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2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 3 2 ORIGEM HISTÓRICA FISIOLOGIA HUMANA E FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO .. 4 3 FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO ................................................................................ 7 3.1 Homeostase e estado estável ............................................................................... 8 3.2 Atividade física versus exercício físico ................................................................ 11 3.3 Rotas metabólicas .............................................................................................. 12 3.4 Efeitos do exercício físico no sistema endócrino ................................................ 16 3.5 Hormônios da neuro-hipófise .............................................................................. 17 3.6 Atividades físicas e hormônios sexuais .............................................................. 25 4 EXERCÍCIO FÍSICO E SEUS EFEITOS ............................................................... 27 4.1 Adaptações do organismo ao exercício físico ..................................................... 31 4.2 Atividade física, exercício físico e aptidão física na saúde ................................. 32 4.3 Atividade física e gasto energético ..................................................................... 34 5 A FISIOLOGIA NA PRESCRIÇÃO E MONTAGEM DE PROGRAMAS DE EXERCÍCIOS ............................................................................................................ 36 5.1 Efeitos fisiológicos para interpretação das necessidades de exercício físico ..... 38 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 47 3 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta , para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 4 2 ORIGEM HISTÓRICA FISIOLOGIA HUMANA E FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Fonte: shre.ink/mNnt A fisiologia estuda as diferentes funções biológicas, físicas e químicas para explicar as relações vitais do organismo e suas adaptações ao ambiente, é caracterizada como um dos ramos da biologia, e se refere etimologicamente, em sua origem, ao termo grego physis que significa natureza e/ou funcionamento (FORJAZ & TRICOLI, 2011). A fisiologia de Aristóteles baseava-se na nutrição e na refrigeração do corpo; discordando de outros pensadores gregos, ele não considerava o cérebro como núcleo responsável pelo pensamento e a sensibilidade e, sim, o coração, no qual a alma estava localizada. Para Aristóteles, o pulmão ainda possuía uma função de moderação e nutrição do coração ( REBOLLO, 2006). Hipócrates, outro importante pensador grego e médico, também é responsável por converter os estudos de medicina em ciências, e libertá-la do misticismo religioso, e anos mais tarde constituir o que os gregos chamaram de núcleo do saber que incluíam ideias de anatomia, fisiologia e patologia (TEIXEIRA, 2015). Assim, o famoso médico Hipócrates descreveu sua concepção de fisiologia na sua obra Corpus Hippocraticus (CH), na qual o ser humano era constituído por quatro fluídos: sangue, fleuma, bile amarela e preta. Depois de Hipócrates, o nome de Cláudio Galeno, aparece frequentemente relacionado à fisiologia, sendo considerado 5 a maior influência histórica da fisiologia na antiguidade e o pai da pesquisa experimental na área, devido, principalmente, aos seus experimentos com animais. Para além das ideias de seu mentor Hipócrates, Corpus Hippocraticus (CH), cerca de 600 anos depois, considerou o fígado, o coração e o cérebro como os três principais órgãos do corpo humano (BRASIL, 2013). Os estudos de Galeno, no campo cardiorrespiratório resultaram em “teoria miogênica do batimento cardíaco”, baseada na investigação e descrição do movimento de fluxo e refluxo do sangue, e, na ideia inicial de sangue arterial e venoso, de acordo com a qual o arterial transportaria do coração o espírito vital e o sangue venoso encaminhariam para o fígado o chamado espírito natural (TEIXEIRA, 2015). Nos anos de 1500, especificamente, a partir de 1534, o médico Jean Fernel é quem começou a utilizar o termo “fisiologia” quando se dedicou a retomar os antigos estudos gregos, ele foi responsável por uma das ideias que, em 2001, seria comprovada pela Purdue University sobre a gordura das papilas gustativas, contribuindo para que nos cursos de medicina da época, alguns assuntos da fisiologia fossem adotados (DONATELLI, 2006). No século XVIII, a fisiologia se dividiu em duas linhas: eletro-fisiologia e pesquisas sobre metabolismo, no qual a primeira é marcada por estudos dos italianos Luigi Galvani, com a publicação de De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius com pesquisas sobre a contração muscular em rãs. Posteriormente, Alessandro Volta aprimorou as ideias de Galvani. Essas pesquisas da fisiologia sobre o metabolismo humano, mais à frente, com ideias de Bernard e adaptações de Walter Cannon em estudos sobre a homeostasia desencadearam a atual fisiologia do exercício (BRASIL, 2013). Aproximando-nos dos tempos atuais, recordamos que, no século XX, Walter Cannon recuperou ideias de Bernard com relação ao termo de homeostasia, um dos conceitos da fisiologia moderna (BRASIL, 2013). Cannon é considerado um dos maiores fisiologistas norte-americanos, em dentre suas contribuições está o livro The wisdom of the body (Tradução: A sabedoria do corpo), publicado em 1932, e que difunde o conceito de homeostase (RODRIGUES, 2013). Em continuidade com a origem histórica, temos a fisiologia do exercício, que é uma área ou campo de saber derivado da fisiologia humana, e estuda os efeitos 6 agudos e crônicos do exercício físico sobre estruturas e funções do corpo humano (COSTILL D. L.; KENNEY, W. L WILMORE, 2013). A Fisiologia do exercício começou a surgir como interesse acadêmico e científico no final do século 19, no qual, em 1889, ocorreu a primeira publicação da área e, consequentemente, sua consolidação mundial com o livro Physiology of Bodily Exercise por Fernand LaGrange que apresenta questões sobre fadiga muscular e papel do cérebro frente aoexercício (FORJAZ;TRICOLI, 2011; KENNEY; WILMORE; COSTILL, 2013). A evolução da área da fisiologia do exercício teve uma importante contribuição europeia com o recebimento do prêmio Nobel dos pesquisadores August Krogh (1920), Archibald V. Hill (1922) e Otto Meyerhof (1922) por suas pesquisas no metabolismo energético e a fisiologia da musculatura esquelética (FORJAZ & TRICOLI, 2011). No ano de 1927, no porão da Universidade de Harvard, foi construído o laboratório de Fadiga de Harvard, que era responsável em pesquisar os impactosfisiológicos da fadiga em atividades diárias nos trabalhadores da indústria (WILMORE & COSTILL, 2010). Esse laboratório atuou durante 20 anos - 1927 a 1947 , e foi considerado um marco importante na história da fisiologia do exercício. Nele foram realizadas pesquisas com o metabolismo energético, meio ambiente (efeitos do frio e da altitude), envelhecimento, nutrição e aptidão física e saúde, por meio de seu coordenador, o Professor Doutor Dill (POWERS & HOWLEY, 1994). Em 1947, após a II Guerra Mundial, o laboratório foi fechado, mas sua contribuição é inegável, visto que nos seus 20 anos de funcionamento, ocorreram mis de 300 estudos que contribuem até os dias atuais com relação ao exercício físico e as respostas metabólicas (POWERS & HOWLEY, 1994). A história da fisiologia do exercício segue até os anos 60, com estudos focados nas respostas do corpo com relação ao consumo de oxigênio, frequência cardíaca e temperatura corporal. Bengt Saltin e Jonas Bergstrom, ao final dessa década, disparam a aplicação das biópsias para estudos com a bioquímica e a estrutura muscular. A partir disso, se permitiu futuramente que os fisiologistas compreendessem o metabolismo energético e o efeito do tipo de fibra muscular (MOOREN & VÖLKER, 2012). 7 Entre os períodos de 1981 e 1985, no Brasil, a fisiologia do exercício teve enfoque na promoção da saúde e em programas de tratamento de reabilitação cardíaca, o que proporcionou a alguns professores de educação física participarem de programas de mestrado e doutorado nos Estados Unidos, surgindo algumas proposições, teses e rotinas de avaliação implantadas em programas nacionais (ROCHA et al., 2006). A partir desses fatos, as áreas da fisiologia humana e fisiologia do exercício dividiram-se em duas áreas: a da promoção da saúde e prescrição do exercício físico e a área escolar, inseridas, inicialmente, no contexto inicialmente da graduação, pós- graduação, mas com pouca inserção na educação básica. Na área de prescrição do exercício físico e promoção da saúde, nos anos 2000 em diante, ocorreu um grande passo, com as empresas de informática produzindo softwares de avaliação e acompanhamento da fisiologia do exercício e os pesquisadores brasileiros ganhando prestigio e reconhecimento com cerca de 12 milhões de artigos científicos publicados na Biblioteca Nacional de Medicina do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos (ROCHA et al., 2006). 3 FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Fonte: shre.ink/mNJq 8 A fisiologia do exercício examina o comportamento do corpo frente às adaptações provocadas pela atividade física e por estímulos sistematizados propostos na prescrição de exercícios físicos. Assim, seu foco é a forma como as alterações acontecem, a fim de prever as adaptações que podem ocorrer frente aos estímulos. Dentro dessa temática, podemos incluir estudos voltados ao esporte e também à saúde de uma forma geral. Segundo Wilmore e Costill (2001), a melhora do condicionamento e da aptidão física está relacionada às melhores condições de desempenho no esporte e na saúde da população comum. No contexto da fisiologia do exercício, são observadas adaptações fisiológicas dos sistemas frente ao estímulo externo, ou seja, a atividade física. Existem diversas formas de mensurar as capacidades físicas e fisiológicas corporais, como exames laboratoriais, respiratórios e cardiovasculares. Um exemplo importante é o indivíduo que inicia uma atividade física com o objetivo de emagrecimento e regulação do peso e da proporção corporal, e a partir disso é avaliado e reavaliado a fim de observar as alterações físicas sofridas por seu corpo ao longo da prática de exercícios. No âmbito da fisiologia do exercício, ainda se estuda a interação da nutrição no desenvolvimento esportivo e nos ganhos gerais de condicionamento e medidas fisiológicas. Os efeitos da suplementação e da administração de nutrientes podem contribuir para a performance do atleta e para produzir os efeitos esperados a partir de sua integração aos treinos. Além disso, fatores relativos aos treinos podem ser estudados no campo da fisiologia. Fatores como excesso de treino (overtraining) e destreinamento podem provocar mudanças atípicas nos indivíduos, incluindo alterações não esperadas nas adaptações ao exercício (WILMORE; COSTILL, 2001). 3.1 Homeostase e estado estável O conceito de homeostasia está relacionado com o controle do meio interno corporal frente às adaptações e estímulos externos e internos ao corpo. Nessa concepção, compreende-se que o processo de homeostase acontece de forma contínua, visando o equilíbrio e o funcionamento normal das funções corporais (MAGALHÃES, 2020). 9 O termo homeostasia pode ser relacionado com a palavra homeodinâmica, termo, por sua vez, relacionado com as alterações que ocorrem no meio interno envolvendo os líquidos corporais. Lembrando que, independentemente do termo empregado, deve-se considerar que o corpo humano é capaz de monitorar e controlar ou modular suas funções internas, envolvendo todos os sistemas corporais de forma constante e simultânea. Sendo assim, a função da homeostase é basicamente manter a vida e suas funções de forma a não alterar a dinâmica dos sistemas, considerando as situações de estresse e até mesmo as pequenas mudanças diárias. É importante lembrar que as funções corporais estão relacionadas e interligadas para o funcionamento do organismo no geral. Assim, tanto o estresse físico causado pelo exercício físico de alta intensidade quanto o estresse causado por uma situação emocional instável podem provocar diversas alterações nos sistemas (SILVERTHORN, 2010). Em caso de doenças e distúrbios que levam ao descontrole homeostático, é importante que os indivíduos disponham de meios para o condicionamento dessas funções e prevenção das situações extremas. As doenças podem ser consideradas de duas formas: as causadas pela insuficiência do sistema ou falha de algum processo e as derivadas de alguma origem externa ao organismo. As causas internas estão relacionadas com anormalidade dos tecidos e células, ocasionando tumores ou produção de anticorpos, por exemplo. Nesse contexto, podemos considerar que as doenças hereditárias devem ser classificadas como alterações internas. Já as causadas por estímulos externos podem ser originadas por substâncias tóxicas, traumas de origem física e microrganismos (SILVERTHORN, 2010). Em ambas condições de alterações dos níveis da homeostase o corpo tem sempre a função de reequilibrar as funções por meio de mecanismos integrativos entre os sistemas. Esses mecanismos são responsáveis por comandar as respostas adaptativas dos órgãos efetores, normalmente moduladas pelo sistema nervoso central e sistema endócrino. Os mecanismos pelos quais as compensações acontecem são conhecidos como mecanismos compensatórios, como ilustrado na Figura 1. De acordo com Silverthorn (2010), a falha na tentativa de compensação pode levar ao estado de doença, que é mais em estudado no âmbito da fisiopatologia. 10 O meio interno e a movimentação das substâncias O meio interno consiste no interior do organismo, onde acontece grande parte do controle homeostático. No contexto interno, existe, por exemplo, a faixa de normalidade para a concentração de água e acidez dos líquidos corporais. Os mecanismos de homeostase são responsáveis por manter essas funções e concentrações dentro da faixa aceitável de equilíbrio. Assim, o corpo é capaz de gerar informações sobre as concentrações de controle e, a partir delas, modulá-las. Logo, temos que o pH sanguíneo, a taxa de batimentos cardíacos e a frequência respiratória estão em conformidade com outras funções e com as demandas exigidas a cada momento (SILVERTHORN, 2010). É no meio interno queocorre a circulação dos líquidos corporais, como o líquido extracelular. Esse líquido está relacionado com o líquido intracelular, que é o que circula no interior das células. Pelas relações entre esses dois tipos de líquidos, ocorre 11 o transporte de nutrientes e de metabólitos celulares para os sistemas de recolhimento e excreção. O líquido extracelular funciona como uma espécie de tamponamento e oferece certo controle para o líquido interno, mantendo a estabilidade e homeostase da funcionalidade em âmbito celular. Além disso, o controle e a manutenção das concentrações do pH desse líquido são modulados pelos mecanismos compensatórios já citados. Nesse sentido, quando o indivíduo ingere grandes quantidades de água, o corpo trabalha para eliminar esse excesso, reduzindo os riscos de edema (SILVERTHORN, 2010). Obedecendo às funções estruturais celulares, o líquido tende a se deslocar do meio mais concentrado para o meio menos concentrado e também em direção ao ambiente que possui maior quantidade de eletrólitos. Isso evita que o líquido transborde a célula de água, podendo ocasionar lesões em suas estruturas. Logo, é importante que seja mantida certa constância em suas concentrações para que as funções sejam desempenhadas de forma adequada. Os sistemas de controle funcionam como portas de entrada e de saída, em que são controlados todos os tipos de substâncias presentes no corpo em condições normais. A lei do balanço indica que esse controle está relacionado com o ganho e perda de substâncias de forma proporcional para a manutenção da estabilidade. Assim, as concentrações corporais podem ser chamadas de cargas corporais, como a carga de sódio corporal. Como exemplo, podemos pensar que a excreção de urina está relacionada com a ingestão de líquidos; sendo assim, excretamos a quantidade de líquido correspondente à que ingerimos. O balanço de massa corporal também está relacionado com as variáveis citadas, correspondendo à soma entre a massa corporal existente e a entrada ou produção por meios metabólicos, subtraindo-se a excreção ou remoção metabólica. Assim, as concentrações de dióxido de carbono dependem da respiração celular e também da capacidade do corpo em excretá-lo (SILVERTHORN, 2010). 3.2 Atividade física versus exercício físico O movimento humano está relacionado com as condições de independência e funcionalidade do indivíduo. Nesse sentido, percebe-se a necessidade de deslocamento e da função locomotora, características inerentes do ser humano. 12 Juntamente a isso, podemos citar o bom funcionamento fisiológico e a manutenção da homeostase, o que confere equilíbrio entre saúde–doença e a qualidade de vida do indivíduo. Frente às discussões sobre a manutenção do estado saudável para a população em geral, os órgãos de saúde têm recomendado a prática de atividade física de regular como forma de manter uma vida mais saudável. A Organização Mundial de Saúde (OMS) define atividade física como todo tipo de movimento corporal realizado pelos sistemas neuromusculoesqueléticos (WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2010). A atividade física inclui o consumo de energia e refere-se a todas as formas de movimento, como trabalho, casa, lazer, atividades de lazer, entre outras. Nesse contexto, a diferença entre atividade física e exercício está na presença ou ausência de sistematização. Embora a atividade física inclua todas as formas de movimento, os exercícios físicos são apresentados de forma sistemática visando a manutenção da condição física em geral e com objetivos específicos. Portanto, o exercício pode ser classificado como uma subclassificação da atividade física. De acordo com a OMS (WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2010), a indicação geral para a população saudável é de cerca de 150 minutos de atividade física moderada ou 75 minutos de atividade vigorosa por semana. O objetivo das atividades físicas também pode variar e os exercícios podem ser prescritos de acordo com os objetivos ou necessidades dos clientes. Para idosos, por exemplo, a indicação comum visa a melhoria das funções osteomusculares e cardiorrespiratórias em geral. Além disso, é comum que idosos apresentem alguma comorbidade, à qual o profissional deverá dar maior atenção. Essa população ainda tende a ter suas condições psicológicas abaladas por fatores culturais e pessoais, o que também pode se beneficiar de práticas coletivas, em que há vínculo entre os praticantes (MAGALHÃES, 2020). 3.3 Rotas metabólicas Para que o nosso organismo realize as suas funções, é necessário que seja produzida energia. Essa energia química pode ser obtida pela quebra da molécula de ATP, o que faz com que um dos três grupos fosfato seja removido dessa molécula. 13 Devido a essa importante função, o ATP é conhecido como a moeda energética dos seres vivos, a qual permite que exista energia para ser utilizada durante processos químicos, mecânicos (como a contração da musculatura), elétricos (como a propagação de um estímulo nervoso pelo sistema nervoso), entre outros (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). Para iniciar um exercício, é necessário ter energia para que ocorra contração da musculatura esquelética e que essa energia seja obtida por vias metabólicas. Inicialmente, a energia é proveniente da quebra de moléculas de ATP existentes nas fibras musculares. No entanto, pouco ATP existe nas fibras musculares, permitindo sustentar apenas um ou dois segundos de contração muscular intensa, por isso, existem diferentes rotas metabólicas que proporcionam essa energia para a realização do exercício físico: a via anaeróbia alática, a via anaeróbia lática e a via aeróbia. As principais diferenças entre essas vias são a velocidade com que ocorrem, a necessidade ou não de o oxigênio participar da reação e a produção ou não de lactato (SILVERTHORN, 2010; HEYWARD, 2004; TORRES; MARZZOCO, 2007). Para dar continuidade ao exercício, ocorre a via anaeróbia alática que necessita da participação da molécula de FCr presente na fibra muscular. Porém, esta também é uma via rápida e, se o exercício necessitar ser mais longo, outras vias deverão ser ativadas para a obtenção do ATP. Conforme a disponibilidade de oxigênio, a via poderá ser a via anaeróbia lática, em caso de ausência de oxigênio, ou via aeróbia (fosforilação oxidativa), na presença de oxigênio. Essas vias ocorrem a partir de substratos provenientes de nutrientes, principalmente a glicose, que pode ser obtida não apenas pela ingestão de glicose livre, mas também em forma de amido, sacarose e lactose. Parte dos substratos que serão utilizados pelas vias metabólicas anaeróbia lática e aeróbia está localizado nas fibras musculares, enquanto a outra parte é direcionada pela corrente sanguínea de outras estruturas do corpo, como o fígado e o tecido adiposo, chegando até a musculatura esquelética (SILVERTHORN, 2010; HEYWARD, 2004; TORRES; MARZZOCO, 2007). As diferentes fibras musculares que existem na musculatura esquelética apresentam características diferenciadas e, por isso, têm a capacidade de obter energia preferencialmente por uma via ou outra. As fibras tipo I, por exemplo, são denominadas fibras lentas oxidativas. Essas fibras são altamente vascularizadas e 14 ricas em mitocôndrias e mioglobina, tendo a capacidade de produzir ATP pela oxidação aeróbia. Por outro lado, as fibras tipo II, também conhecidas como fibras rápidas, têm poucas mitocôndrias e mioglobina, bem como poucas enzimas do metabolismo aeróbio e resistência à fadiga. Além disso, essas fibras tipo II têm maior capacidade de realizar a contração muscular com grande velocidade por meio da via da glicólise anaeróbia, a qual utiliza a glicose e o glicogênio como substratos para obter energia (TORRES; MARZZOCO, 2007). A distribuição dos tipos de fibras musculares pela musculatura esquelética é variada e determinadapelo modo de utilização dessa musculatura. Além disso, o exercício físico é um importante estímulo para a transformação muscular, podendo converter um tipo de fibra em outro. A musculatura de atletas maratonistas que correm longas distâncias, por exemplo, tem predominância de fibras lentas do tipo I, enquanto os corredores de curta distância têm maior quantidade de fibras rápidas do tipo II (TORRES; MARZZOCO, 2007). Via anaeróbia alática (ATP-CP) Essa rota metabólica envolve o sistema fosfagênico, pois utiliza o FCr em sua via e, por isso, pode também receber o nome de via ATP-CP (CP do inglês creatine phosphate). Essa via é nomeada como anaeróbia alática por não precisar de oxigênio e não produzir lactato. O FCr existe em pequena quantidade nas fibras musculares, sendo produzido nos períodos de repouso, por isso se torna uma via bastante limitada ao sustentar apenas 15 segundos de exercício físico. Ao mesmo tempo, também é uma via que permite um exercício físico de alta intensidade e rápido, pois as suas reações ocorrem rapidamente, liberando energia para o exercício (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). Tal via ocorre pela conversão da adenosina difosfato (ADP), proveniente da quebra do ATP que existia nas fibras musculares, para ATP por ação do FCr. Isso acontece pela quebra da molécula de FCr pela ação da enzima creatina quinase, liberando um fosfato que irá se ligar à molécula de ADP, formando uma molécula de ATP. O rendimento final dessa via é a produção de uma molécula de ATP para cada molécula de FCr (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). 15 Via anaeróbia lática (glicólise) A glicose é utilizada nessa via, para produzir energia. A conversão da glicose até a molécula de piruvato rende pouco ATP, quando comparado à via aeróbia, no entanto, trata-se de um processo utilizado por diversas células do nosso corpo, além das fibras musculares, como, por exemplo, as hemácias, as células na medula renal, os espermatozoides, etc. (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). É uma rota que não necessita de oxigênio, mas produz lactato. A partir de uma molécula de glicose, ocorre o processo de glicólise, ou seja, a separação dessa molécula que dará origem a dois piruvatos. No decorrer deste processo, ocorre uma grande liberação de hidrogênio, o que poderia deixar a célula ácida. Para evitar essa acidez, o transportador de elétron, nomeado como nicotina adenina dinucleotídeo (NAD), liga-se ao hidrogênio, formando o composto NADH. Na sequência, o NADH se liga ao piruvato, formando a molécula de lactato (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). Via aeróbia (oxidativo) A via aeróbia também utiliza a glicose para produzir energia, no entanto, rende muito mais ATP do que a via anaeróbica lática. Ela se diferencia das vias anteriores por ocorrer a fosforilação oxidativa ao utilizar oxigênio durante o processo de produção de energia. Nessa rota, além da glicose, pode ser utilizado como substrato energético o glicogênio, os ácidos graxos ou os aminoácidos (SILVERTHORN, 2010). Quando a célula tem adequada quantidade de oxigênio para o metabolismo aeróbio, as moléculas de piruvato são deslocadas para o interior das mitocôndrias das células. Ao chegar à matriz mitocondrial, as moléculas de piruvato são quebradas em acetil e associadas à coenzima, formando o acetilcoenzima-A (AcetilCoA). A partir desse momento, é dado início ao chamado ciclo do ácido cítrico, também conhecido como ciclo de Krebs por ter sido descrito por Hans A. Krebs. Esse ciclo produz uma rota circular que produz ATP, elétrons de alta energia e dióxido de carbono dentro da mitocôndria celular (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). No ciclo do ácido cítrico, a unidade de AcetilCoA com seus dois carbonos se combina com uma molécula de oxaloacetato que tem quatro carbonos, resultando em 16 uma molécula de citrato com seis carbonos. Essa molécula passa por diversas outras reações até retornar ao estado de oxaloacetato com quatro carbonos. A energia produzida durante essa rota ou é capturada como elétrons pelos transportadores NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e dinucleotídeo de flavina e adenina (FAD) ou é usada em ligações fosfato de ATP ou, ainda, é liberada em forma de calor (SILVERTHORN, 2010; TORRES; MARZZOCO, 2007). 3.4 Efeitos do exercício físico no sistema endócrino As glândulas endócrinas auxiliam o nosso organismo a manter a homeostase por meio das ações químicas no organismo. Esse processo ocorre por meio dos hormônios. Assim, durante esse processo, são ativados os sistemas enzimáticos que, por sua vez, influem no relaxamento e na contração da musculatura, estimulam a síntese de proteínas, a síntese de gorduras e, ainda, podem determinar de que forma o nosso organismo pode responder ao estresse na sua face psicológica ou física. Nesse momento, relembramos que os principais órgãos do sistema endócrino são o hipotálamo, que transmite as informações para a hipófise, pois ela produz os hormônios TSH, ACTH, LH, FSH, GH, que regulam os demais órgãos do sistema endócrino, que são a tireoide, a paratireoide, as suprarrenais, a pineal, o timo, o pâncreas, as gônadas e o tecido adiposo, e o ADH, que regula a absorção de água pelos rins. Devemos sempre recordar que o estímulo e a inibição da secreção dos hormônios ocorrem rapidamente com o intuito de atender às demandas do nosso organismo. Os hormônios regularmente são liberados de forma pulsátil, em intervalos regulares durante um dia, ou seja, um ciclo de 24 horas. Nesse sentido, a secreção hormonal é atravessada por alguns fatores que influem na sua inibição e estimulação, sendo um deles a atividade física, que compreenderemos na sequência (LEHNEN, 2019). 17 3.5 Hormônios da neuro-hipófise Ocitocina A ocitocina está relacionada à mulher e às funções da maternidade, pois quando uma criança está prestes a nascer, ela atua estimulando a musculatura lisa e também realiza um processo semelhante para que haja a ejeção do leite na mama para a amamentação. Hormônio antidiurético (vasopressina/ADH) e atividade física Este hormônio atua regulando a perda de líquidos pelo nosso organismo. Durante uma atividade física, perdemos muito líquido e sais minerais. Nesse momento, esse hormônio entra em ação para que nos túbulos renais haja a reabsorção de água para os capilares, visando a manter os níveis de líquidos, sobretudo a água, no organismo (LEHNEN, 2019). Considerando a concentração de líquidos no nosso organismo, podemos compreender que a quantidade de suor que os indivíduos expelem durante a atividade física com o objetivo de manter a homeostase no que se refere à temperatura. Assim, entendemos que a realização das atividades física colabora para que o volume de água no plasma sanguíneo seja diminuído. Portanto, durante a realização de atividades física, quando a intensidade é alta, há um aumento, de forma considerável, na secreção do hormônio antidiurético (LEHNEN, 2019). Hormônio do crescimento e atividade física Ao realizar uma retomada do sistema endócrino, compreendemos que os níveis hormonais são determinados pela quantidade de hormônio que é sintetizado pela glândula, pelo ritmo de catabolismo para dentro da corrente sanguínea, pela quantidade de proteínas transportadoras e pela modificação do volume plasmático. Nesse sentido, entendemos que o hormônio do crescimento (GH) auxilia na regulação do crescimento dos tecidos do organismo, principalmente os tecidos muscular e ósseo. Ainda no metabolismo, o hormônio do crescimento promove o aumento da velocidade da síntese de proteínas em todas as células, aumenta a mobilização e 18 utilização dos ácidos graxos para que haja maior produção de energia e reduz a utilização da glicose em todo o organismo (LEHNEN, 2019). Podemos, então, dizer que o hormônio do crescimentoaumenta as proteínas corporais e utiliza as reservas de gordura do organismo, conservando os carboidratos. O hormônio do crescimento, no que diz respeito à síntese de proteínas, colabora aumentando o transporte dos aminoácidos por meio das membranas celulares. O GH estimula que os ribossomos aumentem a síntese de proteínas e também a formação do ácido ribonucleico, que, como consequência, diminui o catabolismo das proteínas e dos aminoácidos. Esse hormônio ainda aumenta nos tecidos do nosso organismo a conversão de ácidos graxos em acetil-CoA. Dessa forma, a gordura passa a ser utilizada como a principal fonte de energia em vez das proteínas e dos carboidratos. No que diz respeito aos efeitos do hormônio do crescimento sobre o metabolismo de carboidratos, ele realiza três efeitos sobre o metabolismo celular de glicose, que são a sua diminuição para que seja gerada energia, o aumento no depósito de glicogênio nas células musculares e, por fim, a diminuição na captação da glicose pelas células do nosso organismo (LEHNEN, 2019). O hormônio do crescimento necessita de carboidratos para que a sua função seja realizada na sua plenitude, portanto, se desejamos um crescimento, um aumento em massa corporal, por exemplo, necessitamos da ingestão de carboidratos. Assim, a insulina também se faz necessária para que o hormônio do crescimento realize todas as suas funções, logo, caso o indivíduo tenha alguma deficiência no pâncreas, o hormônio perde a sua capacidade de ação. Conforme o indivíduo realiza uma atividade física, há a elevação da síntese do hormônio do crescimento, quanto maior é o tempo da atividade, mais GH é liberado (LEHNEN, 2019). Mesmo no momento em que um indivíduo se encontra em estado de repouso após a realização da atividade física, os níveis de GH no organismo permanecem superiores aos níveis normais e isso poderá ocorrer até seis horas após a realização das atividades físicas. Por esse motivo o repouso é de suma importância para o aumento da massa muscular e da regeneração dos sistemas energéticos ainda, a atividade física contribui para que o hormônio estimule as células hepáticas a sintetizarem somatomedinas em um processo que poderá durar de 8 a 30 horas. Durante uma atividade física, quando ela está em uma fase entre 15 e 30 minutos, há 19 um aumento do GH, conforme se aumenta a intensidade da atividade, maior é a liberação desse hormônio. Quando o GH atinge o seu pico, ele passa a estimular a liberação do insulin growth factor 1 (IGF), que é o fator de crescimento semelhante à insulina 1, sendo, assim, o principal agente anabólico do organismo, pois passa a estimular a síntese de proteínas. O pâncreas é uma glândula responsável pelo controle da glicemia. O pâncreas é composto pelas células alfa e pelas células beta que secretam os hormônios glucagon e insulina, respectivamente. Nesse sentido, vamos abordar como os dois hormônios reagem durante uma atividade física. Glucagon e insulina O glucagon é o hormônio responsável por regular a glicemia em conjunto com a insulina, ele entra em ação quando os níveis de glicose do organismo se encontram em baixa. Nesse sentido, ele age aumentando os processos de neoglicogênese e glicogenólise. Durante a atividade física, os níveis de glucagon aumentam no nosso organismo. Quando o nível de glicose no organismo está alto, a insulina entra em ação captando a glicose e também inibe a liberação de ácidos graxos pelo tecido adiposo no organismo. Durante a atividade física, os níveis de glicose no organismo diminuem. Nesse sentido, ocorre a estimulação da glicogenólise e aumenta-se a concentração de glucagon no organismo. Assim, quanto maior é a duração da atividade, mais glucagon é liberado no organismo. Assim, durante uma atividade física, os níveis de inulina são diminuídos por ocorrer também o aumento da velocidade de transporte da glicose para dentro das células musculares. Dessa forma, podemos dizer que a atividade física é importante por facilitar a captação de glicose e diminuir os níveis de insulina no organismo, ou seja, para o indivíduo que tem diabetes, a atividade física é de suma importância (LEHNEN, 2019). Os hormônios das glândulas suprarrenais são chamados de catecolaminas (adrenalina e noradrenalina). Eles afetam o coração, os vasos sanguíneos e as glândulas e realizam maior atividade sobre a distribuição do sangue, a contratilidade cardíaca e a mobilização dos substratos energéticos. 20 Cortisol É importante lembrarmos que o hipotálamo é responsável pela secreção de CRH e este passa a estimular a hipófise a liberar o ACTH que passa a atuar sobre a glândula suprarrenal com a finalidade de estimular a secreção do cortisol. Assim, o cortisol é secretado pelo córtex da glândula suprarrenal com a função de aumentar o catabolismo de proteínas e realizar a ação anti-inflamatória. O indivíduo, quando passa a realizar atividades físicas, aumenta os níveis de cortisol. Ainda, o cortisol afeta o metabolismo com relação à glicose, às proteínas e aos ácidos graxos. O cortisol atinge o seu ápice no início do dia e tem a sua diminuição à noite, porém, situações de estresse, jejum e atividade física intensa aumentam a sua secreção. O aumento exacerbado de cortisol no organismo afeta o desgaste dos tecidos, a perda da massa muscular, além de manter os seus níveis elevados por até 2 horas após a realização de uma atividade (LEHNEN, 2019). Adrenalina A adrenalina, também conhecida como epinefrina, é um hormônio neurotransmissor produzido e também armazenado na medula da glândula suprarrenal, de modo que sua liberação é dada por estímulos das terminações nervosas dessa glândula. Esse hormônio realiza uma série de ações no nosso organismo, como o aumento da frequência cardíaca, o aumento da força de contração ventricular, a constrição arteriolar na pele e na região abdominal, a dilatação arteriolar no sistema musculo esquelético, a liberação de ácidos graxos do tecido adiposo e a estimulação da quebra do glicogênio e da gliconeogênese, o que acaba por desencadear a liberação de glicose no organismo (LEHNEN, 2019). Dessa forma, a adrenalina realiza uma ação conjunta com a noradrenalina, atuando no aumento da taxa metabólica, na liberação de glicose e de ácidos graxos livres na corrente sanguínea. A adrenalina, quando está em níveis elevados, relaciona-se com o humor, o estresse generalizado, a ansiedade e as doenças cardíacas. Durante as atividades físicas, a adrenalina é liberada pelo organismo para a sua preparação para as grandes demandas físicas. Esse hormônio está relacionado aos mecanismos de “luta e fuga” do organismo. Como mencionado anteriormente, um 21 pico de adrenalina causará como efeito no indivíduo uma sensação mental de tensão. Isso fará com que haja um aumento no fluxo de oxigênio no organismo e, como sabemos, o oxigênio no músculo pode ser fonte para a produção de energia. Nessa cascata de eventos que a adrenalina causa no organismo humano, ainda são sintomas a pupila dilatada e o aumento no fluxo cardíaco (LEHNEN, 2019). Quando o indivíduo tem a ação desse hormônio potencializada, ele estará mais apto para realizar atividades que exijam o vigor físico, por exemplo, podemos citar uma prova de endurance ou situações que envolvam a agressividade, como uma atividade de boxe ou artes marciais mistas (MMA). Assim, a adrenalina é essencial para a realização de atividades físicas, pois na realização dessas atividades ela é liberada em picos curtos para que o organismo tenha a quantidade necessária para suportar as demandas físicas durante as atividades. A adrenalina, na sua relação com a atividade física, gera uma aceleração da queima de gordura, liberando uma grande parte de energia para a musculatura que está envolvida na atividade, o que acaba fazendo desse hormônio um elemento essencial para aperformance dos indivíduos que estão envolvidos nas atividades descritas. Porém, é necessário compreendermos que o excesso de adrenalina se relaciona com o mau-humor, o estresse generalizado e a ansiedade e pode ocasionar até mesmo o desenvolvimento de doenças cardíacas. Assim, durante a realização de uma atividade física, a adrenalina, como já descrito, realiza uma ação conjunta com a noradrenalina em uma relação de 80% da produção hormonal, enquanto a noradrenalina fica com 20%. É sobre a relação desse outro hormônio com a atividade física que iremos nos ater na sequência (LEHNEN, 2019). Noradrenalina A noradrenalina, a exemplo da adrenalina, é um hormônio liberado na glândula adrenal, que também é conhecida pelo nome de norepinefrina. As ações relacionadas à noradrenalina são semelhantes às da adrenalina. Ela é liberada diretamente na corrente sanguínea, porém pode ser secretada também pelos neurônios pós- ganglionares do sistema nervoso simpático. A exemplo da adrenalina, a noradrenalina, dentre as suas funções, é responsável por preparar o organismo para a uma ação nos mecanismos de “luta ou 22 fuga”, assim, esse hormônio é liberado nos momentos de sustos, surpresas e fortes emoções. Esse hormônio atua nos batimentos cardíacos com a finalidade de mantê- los nos seus níveis normais, o hormônio realiza o mesmo tipo de ação no que diz respeito à glicose e à pressão sanguínea (LEHNEN, 2019). A noradrenalina também age no cérebro, regulando as atividades relacionadas ao sono e às emoções. Quando um indivíduo tem no seu organismo uma grande quantidade de noradrenalina, há uma sensação de bem-estar elevado, em contrapartida, quando está em pequenas quantidades pode colaborar para o surgimento da depressão. É necessário que entendamos que a noradrenalina está relacionada de forma direta ao lactato, pois ela estimula a glicólise, que, por sua vez, aumenta a formação de lactato, o que pode gerar a fadiga tanto no sistema anaeróbico quanto no sistema aeróbico. Lembramos que na atividade aeróbica também temos a formação de lactato e este pode vir a gerar a fadiga no organismo dos praticantes de atividades físicas. Portanto, podemos compreender que a realização de atividades física com regularidade faz com que a formação de lactato seja diminuída, assim como a frequência cardíaca. Outro fator que ocorre é o aumento da motilidade gastrointestinal. Endorfina Esse hormônio produzido na hipófise é responsável por gerar a sensação de bem-estar no organismo e a sensação de recompensa. Assim, esse hormônio é produzido em quantidade elevada nas atividades físicas, gerando a sensação de prazer, estando associada à sensação de relaxamento, alívio e contentamento generalizado. A sua liberação no organismo melhora a resistência imunológica. Ela é responsável, ainda, por melhorar a disposição física e mental. Dessa forma, as dores são reduzidas e as atividades que requerem maior esforço passam a ser realizadas por mais tempo (LEHNEN, 2019). Na realização de uma atividade física, esse hormônio é importante por trazer a sensação de prazer aos indivíduos que realizam atividades de longa duração, não gerando um cansaço excessivo pela repetição dos movimentos. Assim, a endorfina melhora a motivação e a performance durante o treino ou a atividade. Logo, o indivíduo passa a ter a sensação de prazer ao realizar um exercício extenuante. O 23 indivíduo passa a ter uma sensação de explosão de euforia e força de vontade, nesse sentido, a endorfina passa a ser essencial para que as atividades físicas tenham a maximização dos seus efeitos e benefícios. Esse hormônio é responsável pela sensação de necessidade de atividade física pelos indivíduos, os tornando praticantes constantes que sempre querem superar maiores desafios. A liberação da endorfina está relacionada diretamente com a característica da atividade física realizada pelo indivíduo. Lembramos que, dependendo da intensidade da atividade física, o organismo realiza uma adaptação e vai liberando de forma gradual a endorfina. Resposta endócrina e efeitos hormonais ao exercício físico O indivíduo que pratica atividades físicas pode ter os efeitos da endorfina no organismo até uma ou duas horas após a sua liberação, porém, alguns pesquisadores já comprovaram que há o aumento da quantidade desse hormônio no organismo em até 72 horas após a atividade física. As atividades físicas que são realizadas em intensidades leve ou moderada não têm um aumento considerável de endorfina na corrente sanguínea. É importante ressaltar que a endorfina tem seus níveis elevados tanto nas atividades aeróbicas quanto anaeróbicas Hormônios da glândula tireoide e sua relação com a atividade física O efeito causado pelos hormônios T3 e T4 nas atividades enzimáticas aceleram o metabolismo das células, passando a exercer uma ação termogênica que produz alterações na taxa metabólica basal. Durante a atividade física, os níveis de T4 aumentam mais de 1/3. Os hormônios T3 e T4 têm o estímulo da sua secreção na glândula tireoide por meio do hormônio TSH, que é produzido na adeno-hipófise, que é estimulada pelo hormônio TRH secretado pela glândula tireoide. É importante salientar que esses hormônios estão relacionados com a regulação do metabolismo. Quando esses hormônios têm a sua secreção aumentada, aumentam as taxas metabólicas, influenciando em algumas ações do organismo, como o gasto calórico e o catabolismo de carboidratos e de lipídios. Também temos que compreender como ocorre a concentração desses hormônios durante a atividade física (LEHNEN, 2019). 24 Para entendermos as atividades físicas, é importante que tenhamos claro que o hipotireoidismo é caracterizado pela diminuição da atividade do metabolismo, logo, os indivíduos que têm essa patologia estarão propensos à obesidade, à baixa pressão e à sonolência. Contrariamente, no hipertireoidismo o indivíduo estará propenso ao aumento da atividade metabólica, da frequência cardíaca, da pressão arterial e da perda de peso. No hipotireoidismo, a atividade física é de sua importância por realizar uma sensação de bem-estar nos indivíduos, além de contribuir para a diminuição do estado de obesidade. A sensação de sonolência além disso, pode ser um dos fatores que contribui para que não haja um grande entusiasmo pelo indivíduo a realizar as atividades. A atividade física, além de auxiliar na queima de calorias, atua combatendo o metabolismo lento propiciado pelo hipotireoidismo. Tanto atividades de baixa intensidade quanto de alta, são benéficas para o tratamento do hipotireoidismo, pois as atividades aeróbicas de baixa impacto aumentam a frequência cardíaca e os pulmões sem que haja uma grande sobrecarga do organismo e das articulações. O aumento do tônus muscular contribui contra o ganho de peso por conta de acúmulo de ácidos graxos que pode ocorrer por conta do hipotireoidismo. No que diz respeito ao hipertireoidismo, deve-se ter atenção para as atividades a serem orientadas para os indivíduos, pois, por conta do metabolismo acelerado, poderá haver uma propensão do indivíduo ao cansaço mental e à fadiga muscular. Portanto, as atividades orientadas a esse público devem levar em consideração essas condições. Nesse sentido, quando os indivíduos iniciam a realização de atividades físicas, há o aumento da secreção dos hormônios T3 e T4, aumentando a atividade metabólica. Após a realização das atividades físicas, há um desnivelamento dos níveis de T3 e T4 no organismo, em um período até três horas depois das atividades. Após esse período, a secreção desses hormônios volta a aumentar, acima dos níveis de repouso, e com o passar do tempo voltam à normalidade. Então, durante uma atividade física, há o aumento de T3 e T4 no organismo, aumentando a velocidade metabólica (LEHNEN, 2019). 25 Glândulas paratireoidesNas glândulas paratireoides, o hormônio principal secretado é o paratormônio. Esse hormônio está relacionado à regulação dos níveis de cálcio no organismo, ao contrário da calcitonina, ele é liberado quando os níveis de cálcio estão baixos. Quando um indivíduo pratica atividades físicas, ele passa a aumentar a concentração de paratormônio no organismo, ou seja, podemos compreender que a atividade física contribui para que haja uma quantidade considerável de cálcio no organismo. Com a atuação desse hormônio, podemos compreender que durante uma atividade física há um aumento da absorção de cálcio no trato gastrointestinal, aumento na absorção de cálcio nos rins e, por fim, uma liberação do cálcio armazenado nos ossos (LEHNEN, 2019). 3.6 Atividades físicas e hormônios sexuais Testosterona Esse hormônio é secretado pelos testículos e regulado pelo LH, que é produzido pela hipófise, que, por sua vez, é controlado por um hormônio liberador que tem a sua secreção realizada no hipotálamo. A testosterona durante a atividade física atua sobre a síntese do tecido muscular e estimula a liberação de GH no organismo. Esse hormônio tem grande influência na capacidade de produção de força do sistema musculoesquelético e durante a atividade física os seus valores são aumentados consideravelmente. Dessa forma, podemos compreender que, indiferentemente ao tipo de atividade realizada pelos indivíduos, os níveis de concentração plasmática da testosterona serão estabilizados durante o repouso. Ainda, devemos recordar que a testosterona é um hormônio que caracteriza o gênero masculino. Quando presente de forma demasiada nas mulheres, podemos dizer que há o processo de masculinização das mulheres. Além de produzir espermas, a testosterona é um esteroide anabolizante e andrógeno (significa que é responsável por estimular as características masculinas). Durante a realização de uma atividade física, os níveis de testosterona são 26 aumentados, porém, após a realização das atividades, os níveis de testosterona no organismo voltam ao normal (LEHNEN, 2019). Estrogênio Esse hormônio age acelerando a mobilização dos ácidos graxos livres que estão situados no tecido adiposo e inibe a captação da glicose pelos tecidos presentes periféricos do nosso organismo. Dessa forma, o seu aumento durante a atividade física realiza ações semelhantes ao do hormônio do crescimento. No caso do estrogênio, há ainda a presença do estradiol, da estrona e do estriol. Na realização de uma atividade física, os níveis de LH, FSH e estradiol tem os seus níveis aumentados durante a fase da menstruação. A atividade física em intensidades novais não causam efeitos no ciclo menstrual feminino, porém as mulheres que realizam atividades físicas em alta intensidade ou em volumes elevados diminuem o percentual de gordura, diminuindo o colesterol, colaborando para um déficit de estrogênio, pois eles são sintetizados pelo colesterol. Assim, com o déficit de estrogênio, há uma desregulação do ciclo menstrual da mulher. Ainda, devemos ter a atenção para a prática de atividades físicas por crianças, pois caso haja uma realização de forma exacerbada (treinamento para o rendimento), a primeira menarca poderá não ocorrer por conta dos baixos níveis de estrogênio e progesterona no organismo da “atleta”. Isto também influirá na secreção do hormônio do crescimento na adolescência (LEHNEN, 2019). Pode-se observar que muitas ginastas têm estatura baixa e a sua constituição corpórea infantilizada. Um dos problemas que mais ocorre nas mulheres é o déficit de estrogênio, pois, em dado momento de vida da mulher, há a diminuição na produção desse hormônio, mais especificamente no momento da menopausa. Nesse período, é necessário que levemos em consideração a desregulação da temperatura da mulher, a variação de humor e a disposição para a realização de atividades. 27 4 EXERCÍCIO FÍSICO E SEUS EFEITOS Fonte: shre.ink/mNdN Um dos objetos de preocupação dos fisiologistas do exercício, bem como dos profissionais da área da saúde, são os tipos de resposta do corpo diante de uma sessão de exercício isolada, como correr em uma esteira ergométrica durante uma hora ou fazer séries de levantamento de peso. Uma sessão isolada de exercício é chamada de exercício agudo, e as respostas a essa sessão são denominadas respostas agudas. Ao examinar a resposta aguda ao exercício, existe a preocupação com a resposta imediata do corpo e, algumas vezes, sua recuperação diante de uma sessão isolada de exercício (KENNEY; WILMORE; COSTILL, 2013). A atividade física proporciona benefícios para a mente e o corpo, por exemplo, algumas vantagens, a saber: a redução do risco de hipertensão, de acidente vascular cerebral (AVC), de doenças cardíacas, de alguns tipos de câncer e de quadros de depressão, além de reduzir a ansiedade e o estresse e estimular o convívio social. A Organização Mundial da Saúde recomenda 150 minutos semanais de atividade física leve ou moderada ou pelo menos 75 minutos de atividade física de maior intensidade por semana (BRASIL, 2017). A realização de um programa de exercícios físicos traz implicações agudas e crônicas nos sistemas orgânicos. Dentre as adaptações, podemos nos deparar com adaptações neuromusculares importantes no sistema nervoso, adaptações 28 musculoesqueléticas e adaptações nos sistemas cardiorrespiratório, renal, gastrointestinal e endócrino (SILVERTHORN, 2017). As adaptações neuromusculares decorrentes do exercício físico podem ser em resposta ao treinamento de resistência, o qual afeta o padrão de recrutamento das unidades motoras. Um exemplo é o treinamento de velocidade que indica aumento na velocidade de condução neuronal. A morfologia dos neurônios motores alfa também sofre alterações de acordo com a atividade física, como a arborização dendríticas dos neurônios motores. O significado funcional dessa alteração ainda é pouco esclarecido, mas deve estar relacionado com o progresso da eficácia sináptica que ocorre em função do aumento da liberação de neurotransmissores resultando na elevação da atividade da junção neuromuscular. O sistema cardiovascular permite o funcionamento e a manutenção das células e dos órgãos (homeostase). Nesse contexto, o indivíduo que pratica regularmente um exercício físico pode prevenir ou tratar doenças cardiovasculares por meio da modulação do sistema nervoso autônomo (simpático e parassimpático), associado aos pressorreceptores, quimiorreceptores e mecanorreceptores que influenciam no controle cardiovascular. É importante ressaltar que substâncias vasoativas presentes na circulação também participam na regulação cardiovascular por meio do controle no tônus vascular, modulando a resistência vascular periférica (PITHON-CURI, 2017; SILVERTHORN, 2017). Durante o exercício físico, temos a variação do padrão respiratório de acordo com a intensidade do exercício, bem como idade, sexo e propriedades mecânicas do sistema respiratório individual. Durante atividade física leve a moderada, a ventilação pulmonar é proporcional ao metabolismo de consumo de oxigênio e à produção de dióxido de carbono. Durante o exercício físico, ocorrem aumento da descarga simpática e diminuição do tônus vagal, o que resulta na elevação da frequência cardíaca. Na transição do exercício de intensidade leve para moderada e/ou intensa, tanto a frequência cardíaca quanto o vo-lume corrente levam ao aumento do volume-minuto. Inicialmente, o volume corrente aumenta mais que a frequência respiratória, mas à medida que se desenvolve acidose metabólica, há predomínio do aumento da frequência respiratória. Essas mudanças acontecem decorrentes da duração do 29 exercício e da contração dos músculos respiratórios. O aumento inicial da ventilação ocorre rapidamente por ser uma resposta a alterações metabólicas ou dosgases sanguíneos (SILVERTHORN, 2017). A demanda metabólica aumenta o consumo durante o exercício físico, máximo de oxigênio, a produção de dióxido de carbono, o fluxo inspiratório, a pressão intrapleural e a força da musculatura inspiratória. As alterações do padrão respiratório durante o exercício intenso podem ser geradas pela fadiga dos músculos envolvidos na mecânica respiratória e do diafragma, ou por fadiga dos músculos dos membros inferiores. O nível de aptidão física também influencia a variação do padrão respiratório diante do exercício, atletas e indivíduos treinados apresentam valores reduzidos de frequência cardíaca no repouso (bradicardia) e menor elevação da frequência cardíaca no início do exercício e em exercícios submáximos (KENNEY; WILMORE; COSTILL, 2013; SILVERTHORN, 2017). A função renal também é influenciada pelos exercícios físicos, pois os rins têm como função a manutenção do volume e a composição dos líquidos orgânicos. Durante o exercício físico, o metabolismo pode aumentar (5 a 20 vezes durante atividade física), e parte dessa energia é convertida em calor. O calor gerado é dissipado para evitar hipertermia. Os mecanismos dissipa-dores de calor são: vasodilatação periférica, respiração ofegante e sudorese. 30 A sudorese é o principal modo de perda de calor no ser humano, porém é um mecanismo que dissipa calor às custas de água corporal. Em uma atividade física intensa, as perdas hídricas podem atingir 2 a 3 litros por hora, quantidades suficientes para deixar o líquido extracelular reduzido (hipohidratação) e hiperosmótico, principalmente se o indivíduo estiver com baixa hidratação (PITHON-CURI, 2017). Com o passar do tempo, o corpo responde ao estresse de repetidas sessões de exercício físico com adaptações crônicas ao exercício, também chamada por alguns de efeitos do treinamento. Quando um indivíduo pratica regularmente exercícios ao longo de um período de dias das semanas, o corpo se adapta. As adaptações fisiológicas que ocorrem com a exposição crônica ao exercício ou treinamento melhoram tanto a capacidade como a eficiência do exercício. No caso do treinamento de força, os músculos são fortalecidos. Com o treinamento aeróbio, o coração e os pulmões ficam mais eficientes, e a capacidade de resistência aumenta. Assim, essas adaptações são altamente específicas para o tipo de treinamento que o indivíduo realiza ou pratica (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). De acordo com o nível de aptidão física/condicionamento, observa-se in- fluência na variação do padrão respiratório na execução dos exercícios. Atletas apresentam redução da frequência cardíaca em repouso, menor elevação da frequência cardíaca no começo do exercício e em exercícios máximos e/ou submáximos. No exercício máximo, existe o aumento da ventilação com o aprimoramento da captação máxima de oxigênio. Essas adaptações ventilatórias podem ser específicas para o tipo de exercício realizado no treinamento, como em exercícios físicos utilizando os membros superiores, nos quais o quantitativo ventilatório é maior do que em exercícios físicos realizados com os membros inferiores. O ajuste ventilatório ao treinamento se dá pelas adaptações neurais e químicas locais nos músculos específicos treinados durante o exercício e pela duração e tipo do exercício físico realizado (POWERS; HOWLEY, 2017; PITHON- CURI, 2017). 31 4.1 Adaptações do organismo ao exercício físico Quando você realiza um exercício físico, é necessário que diversos sistemas do seu organismo sejam ativados de forma integrada. O conjunto de mudanças que acontecem envolve modificações no metabolismo e na homeostase corporal, a fim de proporcionar adaptações ao exercício realizado. Ao iniciar um movimento, receptores sensoriais presentes nos seus músculos e articulações (mecanorreceptores e proprioceptores) são ativados, enviando informações para o seu encéfalo, mais especificamente para o córtex motor. Por meio de vias descendentes do córtex motor, centros de controle no bulbo são estimulados e adaptações no organismo são iniciadas (SILVERTHORN, 2010). No sangue, por exemplo, as concentrações de hormônios, como o glucagon, cortisol, catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) e hormônio do crescimento, são alteradas. Essas modificações são indispensáveis para que o organismo obtenha energia para a realização do exercício físico. O glucagon, o cortisol e as catecolaminas, por exemplo, atuam mobilizando o glicogênio do fígado para a corrente sanguínea, aumentando os níveis plasmáticos de glicose, o principal substrato energético dos músculos para a execução de um exercício. O cortisol, as catecolaminas e o hormônio do crescimento ainda atuam na conversão de triacilgliceróis em glicerol e ácidos graxos. De forma associada, a secreção de insulina é diminuída durante o exercício físico, favorecendo a baixa captação de glicose pelas demais células corporais e poupando a glicose no sangue para que possa ser utilizada pelos músculos esqueléticos na conversão em energia (SILVERTHORN, 2010; HEYWARD, 2004). No sistema respiratório, as respostas acontecem em decorrência ao estímulo proveniente do centro de controle respiratório, que é retroalimentado pelas informações sensoriais. A frequência e a amplitude da respiração aumentam, resultando na hiperventilação (hiperpneia do exercício). Durante e após o exercício físico, é observado um aumento no consumo de oxigênio para suprir a necessidade de oxigênio para o metabolismo aeróbio. 32 4.2 Atividade física, exercício físico e aptidão física na saúde Atualmente, o exercício físico é considerado essencial na vida cotidiana, pois muitos são os benefícios, físicos e cognitivos, que a prática regular de um programa de treinamento físico pode acarretar. Os relatos de historiadores sobre a prática do exercício físico desde milhares de anos atrás, mesmo não havendo o desenvolvimento científico que temos hoje, nos permite conhecer a relação desse tipo de atividade com nosso organismo, já que naquela época a atividade física era voltada para objetivos como a sobrevivência e a prática de rituais culturais e religiosos. Vale ressaltar também que indivíduos capazes de realizar determinados exercícios por mais tempo, com maior intensidade e destreza ou seja, aqueles que tinham melhor aptidão física teriam mais chances de sobreviver (FRANKE, 2018). A saúde de crianças e adolescentes está relacionada a diferentes fatores (sociais, biológicos e psicológicos). A aptidão física é um deles. O nível de aptidão física de um sujeito pode ser um indicativo de sua saúde e é muito importante para pensar estratégias de saúde para crianças e adolescentes. A prática regular de atividade física na infância e na adolescência está associada a diferentes benefícios (físicos, psicológicos e sociais), atuando diretamente na saúde daqueles que a praticam. Além disso, crianças e adolescentes fisicamente ativos tendem a ser adultos ativos, mantendo os hábitos adquiridos na fase inicial da vida (HALLAL et al., 2010). Portanto, o estímulo à prática de atividades físicas na idade escolar parece ser um aspecto importante para diminuir os níveis de sedentarismo e inatividade física na vida adulta (NARGORNY et al., 2018). Aptidão física A aptidão física relacionada ao movimento aborda a forma como realizamos as tarefas motoras diárias e a capacidade do sujeito de realizá-las (BRASILINO; STIEGLER ; ZAWADZKI, 2019). O Projeto Esporte Brasil (PROESP-BR) aponta diferentes modelos de testagem e pontos de corte para a avaliação da aptidão física na escola, com materiais e testes simples. As variáveis analisadas são: aptidão cardiorrespiratória (APCR), flexibilidade, resistência muscular localizada, potência de membros superiores e inferiores e 33 agilidade. Dentre eles, a APCR é o principal indicador de proteção à saúde decrianças e adolescentes, pois crianças com baixos índices de APCR apresentam mais chances de desenvolver doenças cardiorrespiratórias (GAYA et al., 2019). A aptidão física é formada por diversos componentes, dentre os quais se destacam: ➢ resistência cardiorrespiratória: capacidade de trabalho dos sistemas pulmonar, cardíaco e circulatório para captar e transportar oxigênio para os tecidos; ➢ resistência muscular: capacidade de determinado músculo ou grupo muscular de manter uma posição ou realizar diversos movimentos, mediante uma sobrecarga aplicada; ➢ força muscular: capacidade de determinado músculo ou grupo muscular de realizar movimento frente a uma grande carga (intensidade) aplicada; ➢ flexibilidade: capacidade de um músculo ou grupo muscular alongar-se, afastando os pontos de origem e inserção, sem dano a qualquer estrutura, permitindo o movimento articular em grande amplitude de movimento. De acordo com os componentes do exercício físico, podemos estabelecer diferentes formas de treinamento, de acordo com o tipo de adaptação almejado. O sujeito que deseja melhorar sua aptidão física para realizar corridas de longa distância deve treinar especificamente a resistência cardiorrespiratória; o que deseja participar de uma competição de levantamento de peso deve priorizar o treinamento da força muscular. Dessa forma, é importante conhecer as diferentes classificações de exercícios físicos e suas particularidades (FRANKE, 2018). Sedentarismo Segundo a OMS (WHO, 2020), a inatividade física, também chamada de comportamento sedentário ou sedentarismo, é definida como um estado em que o movimento corporal é mínimo e o gasto energético se aproxima da taxa metabólica de repouso. A inatividade física é entendida como um hábito e uma forma de viver. 34 Ela vai além da ausência de atividade física, incluindo a participação em comportamentos em que não há gasto calórico significativo e em comportamentos físicos passivos, como ler, ver televisão, trabalhar no computador, meditar ou dirigir. Zawadzki, Stiegler e Brasilino (2019) apontam que esse fenômeno pode estar em maior evidência atualmente por conta das mudanças sociais e culturais que surgem a partir das inovações tecnológicas. Os autores defendem que tais mudanças diminuíram muito as práticas ativas de lazer, trocando-as por aparelhos eletrônicos. Além disso, a falta de segurança e de espaços ao ar livre para a prática de atividades físicas e de lazer facilitou para que a população de crianças e adolescentes apresentasse comportamentos sedentários. Os autores também afirmam que os adolescentes são mais acometidos por esse fenômeno, sendo a população mais preocupante nesse sentido. De acordo com a OMS (WHO, 2020), cerca de 81% das crianças e adolescentes em idade escolar são considerados sedentários. Essa condição é uma preocupação eminente, pois jovens sedentários têm uma prevalência superior de apresentarem comportamento sedentário na idade adulta, gerando um risco de obter diferentes doenças crônicas. Atividade física e gasto energético O gasto energético está relacionado com a quantidade de energia despendida para a atividade ou tarefa. Mesmo na presença de sedentarismo, ainda há gasto com as funções neurovegetativas, por exemplo. Já as funções locomotoras estão relacionadas com a dissipação de maior quantidade de energia, principalmente direcionada para o mecanismo de contração muscular. Sendo assim, podemos considerar dois tipos de taxas metabólicas: a basal e a de esforço. As taxas basais representam o mínimo de energia para a manutenção das funções básicas corporais. Durante a atividade física, as taxas de esforço são proporcionais à intensidade e à duração dos estímulos. É importante ressaltar que outras condições, como a experiência e o condicionamento físico, também promovem alterações nas taxas de esforço habituais. Por esse motivo, não é possível afirmar genericamente a quantidade de energia gasta durante uma caminhada de 30 minutos, 35 por exemplo, pois diversas condições podem interferir no gasto energético (MAGALHÃES, 2020). Quando o exercício é sistematizado e individualizado, além das recomendações quanto à duração da atividade física, podem ser tomadas como base as alterações da frequência cardíaca ou do volume de oxigênio consumido para realizar a tarefa. A partir dos cálculos dessas condições, os profissionais podem definir a intensidade do exercício de forma mais objetiva e efetiva, de acordo com as necessidades e individualidades do praticante. Além das avaliações subjetivas do praticante, existem outras formas de classificar o exercício quanto à sua intensidade, como atividade leve, moderada ou pesada. De acordo com McArdle et. al (2011), o cálculo da razão de atividade física está relacionado com a comparação entre o gasto energético durante o repouso e durante o esforço. Para homens, o trabalho é considerado leve quando atinge até três vezes o valor do gasto em repouso. Já o trabalho considerado pesado recai na faixa de 6 a 8 vezes a condição de repouso. O múltiplo da taxa metabólica em repouso (MET) é outra forma de mensurar o gasto de energia despendida na atividade física. Sendo assim, 1 MET consiste na quantidade de energia despendida pelo corpo durante o repouso, ou 250 ml de oxigênio por minuto para homens e 200 ml para mulheres. Sendo assim, a atividade física realizada para 2 METs implica no gasto de 500 ml de oxigênio por minuto para homens, e assim sucessivamente (MAGALHÃES, 2020). No entanto, como sabemos, o tamanho corporal também pode ser uma variável influenciadora no gasto energético: quanto maior o corpo, maior o gasto. Sendo assim, para incluir o tamanho corporal ao cálculo do MET, podemos tomar como unidade o consumo de oxigênio por unidade de massa corporal. Nesse contexto, o MET está relacionado com 3,5 ml/kg/minuto, e assim pode-se correlacionar a quantidade de METs com o gasto de oxigênio e tamanho corporal 36 5 A FISIOLOGIA NA PRESCRIÇÃO E MONTAGEM DE PROGRAMAS DE EXERCÍCIOS Fonte: shre.ink/mNpX O conhecimento em fisiologia do exercício é essencial para compreender quais são as demandas impostas ao organismo, dependendo dos tipos e métodos de treinamento utilizados, e quais poderão ser as respostas e adaptações provocadas (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). A aptidão física é um estado de funcionamento corporal caracterizado pela capacidade do indivíduo em tolerar o estresse do exercício. Como diferentes tipos de exercícios envolvem diferentes capacidades para serem realizados, a aptidão física abrange um conjunto de componentes, como força, potência e resistência musculares, a resistência cardiorrespiratória, a flexibilidade, a composição corporal e a agilidade. E para promover melhorias nesses componentes da aptidão física, é importante conhecer antes de mais nada quais são as variáveis relevantes e as relações de estímulos necessários para promover as modificações (POWERS; HOWLEY, 2017; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Quando trabalhamos com grupos especiais, esses conhecimentos se tornam ainda mais urgentes, pois estamos lidando com indivíduos que apresentam algum problema de saúde ou alguma condição de caráter irreversível que pode interferir diretamente na prática esportiva, ou que exigem cuidados específicos para 37 participarem de algum programa de exercício físico. Nesse contexto, podem ser incluídos idosos e indivíduos com alguma condição cardiovascular ou alteração metabólica como diabetes, obesidade e câncer (ROBERGS; ROBERTS, 2002; ACSM, 2018). Para cada uma das condições citadas, se torna importante compreender as principais modificações fisiológicas associadas e como o exercício físico deve ser prescrito, ou seja, quais são as principais diretrizes de prescrição e as principais variáveis fisiológicas de controlee avaliação. Assim, é necessário compreender, por exemplo, as principais modificações vasculares e neuromusculares no indivíduo idoso, a fim de promover uma prescrição adequada, que permita adaptações específicas e melhora nas variáveis necessárias (POWERS; HOWLEY, 2017; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Além disso, o conhecimento das variáveis fisiológicas e de como elas se comportam nas condições especiais permite o controle adequado da intensidade do exercício. Em cardiopatas e hipertensos que usam betabloqueadores, por exemplo, o exercício irá promover competição pela ligação de adrenalina e noradrenalina nos receptores beta-adrenérgicos cardíacos, o que reduz a frequência cardíaca (FC) e o vigor da contração miocárdica durante o esforço físico. Assim, ter esse conhecimento é importante ao prescrever exercícios e interpretar os resultados dos testes de esforço de indivíduos que tomam esse tipo de medicamento, dentre outros (EHRMAN et al., 2017; ACSM, 2018). Um fisiologista do exercício capacitado deve possuir ampla gama de conhecimentos nas seguintes áreas: anatomia, fisiologia, química, biologia e psicologia, além, é claro, do conhecimento sobre prescrição de exercício físico. Os fisiologistas do exercício avaliam, planejam ou implementam programas de condicionamento que incluem exercícios físicos destinados a melhorar a função cardiorrespiratória, a composição corporal, a força e a resistência muscular e a flexibilidade (EHRMAN et al., 2017). É possível afirmar que conhecimentos em fisiologia do exercício para prescrição de programas permitem promover melhores resultados, com base em análises de dados e levantamentos da condição de cada indivíduo. Conhecer todas as respostas fisiológicas durante a realização de diferentes modalidades e intensidades de exercícios permitirá ao profissional ser mais assertivo na sua 38 prescrição e, principalmente, prestar um trabalho de maior qualidade, segurança e eficiência para seu aluno, cliente ou paciente, com atenção especial aos indivíduos que possuem alguma condição especial ou alguma doença diagnosticada (EHRMAN et al., 2017; POWERS; HOWLEY, 2017; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 5.1 Efeitos fisiológicos para interpretação das necessidades de exercício físico A fim de promover uma melhor organização e entendimento dessas condições, serão apresentadas as principais alterações fisiológicas para as seguintes condições, nessa ordem: crianças e adolescentes; envelhecimento; gestantes; diabetes melito; obesidade; doenças cardiovasculares; doenças pulmonares; câncer; doenças neurodegenerativas; transtornos mentais comuns. Crianças e adolescentes As crianças e adolescentes são fisiologicamente adaptáveis tanto aos treinamentos aeróbicos quanto aos de força muscular (resistência). Para essa população, o exercício físico contribui na redução dos fatores de risco cardiometabólicos, auxiliando no controle do peso corporal, no aumento da força óssea e no bem-estar psicossocial. Além disso, a atividade física (AF) e a aptidão física parecem estar associadas positivamente ao melhor desempenho escolar e cognitivo (ACSM, 2018). Crianças apresentam menor eficiência ventilatória quando comparadas aos adultos, além de possuírem menor amplitude e maior frequência de passadas. Além disso, apresentam menores valores de capacidade aeróbica absoluta (l/ min) e menor capacidade de gerar potência muscular. As crianças pré-púberes, quando comparadas às crianças púberes e aos adultos, possuem capacidade limitada para aumentar a massa muscular, principalmente devido aos níveis mais baixos de andrógenos (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Envelhecimento A tendência de um declínio em nossa capacidade funcional, pode-se ocorrer dos 35 - 40 anos de idade com a deterioração variando em qualquer idade, porém sofrendo influências genéticas, sexuais e de estilo de vida de cada um. Nosso pico de força muscular geralmente é alcançado entre os 20 e 40 anos, quando, então, a força 39 concêntrica da maioria dos grupos musculares começa a declinar (MCARDLE; KATCH; KATCH TCH, 2018). A perda de força sofre influência direta do nível mais baixo de AF em indivíduos idosos; no entanto, a perda acelerada que ocorre entre os 60 e 80 anos de idade decorre da própria perda de massa muscular, inerente ao envelhecimento, chamada de sarcopenia (POWERS; HOWLEY, 2017). Observa-se ainda que o ritmo de perda de força é maior nos membros inferiores do que nos membros superiores, o que se torna uma preocupação por elevar o risco de quedas (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). No entanto, o treinamento de força é capaz de promover alterações positivas, aumentando a força muscular nos idosos de forma muito similar ao que ocorre em indivíduos mais jovens (POWERS; HOWLEY, 2017). De fato, cargas equivalentes a 80% de uma repetição máxima (1–RM) são capazes de promover tanto o aumento de massa quanto de força muscular, indicando que os idosos apresentam impressionante plasticidade nas características fisiológicas, estruturais e relacionadas com o desempenho, mesmos que as capacidades de responder aos sinais de crescimento muscular diminuíam com a idade (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Gestantes A gestação é marcada por modificações fisiológicas e anatômicas progressivas. O organismo da grávida está constantemente tentando adequar as suas demandas às necessidades do feto em desenvolvimento. Para isso, vários mecanismos tentam manter um ambiente fisiologicamente estável. As principais adaptações cardiovasculares e metabólicas à gestação incluem um aumento do volume sanguíneo em torno de 40–50%, ligeiro aumento do consumo do O2, aumento do gasto energético para exercícios com sustentação de peso, maiores valores para frequência cardíaca e aumento do débito cardíaco durante os dois primeiros trimestres, com sua redução no terceiro trimestre, gerando maior risco de hipotensão. Dessa forma, a implementação de um programa de exercício físico deve levar em consideração essas modificações (POWERS; HOWLEY, 2017). 40 De fato, gestantes sem contraindicações são orientadas a se exercitar ao longo da gravidez, pois, além dos benefícios do exercício para essa população, existe uma preocupação com os riscos a curto e a longo prazos associados ao comportamento sedentário. Alguns dos benefícios incluem (ACSM, 2018): ➢ prevenção no ganho excessivo de peso durante a gestação; ➢ prevenção de desenvolvimento de diabetes melito gestacional; ➢ redução do risco de desenvolvimento de pré-eclâmpsia; ➢ redução dos sintomas de lombalgia; ➢ risco reduzido de incontinência urinária; ➢ prevenção e/ou melhora de sintomas da depressão; ➢ manutenção da aptidão física; ➢ prevenção de retenção de peso no pós-parto. Diabetes melito Diabetes melito é um termo que abrange um grupo de doenças metabólicas caracterizadas pela dificuldade de se produzir insulina suficiente ou de utilizá-la de forma adequada, resultando em hiperglicemia. A insulina é um hormônio produzido pelas células beta do pâncreas, e é extremamente necessária para que os músculos, tecido adiposo e o fígado, consigam utilizar glicose. Os tipos que mais acometem os indivíduos são o diabetes melito tipo 1 (DM1) (5 a 15% dos casos) e o diabetes metilo tipo 2 (DM2) (90 a 95% dos casos) (EHRMAN et al., 2017). O DM1 é uma condição ocasionada principalmente pela destruição autoimune das células beta do pâncreas, embora, em alguns casos, seja idiopático. Pela ausência quase absoluta de insulina, o portador de DM1 tem grande tendência a desenvolver cetoacidose diabética por acúmulo de cetonas (corpos cetônicos) devido a maior metabolismo de ácidos graxos. Dessa forma, é prescrito insulina via injeções regulares (insulinodependentes). A cetoacidose diabética pode ocorrer principalmente se estiverem descompensados e/ou quando a insulina se encontra
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