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FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 4 Ementa 4 Objetivo geral 4 Objetivos específicos 4 Organização do Caderno de Estudos 5 1. CONCEITOS, METABOLISMO E TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA 8 Conceitos da fisiologia da atividade física 8 Metabolismo e transferência de energia. 12 ATP - A molécula de energia 13 Via anaeróbia alática 13 Via anaeróbia lática 14 Via aeróbia 15 Metabolismo dos lipídeos – β oxidação. 16 Metabolismo de proteínas 16 Cadeia transportadora de elétrons 16 Potencias bioenergéticas 17 Limiar anaeróbio 18 2. CONSUMO DE OXIGÊNIO E RESPOSTAS AGUDAS E CRÔNICAS DO SISTEMA CARDIOVASCULAR EM DIFERENTES INTENSIDADES 23 Consumo de oxigênio 23 Respostas agudas e crônicas do sistema cardiovascular, neuromuscular em diferentes intensidades 25 Adaptações do sistema cardiovascular 26 Adaptações do sistema neuromuscular 28 Manifestações da força 28 Adaptações agudas 28 Adaptações crônicas 29 3. EXERCÍCIO EM DIFERENTES AMBIENTES 32 Exercício e Altitude 32 Adaptações resultantes da exposição à hipóxia 34 Adaptações no sistema respiratório 34 Adaptações cardiovasculares 35 Adaptações Hematológicas 35 Composição corporal 35 Hipóxia e desempenho 36 Viver alto e treinar alto 36 Viver alto e treinar baixo 36 Treinamento Hipóxico Intermitente 37 Termorregulação e Exercício 37 Hipertermia e hidratação 40 Exercício no frio 41 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 45 4 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA Ementa Conceitos da fisiologia da atividade física. Metabolismo energético e transferência de energia no exercício. Consumo de energia durante o repouso e no exercício físico. Adaptações cardiorrespiratórias e neuromusculares no exercício físico. Respostas agudas e crônicas do sistema cardiorrespiratório e neuromuscular ao exercício físico em diferentes intensidades. Resposta ao exercício em ambientes diversos. Objetivo geral Esse material, se dispõe a gerar conhecimento sobre os conceitos básicos da disciplina de Fisiologia do Exercício, por exemplo, Consumo máximo de oxigênio, limiar anaeróbio, transferência de energia e exercício em ambientes hostis. Objetivos específicos Compreender os conceitos básicos relacionados a fisiologia do exercício. Compreender as maneiras que ocorrem as transferências de energia. Compreender a importância do limiar anaeróbio. as recomendações de atividade física para gestantes. Compreender as adaptações agudas e crônicas dos sistemas cardiovascular e neuromuscular. Por último, mas não menos importante, quais são as respostas do organismo ao realizar exercício físico em diferentes ambientes. Habilidades e competências Estimular a autonomia, a pró-atividade e o gerenciamento do tempo em relação aos estudos e formação profissional. Aplicar os conceitos apresentados no material em sua prática profissional. 5 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Desenvolver a boa comunicação técnica e científica. Organização do Caderno de Estudos Para facilitar o seu estudo, o material foi organizado em unidades, subdivididas em capítulos, de forma didática e objetiva. Além disso, este conteúdo foi baseado levando em consideração a aula presencial. A temática foi abordada por meio de textos básicos, com a inserção de ícones para estimular a reflexão, organizar as ideias e deixar a sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, as referências bibliográficas utilizadas neste material. Fique à vontade para utilizá-las como fonte de consulta para aprofundar seus estudos. A seguir, apresentamos a breve descrição dos ícones utilizados na organização deste Cadernos de Estudos. Atenção Chamadas inseridas no texto para direcionar o seu pensamento a pontos importantes. Provocação Questões que buscam instigar o estudante a refletir (a ter a sua opinião) sobre determinado assunto. Saiba Mais Links ou informações complementares para complementar ou elucidar o assunto abordado. 6 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Leitura Complementar Sugestões de leituras adicionais (artigos científicos), vídeos e sites confiáveis para aprofundamento do estudo. Sintetizando Texto que resume o conteúdo, facilitando a compreensão pelo aluno sobre trechos mais complexos. 8 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) 1. CONCEITOS, METABOLISMO E TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA Na unidade I, discorreremos sobre conceitos que são peças chave para os profissionais da saúde e outros que porventura terão contato com o ambiente da atividade física e exercício físico. Geralmente esses temas são utilizados com fins comuns, no entanto, veremos que cada um possui a sua diferença. Seguindo nesta unidade, abordaremos o metabolismo energético bem como as suas particularidades. Como por exemplo, a ativação de determinado metabolismo em função da intensidade do exercício. O que é uma molécula de adenosina trifosfato (ATP) seu papel na homeostase e finalmente, mas não menos importante a produção de lactato em função da intensidade do exercício, o lactato é o “mocinho” ou o “vilão” dentro da célula muscular. Conceitos da fisiologia da atividade física Comumente, os termos, atividade física e exercício físico são usados como expressões equivalentes, no entanto, esses termos não são sinônimos. 9 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Atividade física é definida como qualquer movimento corporal produzido pela contração dos músculos esqueléticos e que resulta em um aumento substancial em relação ao dispêndio de energia em repouso, podendo ser classificada com relação aos seus domínios (lazer, trabalho, transporte e atividades domésticas) e intensidade (leve, moderada e vigorosa) (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010; CASPERSEN; POWELL; CHRISTENSON, 1985). Exercício físico, é um tipo de atividade física que consiste em um movimento corporal planejado, estruturado e repetitivo que é realizado para aprimorar ou prescrever um ou mais componentes da aptidão física. Aptidão física é tipicamente definida como um conjunto de atributos ou característica se relacionam com a capacidade de realizar uma atividade física. De maneira geral, essas características são separadas em componentes relacionados à saúde ou relacionados às habilidades(AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010; CASPERSEN; POWELL; CHRISTENSON, 1985). Além dos conceitos supracitados, é importante definir a enorme gama de fatores dentro de uma prescrição. Como por exemplo, intensidades associadas as âncoras fisiológicas (limiares metabólicos e carga máxima). A intensidade do exercício pode ser quantificada por meio percentual do consumo máximo de oxigênio (%VO2max), reserva do consumo de oxigênio (VO2R), reserva da frequência cardíaca (FC_R), frequência cardíaca máxima (FCmáx), equivalentes metabólicos (MET), percentual da carga máxima associada ao consumo máximo de oxigênio (iVO2max) e limiares metabólicos (limiar anaeróbio e limiar de compensação respiratória) (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010; BINDER et al., 2008). Programas de exercício estruturados são mais eficazes dos que os não estruturados, tanto para indivíduos sem nenhum acometimento da saúde, como indivíduos portadores de doenças cardiovasculares. A prescrição correta é fundamental, seja elarealizada em qualquer uns dos parâmetros supracitados (BINDER et al., 2008). Para a determinação das intensidades, basicamente são utilizados dois tipos de métodos, os 10 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) diretos (invasivos ou pouco invasivos) e os indiretos (não invasivos). Que por sua vez, são obtidos por meio de um teste incremental, ou teste ergométrico ou teste de esforço cardiopulmonar ou teste de esteira, todos significam que foi realizado um exercício físico (corrida, ciclismo, natação, musculação, tênis de mesa e etc) que em função do tempo a intensidade aumentou até que o participante interrompa a sua prática por não conseguir mais desenvolver a prática. Dessa forma as intensidades podem ser divididas em atividades de intensidade “LEVE”, intensidade “MODERADA” e intensidade “VIGOROSA”, essas classificações podem ser alteradas de acordo com diferentes autores (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010; BENTLEY; NEWELL; BISHOP, 2007; BINDER et al., 2008; SEILER; KJERLAND, 2006; SVEDAHL; MACINTOSH, 2003). Uma maneira mais fácil de quantificar e descrever o gasto energético da atividade física é por meio dos equivalentes metabólicos (MET), que é definido como múltiplo da taxa metabólica basal, equivale à energia suficiente para um indivíduo se manter em repouso, representado na literatura pelo consumo de oxigênio (VO2) de aproximadamente 3,5 ml/kg/min (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010; COELHO-RAVAGNANI et al., 2013). Outra aplicação muito interessante desse conceito é a sua relação com a intensidade, por exemplo, um trote leve a uma velocidade de 8km.h-1 corresponde a um gasto de 8 METs, uma corrida a 11 km.h-1 corresponde a um gasto de 11 METs (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010). Conhecido como índice de potência aeróbia, o consumo máximo de oxigênio (VO2max) é definido como quantidade máxima de oxigênio que o organismo é capaz de captar (respiração), transportar (sistema cardiovascular) e metabolizar (sistema muscular) o oxigênio na biossíntese oxidativa de ATP (GOBBI; VILLAR; ZAGO, 2005). O VO2max pode ser expresso de duas formas, em valores absolutos, litros x minuto (L.min-1) ou em valores relativos ao peso corporal do indivíduo, mililitros x quilo de peso corporal x minutos (ml.kg.min-1). O limiar anaeróbio (LAn) é caracterizado quando existe um equilíbrio dinâmico máximo entre 11 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) produção e remoção do lactato, e é um índice fisiológico que representa excelente aplicação como meio de determinação da intensidade de treinamento. Também é conhecido como índice de capacidade aeróbia, é utilizado em indivíduos, atletas, não atletas, saudáveis e não saudáveis (AZEVEDO et al., 2009). Sua determinação pode ser realizada por inúmeras ferramentas, mas o padrão ouro é por meio da quantificação das concentrações de lactato no sangue (mais será abordado no capítulo seguinte). A frequência cardíaca é a quantidade de vezes que o coração bate por minuto, a FC é um dos componentes do consumo de oxigênio, logo, ela possui uma relação semelhante a do VO2 frente ao exercício físico, além de ser um índice com maior facilidade em sua aplicação no quadro 1 estão descritas as relações entre intensidades e os percentuais do consumo de oxigênio de reserva e frequência cardíaca máxima e de reserva (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010). Quadro 1. Classificação da intensidade da atividade física. Intensidade Relativa Intensidade VO2R (%) FCreserva(%) FCmáxima(%) Muito Leveadenina, ribose e três fosfatos. O ATP pode ser produzido a partir de adenosina difosfato (ADP), fosfato inorgânico (Pi) e um íon hidrogênio (H +). A energia necessária para ligar o ADP ao Pi pode ser obtida em com ou sem a presença de oxigênio (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). Via anaeróbia alática A nomenclatura da via energética já fornece informações sobre como ela funciona. Dessa maneira, essa via não necessita de oxigênio (anaeróbia) em seus processos e não tem como produto a 14 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) formação do lactato. O seu funcionamento depende das concentrações de creatina fosfato (PCR), que é finito na célula muscular. Sua ativação é imediata, em atividades que necessitam de altas quantidades de disponibilidade de energia, mas isso ocorre por poucos segundos. Em uma situação que o exercício deve continuar por mais tempo que (até 30 segundos) outras vias energéticas serão ativadas (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012; MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). O fornecimento de energia depende de uma única reação química. O ATP que foi hidrolisado na célula em ADP e pi, será ressintetizado a partir da hidrólise da CPR em creatina e pi, por meio da ação da enzima creatina quinase. O pi liberado dessa reação será ligado novamente na molécula de ADP para a formação de uma nova molécula de ATP. Via anaeróbia lática A via anaeróbia lática, também é conhecida como glicólise, tem como característica, ao final, a conversão da molécula de piruvato para lactato que por sua vez vai para a corrente sanguínea. Sem a utilização de oxigênio em seus processos químicos e a glicólise ocorre no citoplasma celular. É composta por mais reações, aproximadamente onze, que tem como objetivo clivar uma molécula de glicose em duas de piruvato para a formação de ATP. O piruvato por sua vez possui três possíveis destinos: a fermentação para a transformação em álcool, a conversão em lactato ou a conversão para Acetil Coenzima A (Acetil CoA), que segue no metabolismo aeróbio. Brevemente, no citoplasma são encontradas as moléculas de nicotinamida-adenina- dinucleotídeo (NAD) e a flavina- adenina-dinucleotídeo (FAD) que são extremamente importantes, pois tem a função de “aceitar” os íons de Hidrogênio (H+) esses íons são responsáveis por acidificar o meio celular. Ainda, durante a glicólise o saldo é de 2 moléculas de ATP (MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). A glicólise pode ser didaticamente dividida em duas partes, a primeira é chamada de etapa de investimento, nessa etapa que é constituída de 4 reações, ocorre o gasto de duas moléculas de ATP, na conversão de glicose para glicose-6-fosfato e na conversão de 15 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) frutose-6-fosfato para frutose-1,6- difosfato. Após essa última reação citada, a molécula de glicose que vinha sendo clivada deixa de ser uma hexose (6 carbonos) para duas moléculas, cada uma com 3 carbonos (triose) isso duplica a capacidade de funcionamento de todo o processo. Então se inicia a segunda etapa, a etapa de pagamento. Nessa etapa, as moléculas de NAD vão aceitar os H+ que foram produzidos até o final do processo, essa aceitação dos H+ formam o complexo NADH e é fundamental para a manutenção do pH celular. Ainda, são formadas mais 4 moléculas de ATP, 2 de cada lado da cadeia de reações. Já na última reação, é formada a molécula de piruvato, que por meio da ação da enzima lactato desidrogenase (LDH) pode aceitar o H+ das moléculas de NADH e formar o LACTATO (AZEVEDO et al., 2009; MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). Assim, voltamos a indagação no início da Unidade, essa é para vocês pensarem, o lactato é o vilão ou o mocinho dos mecanismos energéticos celulares? O lactato, é então eliminado para a corrente sanguínea onde será tamponado ate a formação de uma molécula de dióxido de carbono, essa molécula é chamada de CO2 metabólico. Via aeróbia A via aeróbia utiliza o oxigênio para a formação de energia, que pode ser produzida a partir da glicose, dos lipídeos (gorduras) e os aminoácidos (proteínas). Todos os substratos passam por uma etapa denominada de Ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido tricarboxilico. Ao final da glicólise, a outra opção do piruvato é seguir na cadeia de reações, com a coenzima A (CoA) e a partir daí ser convertido em uma molécula de Acetil CoA. Nessa reação, ocorre a produção de 1 molécula de NADH e uma de CO2 que é denominado de CO2 respiratório. Para que o processo continue, a molécula de Acetil CoA que agora é permeável a membrana mitocondrial, deve entrar na mitocôndria e reagir no ciclo de Krebs, que é um conjunto de reações que tem como objetivo degradar o substrato Acetil Coa em CO2 e átomos de H+ que serão então oxidados na cadeia transportadora de elétrons permitindo a fosforilação oxidativa com consequente ressíntese de ADP para ATP (MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). 16 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Metabolismo dos lipídeos – β oxidação. Os lipídeos, que no sague estão presentes como ácidos graxos livres, tem a mesma constituição da molécula de carboidrato, mas com tamanhos diferentes. Para que ocorra o fornecimento de energia, também devem passar por alguns processos. O ácido graxo é então combinado com a CoA para formar o acil-CoA-graxo, a seguir, o carbono beta (segundo carbono a partir da direita) do acil-CoA-graxo se liga a uma molécula de oxigênio no processo chamado de β oxidação. A seguir, a porção de dois carbonos de molécula à direita é quebrada, para liberar acetil-CoA, ao mesmo tempo em que outra molécula de coenzima A liga-se à extremidade da porção remanescente da molécula de ácido graxo, formando nova molécula de acil-CoA-graxo. A cada vez que esse processo ocorre, a molécula de ácido graxo fica com dois carbonos a menos (MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). Metabolismo de proteínas Os aminoácidos, sendo 20 tipos ao todo, possuem distintas vias de metabolização até chegarem ao Ciclo de Krebs e podem entrar como Acetil CoA ou, então, como um de seus produtos intermediários. Por essa razão, veremos que não é possível quantificar a quantidade de energia formada na sua degradação. Cadeia transportadora de elétrons A última etapa do metabolismo aeróbio é denominada de cadeia transportadora de elétrons (CTE), essa cadeia tem papel fundamental no controle dos íons H+, que são levados até a CTE acoplados nas moléculas NADH e FADH produzidas na etapa da glicólise e no ciclo de Krebs. O NADH formará 3 ATPs e o FADH formará 2 ATPs. A grande maioria das moléculas de ATP que são formadas no metabolismo aeróbio são provenientes desta próxima etapa. Então o oxigênio entra em ação, ele é necessário para impedir que os H+ se acumulem na mitocôndria, e a ligação entre eles formará moléculas de água. 17 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Para que ela ocorra, os H+ que vinham ligados ao NAD ou ao FAD deixam seus elétrons que passam por essa cadeia e são bombeados para o espaço entre as membranas, criando um gradiente de H+. Esse gradiente é que faz com que o complexo ATP sintase produza ATP a partir de ADP e Pi. O oxigênio de nossa respiração entra nessa reação para tamponar os íons H+ e formar moléculas de água, o que evita quedas no pH intracelular (MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). Então, de maneira resumida, vimos que uma molécula de PCRconsegue ressintetizar uma molécula de ATP. A glicose metabolizada anaerobiamente consegue produzir um saldo de 2 ATPs, enquanto metabolizada 2 aerobiamente ela pode produzir um saldo de 36 ATPs. O metabolismo aeróbio é muito eficiente neste sentido, pois moléculas de ácidos graxos podem levar à produção de mais de 100 moléculas de ATP. Potencias bioenergéticas A partir de agora, não trataremos mais as vias metabólicas como vias energéticas, e, sim, como potências bioenergéticas, pois a implicação delas para o exercício está na velocidade com que fornecem energia para o exercício. Potência anaeróbia alática: É a mais rápida das três, pois depende, apenas, da quebra de PCR. É típica de exercícios de altíssima intensidade e curtíssima duração (10 a 15s). Em termos de atividades, poderíamos citar uma corrida de 100m rasos. Seu estoque é finito, dependente das concentrações de PCR. Potência anaeróbia lática: em termos de intensidade e duração, é intermediária, pois a via glicolítica depende de 11 reações químicas até a formação do lactato. Pode-se dizer que é utilizada, com maior ênfase, em atividades de alta intensidade e curta duração (30-90s), como uma prova de 400m. A produção de lactato, é um importante marcador da intensidade do exercício. Potência aeróbia: esta é a mais lenta de todas, por depender, também, do Ciclo de Krebs e da cadeia transportadora de elétrons, e, por isso, a intensidade é baixa. Entretanto, como seus produtos são moléculas de água e CO2, a duração é elevada, podendo chegar a horas. Típica de provas de longa distância. 18 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) A partir das análises das potencias bioenergéticas, será que existe um algum esforço físico puramente anaeróbio, ou seja, sem a participação aeróbia? Para aprofundar os estudos, sugiro fortemente a leitura do seguinte artigo científico? AZEVEDO, P. H. S. M. et al. Limiar Anaeróbio e Bioenergética: uma abordagem didática e integrada. Revista da Educação Física/UEM, v. 20, n. 3, p. 453–464, 2009. Além do artigo, também sugiro assistir os seguintes vídeos sobre metabolismo: https://www.youtube.com/playlist?list=PL8PSXQjPRXi0lfgV9J EwS7JMmmtczP8DU Limiar anaeróbio O Limiar anaeróbio é uma das variáveis mais estudadas pelos pesquisadores das ciências do esporte. É um importante marcador de intensidade que é utilizado como âncora para a prescrição do treinamento físico, em corrida, ciclismo, natação, tênis de mesa, artes marciais e musculação em diversas faixas etárias e diversas populações. O aparecimento do lactato na corrente sanguínea se dá por meio do aceite de íons H+ pelo piruvato na tentativa de postergar a fadiga por uma possível acidificação do citoplasma celular. Esse acúmulo marca um aumento da ativação da via glicolítica por meio do aumento da demanda metabólica (AZEVEDO et al., 2009; SVEDAHL; MACINTOSH, 2003). Na figura 1, está descrita a resposta das concentrações de lactato em um teste incremental. https://www.youtube.com/playlist?list=PL8PSXQjPRXi0lfgV9JEwS7JMmmtczP8DU https://www.youtube.com/playlist?list=PL8PSXQjPRXi0lfgV9JEwS7JMmmtczP8DU 19 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Figura 1. Valores hipotéticos das concentrações de lactato frente a um teste incremental. [Lac], concentrações sanguíneas de lactato. O Limiar anaeróbio pode ser definido de várias formas; É o momento, em relação à intensidade do esforço físico ou consumo de oxigênio, em que a produção de ATP é suplementada pela glicólise anaeróbia, com formação de ácido lático. É a mais alta intensidade do esforço físico mantida plenamente pelas vias aeróbias. É caracterizado quando existe um equilíbrio dinâmico máximo entre a produção e reconversão do ácido lático. Existem diversas formas e equipamento para a sua determinação. O padrão ouro é através das concentrações sanguíneas de lactato. Dentre os diversos testes, o conhecido como padrão ouro é a Máxima fase estável de lactato (MFEL). A MFEL, definida como a maior concentração de lactato que pode ser alcançada para a manutenção de um estado de equilíbrio em um exercício submáximo com carga de trabalho constante. Assim, a carga de trabalho correspondente à MFEL representa a maior intensidade submáxima que pode ser realizada sem a contribuição do metabolismo anaeróbio (AZEVEDO et al., 2009; SVEDAHL; MACINTOSH, 2003). Embora esse método seja o padrão ouro, apresenta grandes desvantagens, como a necessidade de vários dias para a realização do protocolo inteiro. Na figura 2, está 20 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) representada um exemplo de teste de MFEL. O limiar anaeróbio ocorre aproximadamente entre 50% até 60% do consumo máximo de oxigênio em indivíduos não treinados e em aproximadamente em 65% a 80% em indivíduos treinados aerobiamente, o que permite a esses indivíduos realizar esforços em intensidades mais altas sem o acúmulo de lactato. Figura 2. Valores hipotéticos de um teste de Máxima fase estável de Lactato. É definida como velocidade da MFEL, a máxima intensidade que as concentrações de lactato variem menos que 1 mmol, em nosso caso, a MFEL foi em 11km.h. Como citado anteriormente, o limiar anaeróbio pode ser determinado por diversas maneiras, pesquise sobre elas e escolha uma direta (invasiva) e uma indireta (não invasiva) e discorra sobre vantagens e desvantagens. 21 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Para aprofundar os estudos, sugiro fortemente a leitura dos seguintes artigos científicos? AZEVEDO, P. H. S. M. et al. Limiar Anaeróbio e Bioenergética: uma abordagem didática e integrada. Revista da Educação Física/UEM, v. 20, n. 3, p. 453–464, 2009. BENTLEY, D. J.; NEWELL, J.; BISHOP, D. Incremental Exercise Test Design and Analysis. Sports Medicine, v. 37, n. 7, p. 575–586, 2007. SVEDAHL, K.; MACINTOSH, B. R. Anaerobic threshold: the concept and methods of measurement. Canadian journal of applied physiology = Revue canadienne de physiologie appliquee, v. 28, n. 2, p. 299–323, 2003. 23 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) 2. CONSUMO DE OXIGÊNIO E RESPOSTAS AGUDAS E CRÔNICAS DO SISTEMA CARDIOVASCULAR EM DIFERENTES INTENSIDADES Na unidade II, discorreremos sobre o significado do consumo máximo de oxigênio, a sua importância frente aos aspectos relacionados a saúde do ser humano. Além disso, discorreremos sobre as respostas agudas e crônicas que a prática de exercício físico pode causar no organismo. Consumo de oxigênio Como já citado na unidade anterior, o consumo de oxigênio (VO2) é a capacidade de captar, transportar e metabolizar o oxigênio para a biossíntese oxidativa de ATP. Quando o indivíduo se encontra em exercício máximo, o VO2 passa a ser máximo também, dessa forma é possível obter um índice de pleno funcionamento dos sistemas respiratório, cardiovascular e muscular frente a uma elevada 24 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) demanda energética. A relação do VO2 com o aumento da intensidade é praticamente linear, ou seja, aumentam na mesma proporção FIGURA 3. Essa análise é muito importante para a prescrição de programas de treinamento, principalmente para emagrecimento. Em repouso, na média populacional os valores de VO2 são de aproximadamente 0,3 litros porminutos, e atingindo valores máximos de até 6 litros por minuto (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE, 2010; GOBBI; VILLAR; ZAGO, 2005; KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). Para a sua obtenção, são utilizadas métodos diretos e indiretos, os quais se considera direta, a utilização de um analisador de gases, o que permite avaliar a aptidão cardiorrespiratória com maior fidedignidade, no entanto, o custo elevado do equipamento e a necessidade de pessoal especializado fazem com que o método seja pouco utilizado na rotina prática. Já o método indireto faz o uso de equações preditivas e medem algum parâmetro relacionado ao desempenho cardiorrespiratório máximo (frequência cardíaca, intensidade da carga máxima suportada, entre outros). Dessa forma, ambos os métodos (equações preditivas e o método direto de análise de gases) podem apresentar vantagens e desvantagens (BERTUCCI et al., 2016). A medida do VO2máx é fundamental, tanto para as ciências do esporte como para a saúde de forma geral, por englobar em um único índice, as respostas dos sistemas cardiorrespiratório e muscular. Assim, ele possui relação direta com a saúde do indivíduo, onde quanto mais elevado forem os valores de VO2max, teoricamente melhor é o nível de aptidão aeróbia, e o contrário é verdadeiro. Outro ponto fundamental, existem diferenças nos valores de VO2max quando comparados, homens e mulheres, jovens, adolescentes e idosos, treinados e não treinados e portadores de doenças crônicas não transmissíveis contra seus pares hígidos no quadro 3 estão descritos os valores normativos para homens (GOBBI; VILLAR; ZAGO, 2005). 25 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Quadro 3. Valores para classificação cardiorrespiratória em homens, de acordo com o American College os Sports Medicine. Idade Classificação Muito Fraca Fraca Regular Boa Excelente 20-29O sistema neuromuscular é constituído do tecido muscular esquelético e das suas conexões com o sistema nervoso, que são conhecidas como placas motoras. As adaptações no sistema neuromuscular também dependem da intensidade utilizada nos exercícios. A avaliação das adaptações do sistema neuromuscular em sua maioria, é realizada por meio dos exercícios de musculação, a partir da análise das diferentes formas de manifestação da capacidade física força. O aumento ou manutenção da força muscular é fundamental para o desempenho em diversas tarefas e atividades de vida diárias. Manifestações da força A capacidade física força, pode ser manifestada em função do percentual do teste de carga máxima, ou 1 repetição máxima (1RM), para o treinamento de força máxima é preconizado 1 a 3 repetições entre 95 e 100% de 1RM (treinamento da via ATP-CP), para o treinamento preconizado como hipertrofia 8 – 12 repetições entre 70 e 85% de 1RM (treinamento das vias ATP-CP e glicolítico), treinamento de potência, 12 – 15 repetições entre 50 e 65% de 1RM e por fim, treinamento de resistência muscular localizada acima de 20 repetições entre 30 e 45% de 1RM (treinamento da via aeróbia) (KRAEMER et al., 2002). Adaptações agudas Como adaptações agudas, em um teste incremental na musculação ocorre aumento discreto da FC, aumento discreto no DC, manutenção ou elevação da resistência vascular periférica, aumento acentuado da PAS, aumento discreto da PAD e aumento acentuado na PAM. 29 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Adaptações crônicas O aumento da força muscular de maneira crônica, mas em um período mais curto de até oito semanas, é atribuído principalmente as adaptações neurais, as adaptações hipertróficas aumentam gradativamente à medida que o treinamento progride. Embora o mecanismo em indivíduos treinados e não treinados seja o mesmo para o aumento da força, a chance de aumento é muito maior nos não treinados em relação aos treinados. Nos atletas ou indivíduos já treinados em musculação, o aumento da força muscular é resultante de ambiente hormonal anabólico ao invés do aumento das adaptações neurais. Dentre as adaptações neurais, destacam-se um aumento na coordenação intramuscular (número de unidades motoras recrutadas, aumento do tamanho dessas unidades, frequência de impulsos para uma mesma carga e inibição do órgão tendinoso de golgi) e coordenação intermuscular. Já, mais a longo prazo se destacam as adaptações morfológicas ou ainda chamadas de fatores musculares, como a hipertrofia e hiperplasia (GOBBI; VILLAR; ZAGO, 2005; KENNEY; WILMORE; COSTILL, 1999; KRAEMER et al., 2002; KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). Importância do TR para a vida. A prática de musculação em idosos parece ser benéfica para o aumento do desenvolvimento muscular, potência, densidade mineral óssea além de benefícios cardiovasculares e função cognitiva. O aumento da força muscular como da hipertrofia pode atenuar o desenvolvimento da sarcopenia. Como que a prática em musculação pode auxiliar em aspectos cognitivos em idosos? Sobre as adaptações cardiovasculares, quais fatores que influenciam no consumo máximo de oxigênio? E por que podemos observar nos testes, valores considerados consumo PICO de oxigênio e consumo MÁXIMO de oxigênio? 30 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Para aprofundar os estudos, sugiro fortemente a leitura dos seguintes artigos científicos? BENTLEY, D. J.; NEWELL, J.; BISHOP, D. Incremental Exercise Test Design and Analysis. Sports Medicine, v. 37, n. 7, p. 575–586, 2007. SMIRMAUL, B. P. C.; BERTUCCI, D. R.; TEIXEIRA, I. P. Is the VO2max that we measure maximal? Frontiers in Physiology, v. 4, p. 203, 5 ago. 2013. 32 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) 3. EXERCÍCIO EM DIFERENTES AMBIENTES Na unidade III, discorreremos sobre como o organismo humano consegue se adaptar as mais adversas condições ambientais a que é exposto no planeta. Então, esta unidade discorrerá dos desafios enfrentados as baixas pressões de oxigênio encontradas na altitude, mas também abordaremos um possível efeito potencializador da exposição à hipóxia para o desempenho ao nível do mar. Abordaremos também, como é que ocorre a termorregulação em ambientes quentes e ambientes frios, pois, nesses casos, a termorregulação é fundamental para o correto funcionamento do organismo. Exercício e Altitude A fisiologia da altitude, tem como objeto de estudo descrever e interpretar as respostas fisiológicas, agudas e crônicas do organismo em exposição a ambientes de moderada (1400 a 3000 metros) ou elevada altitude (3000 a 8850 metros).A primeira vez que a altitude chamou a atenção do mundo esportivo, foi na década de 1960, nos jogos Olímpicos na cidade do México, que fica em uma altitude de 2.300 metros. Nesse momento, diversos recordes foram quebrados enquanto outros não foram 33 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) alterados. De maneira intrigante para a época, as provas mais longas do atletismo apresentaram pioras significativas em relação aos jogos anteriores (KENNEY; WILMORE; COSTILL, 1999; KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). O principal problema enfrentado pelo organismo na altitude, é a diminuição da pressão barométrica à medida que a altitude aumenta. O ar atmosférico é constituído da somatória de diversos gases (oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio), assim, com o aumento da altitude a pressão do oxigênio (denominada de pressão parcial de oxigênio) a pO2 diminui o que resulta no quadro de hipóxia (MAGALHÃES et al., 2002). A pO2 diminuída, vai interferir diretamente em todo o caminho que o oxigênio faz no organismo, principalmente nas trocas gasosas. Nesse contexto, um ponto deve ficar claro, não é falta de O2 que gera o problema, os percentuais de cada gás se mantêm a mesma oxigênio (20,93%), bem como outros gases (CO2, 0,03% e nitrogênio, 79,04%), o que muda é a quantidade de pressão exercida sobre as moléculas de cada gás (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012; MAGALHÃES et al., 2002). Além disso, em situações de hipóxia hipobárica (expedições a montanhas), o organismo enfrenta outros desafios em função das condições inóspitas. Pessoas que não são aclimatadas, devem tomar muito cuidado com subidas muito rápidas a altitudes superiores a 2500/3000 metros, pois, isso pode gerar quadro patológico denominado de mal agudo da montanha (MAM), com sintomas como cefaleias, anorexia, tonturas, náuseas, fraqueza, vómitos, distúrbios no sono. O surgimento desses sintomas está associado a uma subida rápida, que pode se agravar nas primeiras 24 horas, com regressão dos sintomas entre 2 e 4 dias. Caso, esses sintomas persistam após esse período, e o indivíduo não realizar a decida da altitude, poderá induzir complicações mais graves, nomeadamente edema pulmonar e cerebral de elevada altitude (MAGALHÃES et al., 2002). Embora, a exposição crônica possa gerar adaptações (aumento da quantidade de células vermelhas), em altitudes superiores a aproximadamente 5500 metros, a permanência e/ou o desempenho serão severamente afetados, além da ocorrência de deterioração tecidual 34 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) e orgânica à eficácia dos mecanismos de adaptação a longo prazo(KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). Adaptações resultantesda exposição à hipóxia As adaptações ocorrem justamente na tentativa de a minimizar o efeito deletério da diminuição pO2 ambiental e seus efeitos nos diferentes tecidos. Adaptações nos sistemas respiratório e circulatório, na regulação hormonal e hídrica, nos componentes hematológicos e na morfologia e metabolismo musculares, entre outras, parecem contrariar os efeitos fisiológicos da rarefação de moléculas de oxigénio para os tecidos (MAGALHÃES et al., 2002). Adaptações no sistema respiratório De maneira aguda, a resposta mais observada, em uma exposição aguda e em situação de repouso é o aumento acentuado da ventilação minuto (quantidade de ar mobilizado por minuto), isso se dá por meio do aumento do volume corrente e da frequência respiratória. Estruturas chamadas de quimiorreceptores periféricos são capazes de detectar as alterações nas concentrações de oxigênio no sangue, dessa forma, esse aumento acontece na tentativa de corrigir o conteúdo de oxigênio nos alvéolos pulmonares (MAGALHÃES et al., 2002). Ainda, pelo aumento da ventilação minuto, ocorre o desenvolvimento de uma alcalose respiratória (excesso de dióxido de carbono eliminado da expiração) e isso causa um aumento do pH sanguíneo e desvio da curva da oxihemoglobina para a esquerda. Contudo, se a alcalose respiratória se pode traduzir em benefício, na medida em que aumenta a fixação do oxigénio à hemoglobina a nível pulmonar uma alcalose acentuada e prolongada não é compatível com as funções biológicas normais, perturbando a funcionalidade e a estrutura de numerosas proteínas celulares vitais. Por isso, com o decorrer dos dias de permanência em altitude e de aclimatação, o incremento da excreção renal de bicarbonato e da concentração de 2,3 difosfoglicerato nos glóbulos vermelhos tendem, ainda que não completamente, a restabelecer o pH para valores mais próximos dos observados em indivíduos ao nível 35 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) do mar e a deslocar, ainda que não completamente, a curva de dissociação para a direita novamente (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012; MAGALHÃES et al., 2002). Adaptações cardiovasculares Relativamente às adaptações cardiovasculares, a exposição aguda à hipóxia hipobárica, desencadeia um aumento da atividade do sistema nervoso autónomo simpático, que promove o incremento da frequência cardíaca e do débito cardíaco em repouso e em exercício submáximos e alterações do fluxo sanguíneo por vasoconstrição seletiva. A exposição prolongada a elevadas altitudes parece, no entanto, promover uma diminuição significativa do volume plasmático e, conjugadamente com a redução da frequência cardíaca máxima, implicar a diminuição do débito cardíaco máximo devido ao elevado índice de perda de água por sudação e pela ventilação, aumento da diurese, incremento da permeabilidade capilar e inadequada ingestão de fluidos. Adaptações Hematológicas A diminuição do conteúdo arterial de oxigénio, característica da exposição a ambientes de hipóxia, estimula a produção e secreção de um hormônio chamado eritropoietina (EPO), que é produzido em sua maioria nos rins. Que por sua vez vai agir diretamente na medula óssea e aumentar a produção de eritrócitos e consequentemente aumento nas concentrações de hemoglobina, valores de hematócrito e por fim, a massa total de hemoglobina, essa última utilizada pelas agências de controle anti-doping internacionais para rastrear os atletas durante o ano (LOBIGS et al., 2018; MAGALHÃES et al., 2002). Composição corporal Sobre a massa corporal, Em uma recente meta-análise, os mecanismos por trás da diminuição são atribuídos ao aumento do gasto energético de repouso, o que gera aumento na taxa metabólica basal, além disso nessas situações é corriqueiro observar a ingestão inadequada de nutrientes, perda de líquidos e má absorção gastrointestinal (DÜNNWALD et al., 2019). 36 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Hipóxia e desempenho O principal objetivo do treinamento associado a hipóxia é induzir adaptações fisiológicas que promovam melhora do desempenho, as quais não seriam mais pronunciadas que no modelo de treinamento realizado ao nível do mar (MILLET et al., 2010). A situação de hipóxia melhora fatores periféricos e centrais, dentre os fatores centrais, parece aumentar as quantidades de eritropoietina (EPO), do hematócrito (Htc) e as concentrações de hemoglobina ([Hb]) (VOGT et al., 2001), melhorando a capacidade do sangue transportar oxigênio. Além disso, ocorrem adaptações a níveis moleculares, por meio a estabilização do fator indutível de hipóxia (HIF-1α) são desencadeadas respostas para aumentar a densidade capilar no músculo e a quantidade de transportadores de glicose (GLUT-1 e GLUT-4) (HOPPELER; KLOSSNER; VOGT, 2008; HOPPELER; VOGT, 2001). Estas adaptações centrais e periféricas observadas com o treinamento em hipóxia, têm sido relacionadas com o aumento do consumo pico de oxigênio (V̇O2pico)(VOGT et al., 2001). Existem diversas estratégias de exposição à hipóxia. Viver alto e treinar alto O treinamento clássico de hipóxia (i.e. treinar e descansar na altitude), as baixas concentrações de oxigênio promovem um estresse fisiológico superior em comparação a situação de normóxia (RICHALET; GORE, 2008), diminuindo a carga absoluta de exercício nesse modelo de treinamento. Em conjunto, estas limitações sugerem que os efeitos da hipóxia sobre os ajustes sanguíneos e celulares sejam dependentes do tempo e/ou do modo de exposição a as baixas frações de oxigênio. Viver alto e treinar baixo Na década dos anos 1990, Levine & Stray-Gundersen (LEVINE; STRAY-GUNDERSEN, 1997) introduziram o modelo de treinamento conhecido como “viver alto e treinar baixo” (VATB). Neste modelo as sessões de treinamento são realizadas em baixas altitudes e os participantes são expostos a hipóxia durante os períodos de recuperação ou sono (LEVINE; STRAY-GUNDERSEN, 1997; RICHALET; GORE, 2008; SAUGY et al., 2014). Assim, a carga de treinamento é mantida e a exposição a hipóxia pode ser realizada por 37 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) meio de tendas que simulam esta condição, diminuindo os custos envolvidos com o deslocamento para grandes altitudes. Treinamento Hipóxico Intermitente Nesse método os atletas treinam ou são expostos a hipóxia situações normobárica simulada ou menos frequentemente em um ambiente de alta altitude natural sob condições hipobárica, enquanto vivem sob condições normóxia. Comparado a outros métodos conhecidos de treinamento em altitude, o EIH apresenta algumas vantagens essenciais que podem ser utilizadas como um componente integral do treinamento atlético moderno, visando o desempenho máximo (CZUBA et al., 2017; KATAYAMA et al., 2004). Entre eles, os mais evidentes são: 1) O EIH evita que os atletas sofram distúrbios do sono e desidratação, que são sintomas típicos observados durante uma estadia prolongada em altitude quando outros modelos de treinamento em altitude são aplicados; 2) recuperação após as sessões de treinamento em EIH sob condições de normóxia, que impedem os atletas de efeitos deletérios da hipóxia prolongada e diminuem o tempo de recuperação pós-treinamento, e 3) o tempo gasto além do treinamento em condições de hipóxia pode ser usado para a atividade normal de treinamento (CZUBA et al., 2017). Termorregulação e Exercício O controle da temperatura corporal central(Tc) é crítico, pois as estruturas celulares e as vias metabólicas são altamente influenciadas pela temperatura as quais alteram o desempenho físico e em condições extremas podem levar o indivíduo a morte. A esse controle é dado o nome de termorregulação. Os receptores que identificam as aumentos ou diminuições na temperatura estão localizados na periferia e no hipotálamo. Os receptores periféricos estão localizados na sob a pele e na cavidade abdominal, os receptores centrais, além do hipotálamo estão localizados no tronco cerebral e medula espinhal (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). No exercício no calor, o desafio é manter a termorregulação funcionando para que ocorra a dissipação correta de calor. A 38 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) inabilidade de dissipar o excesso de calor pelos diversos mecanismo pode criar problemas para a manutenção da temperatura interna (37 =/- 0,2 °C). Em condições ambientais de elevada humidade e calor a temperatura interna pode aumentar rapidamente para 41°C o que resulta em graves lesões. Dessa maneira, é fundamental entender como a fisiologia se comporta em ambientes com essas características para prevenir essas lesões que podem ser fatais (GOBBI; VILLAR; ZAGO, 2005; KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012; MAUGHAN; GLEESON; GREENHAFF, 2000). O controle da temperatura é realizado pelo hipotálamo que tem a função de integrar todos os sinais recebidos da periferia e do próprio sistema nervoso central e elaborar as repostas mais apropriadas, dessa maneira, ele funciona como um termostato corporal na figura 4. 39 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Figura 4. Esquema da termorregulação em ambientes quentes e frios, TMB: taxa metabólica basal, ↓, diminuição e ↑, aumento. A dissipação de calor no corpo ocorre por meio de quatro mecanismos, que atuam na direção de resfriar o organismo mais rapidamente para manter a temperatura central em valores apropriados. São eles, 1-) convecção, 2-) condução, 3-) radiação e 4-) evaporação (KENNEY; WILMORE; COSTILL, 1999). Convecção; transferência de calor condutiva do corpo para as moléculas de ar ou água ao redor da superfície corporal (ex: permanecer em frente a um ventilador ligado; as moléculas aquecidas se afastam do corpo. No repouso esta perda é de cerca de 10%. Condução; transferência de calor do corpo para objetos mais 40 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) frios em contato direto (ex: contato do corpo para a cadeira). Esta perda, no repouso, é muito baixa, cerca de 5%. Radiação; transferência de calor na forma de raios infravermelhos (sem a necessidade de contato entre as superfícies, ex: do sol para a terra ou do corpo para o ar atmosférico). Sempre vai da região mais quente para a mais fria. Esta transferência de calor do corpo para o ambiente, no repouso, é cerca de 60%. Evaporação; Transferência de calor do corpo para a água sobre a superfície cutânea provocando a sua transformação em gás (vapor de água) - (ex: evaporação do suor). Cerca de 25% no repouso. A perda calórica pela evaporação do suor depende de 3 fatores: a) umidade relativa do ar; b) correntes convectivas; c) superfície cutânea exposta à evaporação. Hipertermia e hidratação O quadro de hipertermia ocorre quando o indivíduo não consegue mais manter os mecanismos de termorregulação. A hipertermia, está intimamente relacionada a desidratação, que vai causar uma sobrecarga cardiovascular, funções metabólicas e do sistema nervoso central alteradas e maior percepção de esforço. Dessa forma a hidratação em eventos esportivos realizados no calor é imprescindível. Antes da realização do exercício o indivíduo tem que assegurar que já está hidratado, de acordo com as recomendações, em dias muito quentes, deve ser ingerido 500mL de liquido antes do exercício, aproximadamente 150 – 200mL durante e também garantir a reposição do conteúdo que foi pedido no exercício, algo em torno de 150% do volume perdido em até 6 horas (SAWKA et al., 2007). Por exemplo, um homem, 70kg, correu uma maratona e ao final da maratona está pesando 69kg, essa diferença é resultado da diminuição de água no corpo, então, em até 6 horas ele deve repor 150% do volume perdido, ou seja, 1,5L. Existem estratégias que vão auxiliar em um melhor desempenho físico em ambientes quentes. A aclimatação, em que o indivíduo é exposto ao ambiente afim de ele se acostumar e deslocar para a direita o início dos processos de termorregulação. Dentre as principais adaptações que ocorrem com a aclimatação, podemos destacar, expansão do volume 41 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) plasmático, maior eficiência cardiovascular, eficiência das glândulas sudoríparas, aumento na reabsorção de sódio e cloreto no processo de suor e aumento na atividade das proteínas de choque ao calor que tem como função manter a estrutura celular nessas situações adversas. Essas adaptações ocorrem com maior efeito, com a aclimatação de 7 dias. Por meio da administração de medicamentos, principalmente os anti-piréticos na tentativa de gerar um retardo no aumento da temperatura central. O por último uma estratégia chamada de “precooling” ou pré-resfriamento. O pré-resfriamento é realizado pela imersão em banhos gelados ou pela administração de equipamentos (colares)também gelados que tem essa mesma função. Essa estratégia é eficiente em exercícios de longa duração e em testes incrementais de avaliação, mas não tem efeito em sprints (TYLER; SUNDERLAND, 2011). Exercício no frio De maneira contrária, o desafio do exercício no frio é exatamente o oposto, ao invés da termorregulação atuar na dissipação de calor, agora, o organismo atua na tentativa de conseguir manter e até elevar a temperatura corporal e assim evitar a hipotermia. Outro ponto fundamental é que o corpo humano é muito mais eficiente em produzir calor do que dissipar calor. Então, o hipotálamo reconhece por meio dos sinais enviados a diminuição da temperatura. Como resposta efetora, na figura 4 ocorre a vasoconstrição dos vasos sanguíneos, os músculos são ativados, produzindo tremores, dessa forma aumentam a atividade metabólica e produzem mais calor. Isso tudo resulta no aumento da temperatura corporal. Como estratégias para a realização do exercício no frio, é preconizado o uso de roupas adequadas. No entanto, paradoxalmente, em função do calor metabólico produzido pelo exercício roupas com muitas camadas podem gerar quadros sintomáticos de calor excessivo (KENNEY; WILMORE; COSTILL, 1999; KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012; TYLER; SUNDERLAND, 2011). A hipotermia pode ser dividida em três estágios durante os quais os sistemas fisiológicos do corpo são desafiados a manter a temperatura central normal. No primeiro estágio, ocorre a queda na temperatura 42 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) corporal entre 1 a 2 ° C abaixo a temperatura normal. Nesse momento, funções corporais já são afetadas, incluindo a perda da capacidade para executar tarefas motoras complexas e tornar a respiração rápido e raso. O estágio 2 é quando a temperatura corporal cai 2 a 4 ° C abaixo da temperatura normal, a função neuromuscular é afetada devido à desaceleração das velocidades de condução nervosa e restrições de fluxo sanguíneo. O estágio 3 é quando a temperatura do corpo cai abaixode 32 ° C e os sistemas fisiológicos começam a desligar, como função metabólica e do sistema nervoso, anomalias cardíacas ocorrem (por exemplo, taquicardia), órgãos falham e, eventualmente, o cérebro morre (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). Longas exposições ao frio, podem impactar na produção de força em ações musculares concêntricas, mas em função do aumento do enrijecimento muscular, a produção de força excêntrica aumenta em ambientes frios. A piora na atividade concêntrica, se deve principalmente condução do impulso nervoso no moto neurônio que é diminuída nessas condições e dessa forma diminuindo o processo de somação de impulsos nervosos. Ao contrário da função muscular, o consumo submáximo e máximo de oxigênio não são afetados pela exposição aguda ao frio, a menos que a temperatura do corpo diminua, indicando um sinal precoce de hipotermia. Curiosamente, não foram documentados efeitos nocivos no tecido pulmonar em exercício em temperaturas tão baixas quanto - 35°C (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012). Assim, é possível concluir que o perfeito controle da Tc, mesmo em condições térmicas adversas, permite o adequado funcionamento dos sistemas fisiológicos, o bem estar do indivíduo e a manutenção da capacidade da realização de exercícios físicos. Você é técnico de um time de futebol, e dentro do calendário de jogos, tem um jogo na cidade de La Paz na Bolívia, que fica em uma altitude de 3700 metros. Assim, qual a sua decisão? Chegar imediatamente antes do jogo, ou aclimatar os atletas? 43 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) Para aprofundar os estudos, sugiro fortemente a leitura dos seguintes artigos científicos? MAGALHÃES, J. et al. O desafio da altitude. Uma perspectiva fisiológica. Revista Portuguesa de Ciências do Desporto, v. 2002, n. 4, p. 81–91, 2002. 45 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE. Diretrizes do ACSM para testes de esforço e sua prescrição. 8a edição ed. Rio de Janeiro - RJ: American College of Sports Medicine, 2010. AZEVEDO, P. H. S. M. et al. Limiar Anaeróbio e Bioenergética: uma abordagem didática e integrada. Revista da Educação Física/UEM, v. 20, n. 3, p. 453– 464, 2009. BENTLEY, D. J.; NEWELL, J.; BISHOP, D. Incremental Exercise Test Design and Analysis. Sports Medicine, v. 37, n. 7, p. 575–586, 2007. BERTUCCI, D. R. et al. Protocol Choice Influences Cardiopulmonary Outcomes in Type 2 Diabetes Patients. Journal of Exercise Physiology online, v. 19, n. 12, p. 34–45, 2016. BINDER, R. K. et al. Methodological approach to the first and second lactate threshold in incremental cardiopulmonary exercise testing. European Journal of Preventive Cardiology, v. 15, n. 6, p. 726–734, 2008. CASPERSEN, C. J.; POWELL, K. E.; CHRISTENSON, G. M. Physical activity, exercise, and physical fitness: definitions and distinctions for health-related research. Public health reports (Washington, D.C. : 1974), v. 100, n. 2, p. 126–31, 1985. COELHO-RAVAGNANI, C. DE F. et al. Estimation of the metabolic equivalent (MET) of an exercise protocol based on indirect calorimetry. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, v. 19, n. 2, p. 134–138, 2013. CZUBA, M. et al. Intermittent hypoxic training improves anaerobic performance in competitive swimmers when implemented into a direct competition mesocycle. PLoS ONE, v. 12, n. 8, p. e0180380, 2017. DÜNNWALD, T. et al. Body composition and body weight changes at different altitude levels: A systematic review and meta- analysis. Frontiers in Physiology, v. 10, n. MAR, 2019. GOBBI, S.; VILLAR, R.; ZAGO, A. S. Bases teóricos-práticas do 46 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) condicionamento físico. 1a edição ed. Aparecida - SP: Guanabara Koogan, 2005. HOPPELER, H.; KLOSSNER, S.; VOGT, M. Training in hypoxia and its effects on skeletal muscle tissue. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, v. 18, p. 38–49, 2008. HOPPELER, H.; VOGT, M. Muscle tissue adaptations to hypoxia. Journal of Experimental Biology, 2001. KATAYAMA, K. et al. Effect of intermittent hypoxia on oxygen uptake during submaximal exercise in endurance athletes. European Journal of Applied Physiology, v. 92, n. 1–2, p. 75–83, 2004. KENNEY, W. L.; WILMORE, J.; COSTILL, D. Physiology of Sport and Exercise With Web Study Guide-5th Edition. [s.l.] Human Kinetics, 1999. KRAEMER, W. J. et al. Progression models in resistance training for healthy adults. Medicine and Science in Sports and Exercise, v. 34, n. 2, p. 364–380, 2002. KRAEMER, W. J.; FLECK, S. J.; DESCHENES, M. R. Exercise physiology: Integrating theory and application: Second edition. First ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, a Wolters Kluwer business, 2012. LEVINE, B. D.; STRAY- GUNDERSEN, J. “Living high- training low”: Effect of moderate- altitude acclimatization with low- altitude training on performance. Journal of Applied Physiology, v. 83, n. 1, p. 102–112, 1997. LOBIGS, L. M. et al. The athlete’s hematological response to hypoxia: A meta-analysis on the influence of altitude exposure on key biomarkers of erythropoiesis. American Journal of Hematology, v. 93, n. 1, p. 74–83, 2018. MAGALHÃES, J. et al. O desafio da altitude. Uma perspectiva fisiológica. Revista Portuguesa de Ciências do Desporto, v. 2002, n. 4, p. 81–91, 2002. MARTIN, J. F. V.; TOLEDO, J. Y. 7a Diretriz Brasileira de Hipertensão Arterial - Sociedade Brasileira de Cardiologia / Departamento de Hipertensão Arterial. Revista Brasileira de Hipertensão, v. 24, n. 1, p. 1–90, 2017. MAUGHAN, R.; GLEESON, M.; 47 FISIOLOGIA APLICADA NA PRESCRIÇÃO DO TREINAMENTO (VO2 MAX, MET, FCMAX E GASTO CALÓRICO POR TREINO) GREENHAFF, P. L. Biochemistry of Exercise and Training. First ed. New York, USA: Oxford University Press, 2000. MILLET, G. P. et al. Combining Hypoxic Methods for Peak Performance. Sports Medicine, v. 40, n. 1, p. 1–25, 2010. PARDONO, E. et al. Hipotensão pós-exercício: possível relação com fatores étnicos e genéticos. Revista Brasileira de Cineantripometria & Desempenho Humano, p. 353– 361, 2012. RICHALET, J.-P.; GORE, C. J. Live and/or sleep high:train low, using normobaric hypoxia. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, v. 18, p. 29–37, 2008. SAUGY, J. J. et al. Comparison of “Live high-train low” in normobaric versus hypobaric hypoxia. PLoS ONE, v. 9, n. 12, 2014. SAWKA, M. N. et al. Exercise and fluid replacement. Medicine and Science in Sports and Exercise, v. 39, n. 2, p. 377–390, 2007. SEILER, K. S.; KJERLAND, G. Ø. Quantifying training intensity distribution in elite endurance athletes: is there evidence for an “optimal” distribution? Scandinavian journal of medicine & science in sports, v. 16, n. 1, p. 49–56, fev. 2006. SVEDAHL, K.; MACINTOSH, B. R. Anaerobic threshold: the concept and methods of measurement. Canadian journal of applied physiology = Revue canadienne de physiologie appliquee, v. 28, n. 2, p. 299–323, 2003. TYLER, C. J.; SUNDERLAND, C. Cooling the neck region during exercise in the heat. Journal of athletic training, v. 46, n. 1, p. 61– 8, 2011. VOGT, M. et al. Molecular adaptations in human skeletal muscle to endurance training under simulated hypoxic conditions. Journal of Applied Physiology, v. 91, n. 1, p. 173–182, 2001. 04 8