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Fisiologia do Exercício Unidade 4 - Sistema Endócrino Profa. Dra. Patrícia Vigário Educadora Física Pineal Hipotálamo Hipófise Tireóide Paratireóide Timo Supra-renal Pâncreas Ovários (gônadas femininas) Testículos (gônadas masculinas) Sistema Endócrino • Integrar e regular as funções corporais • Proporcionar estabilidade ao ambiente interno Atuação em quase todos os aspectos da função humana Organização do Sistema Endócrino • Órgão hospedeiro (glândula) + mensageiros químicos (hormônios) + órgão alvo ou receptor • Hormônios → Substâncias químicas sintetizadas por glândulas específicas hospedeiras • Classificação das glândulas: • Endócrinas – não possuem ductos, secretam para espaço extracelular/corrente sanguínea. Ex.: tireóide, hipófise anterior • Exócrinas – possuem ductos, secretam direto para órgão-alvo. Ex.: glândulas sudoríparas e trato digestivo superior Exemplo de uma glândula endócrina Liberação do hormônio Corrente sanguínea Ação Hormonal 1) Especificidade da ação hormonal 2) Mecanismos fisiológicos da ação hormonal (mediadores) 3) Controle da secreção hormonal Dependente de três fatores: 1) Especificidade • Ligação hormônio-receptor – Primeira etapa • Alguns hormônios → todos os tecidos do corpo • Maior parte dos hormônios → órgão-alvo específico Receptor hormonal específico – “Chave-fechadura” • Alta especificidade – Parte do órgão o tecido (p.ex.: ADH; parte dos túbulos coletores dos rins) • Hormônios que atuam sobre diversos órgãos e tecidos: Receptores mais genéricos e esparsos Especificidade – “Chave-fechadura” Grau de ativação da célula-alvo: 1. Níveis sanguíneos do hormônio 2. Número de receptores do hormônio 3. Sensibilidade/ força da união entre hormônio e receptor 2) Mecanismos Fisiológicos da Ação Hormonal • Diversos mecanismos • AMP cíclico (adenosina monofosfato) – “mensageiro para a mediação hormonal” • Hormônio → sangue → célula → receptor específico → adenil ciclase (membrana celular) → AMP cíclico (ATP; citoplasma) → respostas fisiológicas • Fim da resposta: destruição do AMP cíclico • Outros hormônios mediadores: • Prostaglandinas – Série de compostos lipídicos; presentes na maioria das células de todo o corpo • Guanosina monofosfato cíclico – Semelhante ao AMP cíclico Mecanismos Fisiológicos – AMP cíclico 3) Controle da secreção hormonal • Diversos sistemas de controle • Sistema predominante: Retroalimentação (feedback) negativa Exemplo – controle da secreção da insulina pelo pâncreas Hormônios abordados • Hormônios da Hipófise Anterior • GH / TSH / ACTH / PRL / FSH, LH • Hormônios da Hipófise Posterior • ADH • Hormônios Tireoidianos • T3 / T4 • Hormônios das Supra Renais • Medula supra-renal: Adrenalina / Noradrenalina • Córtex supra-renal: Aldosterona / Cortisol • Hormônios Gonádicos • Progesterona / Estradiol / Testosterona • Hormônios Pancreáticos • Insulina • Glucagon Hormônio do Crescimento - GH Ação Divisão e proliferação das células (crescimento tecidual) Facilita síntese protéica Reduz fracionamento CHO Mobilização e uso de gorduras Controle Fator hipotalâmico liberador de GH Adaptações agudas ao exercício ↑, magnitude dependente da intensidade Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Exercício submáximo: elevação menor Recuperação: concentração elevada por menor tempo Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Repouso: ↑ Baixa estatura por deficiência de hormônio de crescimento (DGH) • DGH → Anormalidades antropométricas + bioquímicas + metabólicas DIRETAMENTE: ↓ secreção de GH INDIRETAMENTE: ↓ hormônios e fatores de crescimento GH dependentes • Atingir boa estatura na vida adulta • Permitir uma rápida normalização do crescimento • Atingir o pico de massa óssea satisfatório • Permitir que a criança entre na puberdade com uma estatura normal, ou atingir uma estatura que permita uma puberdade normal hGH Tratamento • Endocrinologista Pediatra - Individualizado • Quanto mais cedo o diagnóstico, maior o sucesso • Variáveis que se correlacionam positivamente com a estatura final: • Tempo de duração do tratamento com hGH • Estatura ao iniciar o tratamento •Atraso na idade óssea ao iniciar o tratamento • Estatura ao iniciar a puberdade • Estatura dos pais • Velocidade de crescimento no primeiro ano de tratamento • Tratamento adequado: estatura adulta dentro na normalidade (171,6±8,2 cm/ 158,5±7,1 cm) Nanismo • Deficiência na produção/ secreção do GH • Mulher adulta: ˂ 1,40 m • Homem adulto: ˂ 1,45 m Deficiência de GH em adultos • Alterações na composição corporal: • ↑ massa gorda (intra-abdominal; visceral) – resistência à insulina, dislipidemia e doenças cardiovasculares • ↓ massa magra (↓ massa muscular, força, capacidade física e fadiga) Reposição hormonal - normalização • Composição corporal e potência muscular • 11 adultos com deficiência de GH • Programa de exercícios contra-resistência (pesos livres; 13 exercícios; 2 séries de 6 repetições); 12 semanas; dias alternados; sem reposição do GH • Resultados: • ↓ Dobras cutâneas centrais • ↑ Potência (rosca tríceps, puxada por trás, remada alta e supino) • Conclusão: EXERCÍCIO FÍSICO como alternativa terapêutica Gigantismo • Secreção excessiva de GH na infância • Antes do fechamento das cartilagens • Excesso de secreção de GH após o fechamento das cartilagens ósseas – Crônico • Mais de 95% dos casos: adenoma hipofisário secretor de GH • Quarta e quinta décadas de vida • Evolução insidiosa: diagnóstico feito entre 8 e 10 anos após o surgimento dos primeiros sinais e sintomas Acromegalia Acromegalia – Manifestações clínicas • Compressão do tumor sobre estruturas vizinhas →cefaléia, distúrbios visuais aumento das mãos e dos pés, • Alterações da fisionomia com alargamento do nariz, • Aumento dos lábios, crescimento exagerado da mandíbula, • Proeminência frontal Administração exógena do GH • Pesquisas com indivíduos saudáveis submetidos a infusão agudo com GH em quantidade similar à liberação fisiológica → ↑ capacidade de síntese protéica, concomitantemente à redução na degradação/liberação de aminoácidos pelo tecido muscular – EFEITO ANABÓLICO (Fryburg, Gelfand, Barrett, 1991; Fryburg, Barrett, 1993) • Se GH = efeitos "anabólicos" diretos sobre o metabolismo protéico muscular → resultado esperado: utilização exógena + programa de treinamento físico ↑ ↑ ↑ Metabolismo protéico ↑ ↑ ↑ Força muscular ↑↑ ↑ Desempenho ↑↑ ↑ Massa muscular CONTROVERSOS! • Alguns autores sugerem que o aumento na massa muscular em atletas de diferentes esportes, incluindo, o halterofilismo e o fisiculturismo se deve não apenas à utilização crônica de GH, mas, também à administração conjunta de outros hormônios ou agentes anabólicos (Karila et al., 1998; Jenkins, 1999; Van Der Lely, 2004; Rennie, 2003) Estudos • Verificação dos efeitos do GH em quantidades (0,1 UI/kg/dia a 0,2 UI/kg/dia) e períodos variados (2 a 4 semanas) em atletas ou indivíduos fisicamente ativos. • Resultados: Ausência de benefícios da administração do hormônio sobre o metabolismo protéico (Yarasheski et al., 1993; Berggren et al., 2005) • Avaliação do efeito da administração de GH ou placebo em indivíduos saudáveis submetidos a um período de 12 semanas com exercícios físicos resistidos, 5 vezes/semana em intensidade de 75-90% da força máxima (4 a 8 repetições) • Resultados: ↑massa livre de gordura e quantidade de água corporal em ambos os grupos. No entanto, o grupo tratado com GH apresentou maiores valores. Adicionalmente, a taxa de síntese protéica foi maior que a sua degradação no grupo GH. Todavia, não foi constatada modificação na força, na circunferência de diversos membros avaliados e na taxa de síntese protéica do músculo quadríceps(Yarasheski et al., 1992) Estudos • Alteração no peso corporal encontrada em diversos trabalhos → consequência do efeito antidiurético promovido pelo GH, na qual ocorre aumento na retenção de sódio e, por conseguinte, de água . Esse mecanismo é regulado pelo sistema renina-angiotensina, fato que aumenta o volume de água extracelular e não a massa muscular (Moller et al., 1997; De Palo et al., 2001; Doessing, Kjaer, 2005) • Ainda que outros estudos demonstrem turnover protéico aumentado ou maior massa livre de gordura decorrente da administração do GH, esses efeitos, considerados por muitos pesquisadores como "anabólicos", não necessariamente são traduzidos em aumento na quantidade de proteínas contráteis (Rennie, 2003; Healy et al., 2003) Estudos Estudos – Efeitos do GH no metabolismo protéico e desempenho Estudos – Variáveis que podem influenciar a liberação aguda do GH em exercícios aeróbios Estudos – Variáveis que podem influenciar a liberação aguda do GH em exercícios de resistência Tireotropina - TSH Ação Controla quantidade de hormônios secretados pela tireóide Controle Fator hipotalâmico liberador de TSH Retroalimentação T4 Adaptações agudas ao exercício ↑ Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Sem evidências Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônios tireoidianos – T3 e T4 Ação Aumenta TMB Glicólise, gliconeogênese Mobilização de gorduras Etc Controle TSH, TMB Adaptações agudas ao exercício ↑ Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Sem consistência Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência ↓ Secreção dos Hormônios Tireoidianos Hipotálamo Hipófise Tireóide TRH+ TSH + T4L e T3L Corrente sanguínea Feedback negativo Tecidos Alvo • Hipertireoidismo Manifesto (HM) • Hipertireoidismo Subclínico (HS) • TSH: Diminuído • T3 e T4: Elevados • Presença de sinais e sintomas clínicos • TSH: Diminuído • T3 e T4: NORMAIS!!! • Ausência de sinais e sintomas clínicos - ???? Doenças da Tireóide - Hipertireoidismo • Insônia • Intolerância ao calor • Ansiedade, depressão e irritabilidade • ↓ Qualidade de Vida • Unhas frágeis e quebradiças • Mixedema pré-tibial • Oftalmopatia • Fadiga • ↑ Apetite Oftalmopatia Mixedema pré-tibial Manifestações Gerais • Fraqueza muscular generalizada - Proximal • Atrofia muscular ↓ Atividades Cotidianas Norrelund et al. (1999); Zurcher et al. (1989); Nóbrega et al. (1997) Manifestações Gerais – Sistema neuromuscular e composição corporal • Menor proporção de fibras do tipo I (vermelhas) • Degeneração de fibras isoladas • ↓ Diâmetro de fibras • Velocidade de condução do Potencial de Ação preservada Anormalidades neuromusculares Alterações no mecanismo contrátil Norrelund et al. (1999); Zurcher et al. (1989); Nóbrega et al. (1997) Manifestações Gerais – Sistema neuromuscular e composição corporal Tratamento Farmacológico Metimazol Propiltiouracil • ↑ Força • ↑ Massa muscular • ↑ Secção transversa Efetividade Tempo Individualidade Biológica Norrelund et al. (1999); Zurcher et al. (1989); Nóbrega et al. (1997) Manifestações Gerais – Sistema neuromuscular e composição corporal Atividade Física + Tratamento Farmacológico ↑ Benefícios ? • 7 pacientes com Doença de Graves: • Tratamento Farmacológico (n=3) • Tratamento Farmacológico + Treinamento de Força (n=4) Supervisionado; Individualizado; Progressivo; 2x/sem.; 60-80% 1RM; Exercícios: leg press, supino, flexão plantar, flexão e extensão de punho; 4 meses Função Muscular: 1 RM e Dinamometria (hangrip) Endurance: Tempo – 30% 1RM e 30% Dinamometria • Pacientes com Hipertireoidismo subclínico • Treinamento aeróbio; 2x/sem; 3 meses • Antes do treinamento: pacientes ↓ massa muscular e perímetro de coxa e ↑ fadiga quando comparados a indivíduos eutiroidianos (saudáveis) • Após o treinamento: ↑ massa muscular, ↑ perímetro de coxa, ↓ percentual de gordura e ↓ fadiga Comparação no início do estudo: Pacientes com Hipertireoidismo subclínico x controles (saudáveis) Comparação após os três meses de exercício – pacientes que treinaram x pacientes que não treinaram Doenças da Tireóide - Hipotireoidismo • Hipotireoidismo Manifesto (HM) • Hipotireoidismo Subclínico (HS) • TSH: Aumentado • T3 e T4: Diminuídos • Presença de sinais e sintomas clínicos • TSH: Aumentado • T3 e T4: NORMAIS!!! • Ausência de sinais e sintomas clínicos - ???? • Taxa metabólica basal • Bradicardia • Resistência Vascular Periférica ( PAD) • Contratilidade Miocárdica • Fadiga precoce / fraqueza muscular • Dislipidemias • Baixa tolerância ao frio • Síndrome do Pânico • Depressão • Queda de cabelo • Pele seca • Constipação intestinal • Ganho de peso (retenção hídrica) Manifestações Gerais Teste do Pezinho • Detecção precoce de hipotireoidismo + outras doenças • 3º e 7º dia do nascimento • THS, T4 + outros hormônios • Diagnóstico: medicação com TIROXINA (hormônio da tiróide) • Todos os exames, testes, consultas e remédios são cobertos pelo Sistema Único de Saúde (SUS) • Início do tratamento: antes de decorridos 30 dias do nascimento → retardo no tratamento = retardo mental irreversível Prolactina (PRL) Ação Antes da gravidez: Inibe testosterona e mobiliza gordura – proliferação e ramificaçção dos ductos da mama Durante a gravidez: desenvolvimento dos lóbulos dos alvéolos produtores de leite Após o parto: produção do leite Controle Fator hipotalâmico inibidor de PRL, que diminui a sua secreção Adaptações agudas ao exercício ↑ Fatores exacerbadores: movimentação seios, jejum, dieta rica em gorduras Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Repouso: níveis reduzidos Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hiperprolactinemia • Excesso da produção/ secreção de prolactina • Causas • Gravidez e amamentação • Estresse, sono e exercício • Farmacológicas (lícitas ou ilícitas) • Doenças • Efeitos diretos • Galactorréia (presença de leite) • Hipogonadismo – MULHERES: anovulação, infertilidade, oligomenorréia, amenorréia, distúrbio da libido, hirsutismo, abortos espontâneoa recorrentes, etc • Hipogonadismo – HOMENS: disfunção erétil, diminuição da libido, infertilidade, ginecomastia, hipotrofia muscular, redução do crescimento de pêlos Hormônios Gonadotrópicos – FSH, LH Ação FSH – crescimento folículos ; epitélio germinativo nos testículos LH – secreção de estrogênios; produção de testosterona Controle Fator hipotalâmico liberador de FSH e LH Retroalimentação (estrogênio, progesterona, testosterona) Adaptações agudas ao exercício Sem consistência Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Níveis mais baixos Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônios gonádicos Progesterona, estradiol, testosterona Ação Testosterona: espermatozóide, ↑tamanho muscular, ↑ número hemácias, ↓ gordura corporal Estrogênio: ciclo, ↑ deposição gordura Controle FSH, LH Adaptações agudas ao exercício ↑ Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Sem evidências Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência ↑ Ciclo Menstrual Normal Disfunções Menstruais • Atraso da Idade Menarca ou Amenorréia Primária • Amenorréia Secundária • Oligomenorréia • Dismenorréia Amenorréia primária ou atraso da idade menarca • Menarca: Primeiro fluxo sanguíneo vaginal (11 – 12 anos de idade) • Amadurecimento do eixo Hipotálamo - Hipófise - Ovários • Classificação de características sexuais secundárias (Tanner): M3 e M4 de desenvolvimento mamário Ausência da primeira menstruação até os 14 anos ou até aos 16 anos associada ao não desenvolvimento das características sexuais secundárias Amenorréia primária ou atraso da idade menarca Amenorréia Primária CondiçõesClimáticas Genética Variáveis Sócio-Demográf icas Atividade Física Alimentação% Gordura Balanço Energético Negativo • Objetivo: Identificar a idade menarca e a prevalência de amenorréia primária em atletas da Seleção Brasileira Júnior de Nado Sincronizado • Amostra: 9 atletas da SBJNS (15,5 ± 0,8 anos) e 22 adolescentes não-atletas (15,3 ± 1,4 anos) • Materiais e métodos: questionários e avaliação da composição corporal • Resultados Quadro 1: Variáveis demográficas, Rotina de Treinamento e Composição Corporal da População de Estudo • Não houve casos de Amenorréia Primária • Investigar o efeito do treinamento de alta intensidade no crescimento e na puberdade de atletas adolescentes • Estudo de Coorte – 5 anos • 97 bailarinas (12,6 ± 1,5 anos) • 32 adolescentes não-atletas (12,5 ± 0,9 anos) • Questionários e medidas antropométricas • Resultados • Idade menarca • Atletas: 13,5 anos (p 25% VO2máximo (sem consistência) Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Em esforço: maior quantidade de ACTH (preservação glicose) Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônio da hipófise posterior anti-diurético - ADH Ação Controlar excreção de água pelos rins Estimula reabsorção de água nos túbulos renais (tonando-os mais permeáveis) Controle Neurônio hipotálamo Adaptações agudas ao exercício ↑ Recuperação: ADH ainda aumentado Potencializado por: clima quente, restrição hídrica, alta intensidade Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Exercício submáximo: menor liberação Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Mecanismo ADH ↑ atividade muscular ↑ transpiração ↓ plasma sanguineo Hemoconcentração e ↑ osmolalidade Estímulo hipotalâmico Estímulo neurohipófise ↑ ADH ↑ Permeabilidade à água no túbulos renais ↑ reabsorção de água ↑ volume plasmático, ↓ osmolalidade Hormônios do córtex supra-renal Aldosterona Ação Controla concentração total de na e líquido extraceular Controle Angiotensina Concentração potássio no plasma Renina Adaptações agudas ao exercício ↑ Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Sem evidências Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônios do córtex supra-renal Cortisol Ação Fracionamento PTN e AA Facilitação glucagon e GH – gliconeogênese Antagonista à Insulina Redução da oxidação de glicose Controle ACTH, estresse Adaptações agudas ao exercício ↑, dependente da intensidade e da duração Adaptações crônicas ao Treinamento CardiorrespiratórioExercício submáximo: elevação menor Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônios da medula supra-renal Adrenalina / Noradrenalina Ação Atividade simpática Glicogenólise fígado e músculo Liberação gorduras Vasodilatação músculos ativos Controle Nervos simpáticos hipotalâmicos Adaptações agudas ao exercício ↑, dependente da intensidade e da duração (noradrenalina menos sensível à intensidade) Recuperação: noradrenalina se mantém elevada por horas Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Exercício submáximo: elevação menor Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônio do pâncreas Insulina Ação Regulação metabolismo glicose Controle Hiperglicemia Aumento AA no sangue Adaptações agudas ao exercício ↓ , dependente da duração Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório ↑ Sensibilidade à insulina Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências Hormônio do pâncreas Glucagon Ação Aumentar glicemia, glicogenólise, gliconeogênse Controle Glicemia Adaptações agudas ao exercício ↑ Adaptações crônicas ao Treinamento Cardiorrespiratório Exercício submáximo: elevação menor Adaptações crônicas ao Treinamento Contra-resistência Sem evidências O que é o diabetes mellitus (DM)? Grupo de distúrbios metabólicos, caracterizados pela hiperglicemia, resultante de problemas com a secreção de insulina, ação da insulina, ou em ambos. (Diabetes Care, 2008) Prevalência do Diabetes • qualquer idade; diagnosticado antes dos 20 anos; • 8 a 10% de todos os casos de DM. • indivíduos de meia idade ou em idade avançada; • 90 e 95% dos casos. (Diabetes Care, 2006) Diabetes Mellitus tipo 1 (DM 1) Diabetes Mellitus tipo 2 (DM 2) Entrada da glicose na célula GLUT-4 Insulino-dependente Insulino-independente + Exercício físico vs.Diabetes ++ Insulino-independente