physiology.org/
Atividades de Estudos: 
1) O que é bioenergética?
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36
 Fisiologia do Exercício
2) Defina sistema ATP-PC e glicólise.
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Algumas Considerações
Este capítulo buscou mostrar um dos assuntos de maior relevância na 
fisiologia do exercício: o domínio do conhecimento a respeito de como o corpo 
regula os tipos de combustíveis que estão sendo utilizados para produzir 
energia, assim como a relação entre fatores ocasionados pelo exercício e as vias 
energéticas na produção de ATP em vários exercícios. Um maior aprofundamento 
das ideias será visto no próximo capítulo, que mostrará as respostas dos sistemas 
fisiológicos de apoio.
37
Metabolismo do Exercício Capítulo 2 
Referências
FOSS, Merle L.; KETEYIAN, Steven J. Fox, bases fisiológicas do exercício e 
do esporte. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000.
HOUSTON, Michael E. Bioquímica básica da ciência do exercício. São Paulo: 
Roca, 2001.
LEMURA, Linda M.; VON DUVILLARD, Serge P. Fisiologia do exercício clínico: 
aplicação e princípios fisiológicos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.
MAUGHAN, Ron J.; GLEESON, Michael; GREENHAFF, Paul L. Bioquímica do 
exercício e treinamento. São Paulo: Manole, 2000.
MCARDLE, William D.; KATCH, Frank I.; KATCH, Victor L. Fundamentos de 
fisiologia do exercício. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.
______. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 6. 
ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
MCGILVERY, Robert W. The use of fuels muscular work. In: HOWALD, H.; 
POORTMANS, J. R. (Ed.). Metabolic adaptacions to prolonged exercise. 
Basel, Switzerland: Birkhauser-Verlag, 1975. p. 12-30.
PLOWMAN, Sharon A.; SMITH, Denise L. Fisiologia do exercício: para a saúde, 
aptidão e desempenho. 2. ed. Rio de Janeiro : Guanabara Koogan, 2010.
POWERS, Scott K.; HOWLEY, Edward T. Fisiologia do exercício: teoria e 
aplicação ao condicionamento físico e ao desempenho. 3. ed. São Paulo: 
Manole, 2000.
ROBERGS, Robert A.; ROBERTS, Scott O. Princípios fundamentais de 
fisiologia do exercício: para aptidão, desempenho e saúde. São Paulo: 
Phorte, 2002.
CAPÍTULO 3
Respostas Sistêmicas ao Exercício
A partir da perspectiva do saber fazer, neste capítulo você terá os seguintes 
objetivos de aprendizagem:
 3 Descrever as estruturas anatômicas e os componentes dos mecanismos 
dos sistemas cardiorrespiratório e neuromuscular. 
 3 Analisar a relação entre os aspectos cardiovascular-ventilatório, 
neuromuscular-esquelético e as respostas ao exercício. 
40
 Fisiologia do Exercício
41
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
Contextualização
Na realização do exercício são impostas exigências aos sistemas de 
apoio do corpo humano, algumas das quais são plenamente percebidas pelo 
exercitante, porém outras não necessariamente, dificultando um pouco mais a 
interpretação dos mecanismos biológicos decorrentes do exercício, na vigência 
ou posteriormente a este. 
Uma boa compreensão das funções dos sistemas respiratório e circulatório 
é fundamental para o profissional atuante na área da ciência do esforço, 
ainda mais hoje. Os programas de aptidão, independentemente do praticante, 
incluem, geralmente, o aumento da capacidade cardiorrespiratória, conferindo 
automaticamente responsabilidades às pessoas com treinamento acadêmico em 
fisiologia do exercício no adequado domínio das informações destes sistemas 
extremamente inter-relacionados.
A aprendizagem da estrutura e função dos nervos e dos músculos 
esqueléticos no que se aplica à educação física e aos desportos é fundamental 
para compreender as respostas ao desempenho motor humano que, atualmente, 
caracteriza-se como um enorme desafio aos estudantes para que estejam 
constantemente atualizados, devido à quantidade de informações provenientes 
das inúmeras fontes de pesquisas realizadas. Entretanto, faz-se necessária 
a tomada de iniciativa para o domínio das bases teóricas das dinâmicas do 
movimento humano para, a partir deste ponto, você, pós-graduando(a), avançar 
nos estudos mais específicos da ciência da contração muscular. 
 
Sistema Cardiovascular-
Respiratório
Os músculos, para que possam contrair-se, necessitam de 
energia e a respiração acaba sendo o primeiro elo na cadeia do 
fornecimento de uma grande parte dessa energia, pois ela fornece 
oxigênio para ao corpo ao mesmo tempoem que remove o dióxido de 
carbono. A ventilação pulmonar descreve o processo de movimentar e 
permutar (trocar) o ar ambiente pelo ar existente nos pulmões, através 
das passagens aéreas do sistema ventilatório, que são divididas em 
duas zonas funcionais:
 
1) zona condutora - o ar que penetra pelo nariz e pela boca 
Os músculos, 
para que possam 
contrair-se, 
necessitam 
de energia e a 
respiração acaba 
sendo o primeiro 
elo na cadeia do 
fornecimento de 
uma grande parte 
dessa energia.
42
 Fisiologia do Exercício
flui para dentro da porção condutiva do sistema ventilatório, onde se ajusta à 
temperatura corporal, é filtrado e quase completamente umedecido ao passar 
através da traqueia. O condicionamento do ar continua à medida que o ar 
inspirado penetra nos dois brônquios, as grandes vias aéreas de primeira geração 
que funcionam como condutos primários e conduzem para dentro de cada um dos 
pulmões. 
2) zona respiratória - os brônquios, que se subdividem em numerosos 
bronquíolos, conduzem o ar inspirado de um trajeto tortuoso e estreito até que 
acaba se misturando com o ar existente nos ductos alveolares. Os alvéolos, 
microscópios, que são os ramos terminais do trato respiratório, envolvem 
completamente esses ductos. (PLOWMAN; SMITH, 2010; MCARDLE; KATCH; 
KATCH, 2008; ROBERGS; ROBERTS, 2002).
Figura 4 - Representação do sistema respiratório
Fonte: Extraído de McArdle, Katch e Katch (2008), Robergs e Roberts (2002).
As estreitas passagens da zona condutora do pulmão servem 
de fonte de especulação da possibilidade de que a resistência ao 
ar que flui pelo nariz e pela boca possa limitar o volume de ar que 
podemos ventilar para dentro e para fora dos pulmões a cada minuto. 
Baseado nisto, um recurso, as tiras nasais, originalmente planejado 
para dormir, que funciona para aumentar a abertura das narinas e, 
assim, reduzir a resistência ao fluxo de ar durante a respiração nasal, 
está sendo adotado por uma ampla gama de indivíduos praticantes 
de atividades físicas, incluindo atletas profissionais, mas ainda não 
há comprovação científica da efetividade do uso.
Fonte: Extraído e adaptado de McArdle, Katch e Katch (2008).
43
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
Todo o processo da mecânica respiratória de fornecer oxigênio aos músculos 
ativos deve começar primeiro com a entrada de ar nos pulmões; finalmente, as 
mudanças na pressão intrapulmonar dão origem a esse movimento de ar. Mais 
especificamente, as variações no tamanho ou volume da caixa torácica, em 
virtude da contração e do relaxamento dos músculos respiratórios, resultam em 
modificações na pressão intrapulmonar. (FOSS; KETEYIAN, 2000).
O movimento do ar para o interior dos pulmões a partir da atmosfera depende 
de dois fatores: 1) gradiente de pressão; 2) resistência. Para o ar fluir, o gradiente 
de pressão dever ser maior do que a resistência ao fluxo. Assim, para que a 
inspiração possa ocorrer, a pressão dever ser mais alta na atmosfera do que nos 
pulmões; para a expiração, a pressão nos alvéolos dos pulmões dever ser mais 
alta do que na atmosfera. (PLOWMAN; SMITH, 2010).
 
Lei de Boyle: estabelece que a pressão de um gás está 
inversamente relacionada ao seu volume (ou vice-versa) sob 
condições de temperatura constante. A baixa pressão está associada 
a um grande volume e a alta pressão está associada a um pequeno 
volume.
Fonte: Extraído e adaptado de McArdle, Katch e Katch (2008).
Existem vários volumes pulmonares padronizados e capacidades 
pulmonares com os quais convém familiarizar-se. Os volumes pulmonares 
não podem ser subdivididos e incluem: volume corrente (VC), volume residual 
(VR), volume reserva expiratório (VRE) e volume reserva inspiratório (VRI). As 
capacidades pulmonares, que resultam do acréscimo de dois ou mais volumes 
pulmonares, incluem: capacidade residual funcional (CRV = VRE + VR), 
capacidade inspiratória (CI = VRI + VC), capacidade pulmonar total (CPT = VRI + 
VC + VRE). A maioria desses volumes e capacidades é usada como medidas da 
função pulmonar, portanto, seu conhecimento nos permite compreender melhor a 
fisiologia respiratória. (FOSS; KETEYIAN, 2000).
44
 Fisiologia do Exercício
Figura 5 - Espirograma: volumes e capacidades pulmonares
Fonte: Extraído de McArdle, Katch e Katch (2008), Robergs e Roberts (2002).
Os volumes pulmonares podem ser mensurados por meio de 
uma técnica denominada espirometria. Durante a utilização desse 
procedimento, o indivíduo respira num dispositivo capaz de mensurar 
os volumes de gás inspirado e expirado.
45
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
O processo de trocas gasosas, ou respiração, envolve o movimento do 
oxigênio e do dióxido de carbono a favor dos gradientes de pressão que existem 
entre o sangue dos capilares pulmonares e o ar dos alvéolos, bem como entre o 
sangue dos capilares da circulação sistêmica e as células perfundidas por esse 
sangue. Assim, a respiração pode ocorrer nos pulmões, que é referida como 
respiração externa, ou nos tecidos sistêmicos, que é referida como respiração 
interna. (ROBERGS; ROBERTS, 2002).
A pressão parcial de um gás (PG) é o componente da pressão 
total exercida por qualquer gás isoladamente dentro da mistura. A 
pressão parcial de qualquer gás é proporcional ao seu percentual na 
mistura gasosa total. Essas relações são conhecidas como a Lei de 
Dalton das pressões parciais.
Em conformidade com a lei de Henry, a massa de um gás que 
se dissolve em um líquido numa determinada temperatura varia numa 
proporção direta com a pressão do gás sobre o líquido, desde que 
não ocorra qualquer reação química entre o líquido. A velocidade de 
difusão (tendência das moléculas gasosas, líquidas ou sólidas de se 
deslocarem das áreas com uma alta concentração para áreas com 
uma baixa concentração pela ação aleatória constante) de um gás 
para dentro de um líquido depende de dois fatores: 1) o diferencial de 
pressão entre o gás acima do líquido e o gás dissolvido no líquido; 2) 
a solubilidade do gás no líquido. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2008; 
PLOWMAN; SMITH, 2010).
Para compreender melhor o conceito de difusão, torna-se 
necessário saber o que as pressões parciais de oxigênio (PO2) e de 
dióxido de carbono (PCO2) significam em relação à permuta gasosa. 
Pressão parcial é um termo usado para expressar a pressão de cada gás em 
separado em uma mistura ou em um líquido. O oxigênio para difundir-se a partir 
dos alvéolos e penetrar nos tecidos a PO2 deve ser mais alta nos primeiros do que 
nos últimos. O oposto é válido para o dióxido de carbono difundir-se para dentro 
do sangue. A redução na PO2 do ar inspirado (159 mm Hg) para o ar traqueal 
(149 mm Hg) resulta do acréscimo de vapor d’água à medida que o ar penetra 
nas vias respiratórias. Enquanto o ar inspirado se umedece e é “empurrado” para 
dentro dos alvéolos, a PO2 diminui e a PCO2 aumenta acentuadamente. Essas 
modificações resultam do volume reserva funcional bastante grande, que “dilui” 
o ar inspirado para uma PO2 e uma PCO2 alveolares de 100 mm Hg e 40 mm 
Hg, respectivamente. A PO2 e a PCO2 no sangue venoso misto que penetram 
nos pulmões e que perfundem os alvéolos são de 40 mm Hg e 46 mm Hg, 
respectivamente. (FOSS; KETEYIAN, 2000).
Em conformidade 
com a lei de 
Henry, a massa 
de um gás que 
se dissolve em 
um líquido numa 
determinada 
temperatura varia 
numa proporção 
direta com a 
pressão do gás 
sobre o líquido, 
desde que não 
ocorra qualquer 
reação química 
entre o líquido.
46
 Fisiologia do Exercício
Figura 6 - Gradientes de PO2 e PCO2 e permuta gasosa em repouso
Fonte: Extraído de Foss e Keteyian (2000). 
 
American Lung Association
http://www.lung.org/
Embora uma parte do oxigênio e do dióxido de carbono seja 
transportada como gases dissolvidos no sangue, a principal porção 
do oxigênio e do dióxido de carbono transportados pelo sangue 
é de oxigênio combinado à hemoglobina e de dióxido decarbono 
transformado em bicarbonato. (POWERS; HOWLEY, 2000).
Existem efeitos combinados e talvez simultâneos de vários 
estímulos químicos e neurais que iniciam e modulam a ventilação 
alveolar ao exercício. Em geral, todos os níveis de atividade 
respiratória estão magistralmente emparelhados com o ritmo de 
trabalho que está sendo realizado. Além disso, graças a esse 
controle preciso e a uma grande reserva contida no sistema, 
a respiração em indivíduos normais, sadios, sedentários ou 
moderadamente aptos, em geral, não constitui um fator limitante 
para a atividade física. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2008; 
PLOWMAN; SMITH, 2010).
Embora uma 
parte do oxigênio 
e do dióxido de 
carbono seja 
transportada como 
gases dissolvidos 
no sangue, a 
principal porção 
do oxigênio e do 
dióxido de carbono 
transportados 
pelo sangue 
é de oxigênio 
combinado à 
hemoglobina e de 
dióxido de carbono 
transformado 
em bicarbonato. 
(POWERS; 
HOWLEY, 2000).
47
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
Pontada no flanco é uma sensação de fisgada que acontece 
ocasionalmente, durante o exercício, e ainda não há uma efetiva 
explicação do mecanismo de ocorrência. Mas são sugeridas algumas 
recomendações para evitá-las, como não exercitar-se imediatamente 
após uma refeição ou ingerir bebidas, com quantidade perto de 1L , 
esperando passar 2-3 horas. Durante o exercício, ingerir pequenas 
quantidades (200-400 ml), com intervalos de 15-30 min. Para lidar 
com uma pontada no flanco quando chega a ocorrer, recomenda-se 
comprimir o local da dor com a mão, inclinar-se para frente e contrair 
os músculos abdominais, respirar mais profundamente e expirar 
(com os lábios franzidos) sem forçar demasiadamente. 
Fonte: Extraído e adaptado de Plowman e Smith (2010).
O controle ventilatório durante o exercício apresenta similaridade com o 
controle do sistema cardiovascular, que veremos mais a frente. De fato, existem 
crescentes evidências de que o estímulo “primário” para o aumento da ventilação 
durante o exercício submáximo se deva ao estímulo nervoso dos centros cerebrais 
superiores ao centro de controle respiratório. Já no exercício intenso, a partir 
do ponto no qual a ventilação pulmonar aumenta desproporcionalmente com a 
captação do oxigênio durante o exercício progressivo, ocorre o limiar ventilatório, 
ou seja, para essa intensidade do exercício deixa de haver uma íntima relação 
entre a ventilação pulmonar e a demanda de oxigênio ao nível celular. Nesse 
caso, a ventilação “excessiva” relaciona-se diretamente com a maior produção de 
dióxido de carbono a partir do tamponamento do lactato, que começa a acumular-
se (limiar anaeróbico) em virtude do metabolismo anaeróbico. (MCARDLE; 
KATCH; KATCH, 2002; POWERS; HOWLEY, 2000).
Ainda durante o repouso tranquilo, a ventilação é regulada por neurônios 
respiratórios intrínsecos (“embutidos”) localizados no bulbo. Entretanto, 
imediatamente antes de iniciar-se o exercício, observa-se um aumento 
relativamente pequeno da ventilação minuto (quantidade em L de ar que 
inspiramos ou expiramos, porém não ambas em um minuto, mais frequentemente 
ao ar expirado que ao ar inspirado). Esse aumento não é causado pelo exercício 
propriamente dito, ao contrário, é causado pela estimulação “voluntária” 
proveniente dos centros cerebrais superiores, agindo sobre a área de controle 
respiratório no bulbo. Esse “comando central” entra em ação quando se antecipa 
ou “se está” preparado para “uma sessão de exercícios prestes a acontecer.” 
(MCARDLE; KATCH; KATCH, 2002; POWERS; HOWLEY, 2000).
48
 Fisiologia do Exercício
Durante o exercício ocorrem duas grandes modificações na ventilação: 1) 
um aumento muito rápido dentro de pouquíssimos segundos após o início do 
exercício; 2) a elevação rápida na ventilação cessa logo e é substituída por uma 
elevação mais lenta que, no exercício submáximo, tende a nivelar-se. Durante 
o período de recuperação subsequente ao exercício, observam-se novamente 
duas grandes modificações: 1) uma queda brusca na ventilação; 2) uma redução 
gradual ou mais lenta na direção dos valores de repouso (após a queda brusca). 
(FOSS; KETEYIAN, 2000).
Figura 7 - Dinâmica da ventilação minuto. A. Exercício submáximo; b. Exercício máximo
Fonte: Extraído de Foss e Keteyian (2000).
DEMPSEY, J.; FORSTER, H.; AINSWORTH, D. Regulation 
of hyperpnea, hyperventilation, and respiratory muscle recruitment 
during exercise. In: PACK, A.; DEMPSEY, J. (Ed.). Regulation of 
breathing. New York: Marcel Dekker, 1994. p. 1065-1134.
 
49
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
Atividades de Estudos: 
MÚLTIPLA ESCOLHA
Instruções de preenchimento do teste - Após ler a questão e todas 
as respostas apresentadas, selecione a letra que responda 
corretamente à questão. 
1) A expiração ocorre quando a pressão no interior dos pulmões 
excede a pressão atmosférica e:
a) envolve a contração do diafragma. 
b) é passiva durante a respiração em repouso.
c) somente exige a contração do diafragma durante o exercício.
d) as alternativas b e c são corretas.
 
2) No exercício, a ventilação pulmonar aumenta em decorrência de:
a) um aumento da ventilação alveolar e do espaço morto.
b) um aumento da ventilação alveolar e de uma diminuição da 
ventilação do espaço morto.
c) um aumento da capacidade vital.
d) nenhuma das alternativas.
 
3) A pressão parcial do oxigênio é:
a) maior nos alvéolos do que na artéria pulmonar.
b) maior na artéria pulmonar do que nas artérias sistêmicas.
c) maior nas artérias sistêmicas do que nos alvéolos.
d) maior nas vias sistêmicas do que nas artérias.
50
 Fisiologia do Exercício
Levando-se em consideração o descrito até o momento a respeito 
do processo ventilatório que, em suma, refere-se à descrição de como 
o oxigênio penetra no corpo e se torna disponível para ser levado até as 
células do organismo. Outro fator que contribui para a capacidade do 
corpo de circular o oxigênio (e outras substâncias) é o funcionamento 
apropriado do sistema cardiovascular. De fato, ambos os sistemas 
(cardiovascular e respiratório) operam em paralelo com a missão de 
fornecer oxigênio aos músculos ativos e, conforme dito anteriormente, 
são acionados por mecanismos semelhantes.
Os aspectos anatômicos e funcionais do coração são referidos 
como cardíacos, enquanto os aspectos anatômicos e funcionais da 
circulação do sangue pelo corpo são referidos como vasculares, daí o 
termo cardiovascular. O sistema cardiovascular é um circuito fechado 
que leva o sangue a todos os tecidos do organismo. Suas funções 
primárias consistem em: 1) transportar oxigênio e nutrientes até as 
células do corpo e remover delas o dióxido de carbono, bem como os 
produtos de desgaste; 2) regular a temperatura corporal, os níveis de 
pH e o equilíbrio hídrico; 3) proteger o organismo contra a perda de 
sangue e a infecção. O coração é a bomba que proporciona a força 
para circular o sangue ao longo dos vasos do sistema circulatório. Ele é 
constituído por inúmeros componentes, tais como: o músculo cardíaco, 
válvulas, grandes vasos, marca-passo, sistema nervoso autônomo e 
um saco fibrosseroso que circunda o coração denominado pericárdio. 
Dentro do sistema cardiovascular existe a circulação pulmonar e a 
sistêmica de todo o restante do corpo. (FOSS; KETEYIAN, 2000; 
MCARDLE; KATCH; KATCH, 2008; POWERS; HOWLEY, 2000; ROBERGS; 
ROBERTS, 2002).
O sistema 
cardiovascular 
é um circuito 
fechado que leva 
o sangue a todos 
os tecidos do 
organismo. Suas 
funções primárias 
consistem em: 
1) transportar 
oxigênio e 
nutrientes até 
as células do 
corpo e remover 
delas o dióxido 
de carbono, bem 
como os produtos 
de desgaste; 
2) regular a 
temperatura 
corporal, os 
níveis de pH e o 
equilíbrio hídrico; 
3) proteger 
o organismo 
contra a perda 
de sangue e a 
infecção.
51
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
Figura 8 - Anatomia e fisiologia do coração.A. Grandes 
vasos e o fluxo sanguíneo. B. diástole. C. sístole
Fonte: Extraído de McArdle, Katch e Katch (2008).
52
 Fisiologia do Exercício
Figura 9 - Representação esquemática do sistema cardiovascular
Fonte: Extraído de Plowman e Smith (2010).
53
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
O fato de o tecido cardíaco sofrer ou não isquemia (falta 
temporária de suprimento sanguíneo) durante um esforço depende 
do equilíbrio entre demanda de oxigênio do miocárdio (músculo 
cardíaco - responsável pela contração e pela expulsão do sangue 
do coração) e fornecimento de oxigênio ao miocárdio. Um fator que 
pode afetar o suprimento de sangue é um bloqueio em uma ou mais 
das artérias coronárias, como aquele causado por aterosclerose.
Fonte: Extraído de LeMura e Von Duvillard (2006).
A descrição prévia do fluxo sanguíneo através do coração e dos vasos é 
referida como ciclo cardíaco, alterações elétricas e mecânicas (de pressão 
e volume), que ocorrem durante e após um único batimento cardíaco. Ao 
final, o ciclo cardíaco refere-se ao padrão de repetição de contração (sístole) 
e relaxamento (diástole) do miocárdio. Durante o ciclo cardíaco, a pressão no 
interior das câmaras cardíacas sobe e desce. (FOSS; KETEYIAN, 2000).
 
A frequência cardíaca pode ser mensurada, através de um 
método relativamente simples e barato, por um monitor (relógio 
de pulso) e uma tira condutora colocada no peito para detectar 
pequenas alterações de voltagens (convertidas para um sinal 
de rádio e transferidas através do ar ao monitor - telemetria) da 
contração cardíaca que são conduzidas para a superfície da pele. 
Entretanto, é importante salientar que a frequência cardíaca pode 
ser alterada durante o exercício, tanto pelo fator natural do aumento 
da intensidade do exercício quanto pela duração do exercício, 
hidratação, temperatura corporal, doenças e, em menor grau, 
a fase do ciclo menstrual. Assim, deve-se ter cuidado na 
interpretação da frequência cardíaca por este método.
O sangue exerce pressão em todo o sistema vascular, mas ela 
é maior nas artérias, onde é mensurada e utilizada como indicador 
de saúde. Em repouso, nos indivíduos normotensos, a pressão mais 
alta gerada pelo coração é, em média, de 120 mm Hg durante a 
contração ventricular esquerda (sístole). E a pressão durante a fase de 
relaxamento (diástole) cai para 70 ou 80 mm Hg. (MCARDLE; KATCH; 
KATCH, 2008).
Em repouso, 
nos indivíduos 
normotensos, 
a pressão mais 
alta gerada pelo 
coração é, em 
média, de 120 
mm Hg durante 
a contração 
ventricular 
esquerda (sístole). 
E a pressão 
durante a fase 
de relaxamento 
(diástole) cai para 
70 ou 80 mm Hg.
54
 Fisiologia do Exercício
Pressão arterial média: força média exercida pelo sangue 
contra as paredes arteriais durante o ciclo cardíaco. É expressa pela 
seguinte fórmula: PAM = PA Diastólica + [0,333 (PA Sistólica - PA 
Diastólica)]. 
Um bilhão de pessoas no mundo sofrem de pressão arterial alta 
crônica em algum momento no transcorrer de suas vidas. Especula-
se haver uma prevalência relativamente alta de hipertensão entre os 
afro-americanos, os quais, como grupo, exibem um risco mais alto de 
hipertensão e de acidentes vasculares cerebrais isquêmicos que os 
norte-americanos brancos, em virtude de características genéticas. 
Entretanto, fatores socioeconômicos e demográficos podem ser os 
verdadeiros responsáveis pelos números constatados.
Fonte: Extraído de LeMura e Von Duvillard (2006).
O músculo cardíaco, diferentemente dos outros tecidos, 
mantém seu próprio ritmo através de muitas células miocárdicas. O 
nodo sinoatrial serve como marca-passo para a contração. Esse 
nódulo despolariza-se e repolariza-se espontaneamente, de forma a 
proporcionar o estímulo inato para a ação cardíaca. Quando o nodo 
sinoatrial atinge o limiar de despolarização e “dispara”, a onda de 
despolarização se dissemina pelos átrios e acarreta a contração atrial. 
A onda de despolarização atrial não pode atravessar diretamente 
os ventrículos, devendo ser transportada através de um tecido de 
condução especializado. Esse tecido é irradiado de uma pequena massa de tecido 
muscular denominada nodo atrioventricular. Esse nodo, localizado no assoalho do 
átrio direito, conecta os átrios com os ventrículos por intermédio de um par de vias 
condutoras, denominadas ramos direito e esquerdo do feixe atrioventricular. Ao 
atingirem os ventrículos, essas vias condutoras se ramificam em fibras menores, 
denominadas fibras de Purkinje, as quais disseminam a onda de despolarização 
pelos ventrículos. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2008; POWERS; HOWLEY, 
2000).
O músculo 
cardíaco, 
diferentemente 
dos outros 
tecidos, mantém 
seu próprio 
ritmo através de 
muitas células 
miocárdicas.
55
Respostas Sistêmicas ao Exercício Capítulo 3 
A atividade elétrica do miocárdio cria um campo elétrico que se 
propaga por todo o corpo. O registro da atividade elétrica do coração 
teve início a partir de meados do século 19. Dentre diversos estudos, 
um, em especial, realizado na University College, em Londres, na 
Inglaterra, por Sir William Massock Bayliss (1860-1924) e Edward 
Starling (1866-1927) estabeleceu a possibilidade de padronização 
das deflexões elétricas do miocárdio, mostrando uma “variação 
trifásica que acompanhava (ou, preferencialmente, que precedia) 
cada batimento do coração”. Esses padrões das deflexões elétricas 
são referidos agora como as ondas P, QRS, T, utilizadas para a 
leitura das informações gráficas do ciclo normal da atividade elétrica 
do coração - eletrocardiograma.
Fonte: Extraído e adaptado de Foss e Ketetian (2000).
 
Durante o exercício, a quantidade de sangue bombeado pelo 
coração deve ser alterada de acordo com a demanda elevada de 
oxigênio do músculo esquelético. Como o nodo sinoatrial controla 
a frequência cardíaca, as alterações desta envolvem fatores que o 
influenciam. Os dois fatores que mais proeminentemente influenciam 
a frequência cardíaca são os sistemas nervoso parassimpático e 
simpático. Esses operam em paralelo, porém atuam por vias estruturais 
e sistemas transmissores claramente diferentes. A estimulação 
dos nervos cardioaceleradores simpáticos libera as catecolaminas, 
adrenalina e noradrenalina, que elevam a frequência cardíaca 
(efeito cronotrópico). As catecolaminas também fazem aumentar a 
contratibilidade miocárdica, de forma a aumentar a quantidade de 
sangue bombeada pelo coração em cada batimento (efeito inotrópico). 
Quando estimulados, os neurônios parassimpáticos liberam 
acetilcolina, que retarda o ritmo da descarga sinusial e torna mais lenta 
a frequência cardíaca. (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2008; POWERS; 
HOWLEY, 2000; FOSS; KETEYIAN, 2000).
O débito cardíaco [produto da frequência cardíaca e o volume 
de ejeção (quantidade de sangue bombeado por batimento cardíaco)] 
varia consideravelmente durante o repouso. Os fatores que exercem 
influência incluem as condições emocionais que alteram o fluxo 
anterógrafo cortical para os nervos cardioaceleradores e para os 
nervos que modulam os vasos de resistência arterial. Em repouso, 
existe pouca diferença no débito cardíaco entre indivíduos treinados 
e destreinados, com os valores médios oscilando, para referência de 
um homem adulto representativo que pesa 70 kg, entre 5 e 6 L/min. 
Em geral, quanto mais alto for o débito cardíaco máximo, mais alta 
Os dois fatores 
que mais 
proeminentemente 
influenciam 
a frequência 
cardíaca são os 
sistemas nervoso 
parassimpático 
e simpático. 
Esses operam 
em paralelo, 
porém atuam por 
vias estruturais 
e sistemas 
transmissores 
claramente 
diferentes.
O débito cardíaco 
[produto da 
frequência 
cardíaca e o 
volume de ejeção 
(quantidade de 
sangue bombeado 
por batimento 
cardíaco)] varia 
consideravelmente 
durante o repouso.
56
 Fisiologia do Exercício
será a potência aeróbica máxima (VO2 máx. - maior quantidade de oxigênio que o 
corpo