4 - FISIOLOGIA DO ESPORTE

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FISIOLOGIA
DO
ESPORTE
• Na fisiologia do esporte, muitos, senão todos 
os sistemas corporais, são testados quase que 
a seus limites extremos.
• Por exemplo: 
• O sangue sangüíneo muscular aumenta de 
até 25 vezes,
• o consumo total de oxigênio aumenta de até 
20 vezes,
• a produção corporal de calor, igualmente, 
aumenta de até 20 vezes
• e o débito cardíaco de até 6 vezes.
FORÇA POTÊNCIA E RESISTÊNCIA 
MUSCULARES
• O denominador final comum nas provas atléticas 
é o que seus músculos podem fazer por você,
• Que força podem gerar,
• quando isso for necessário, que potência 
poderão atingir na realização de trabalho
• e por quanto tempo poderão continuar em 
atividade.
• A força de um músculo é determinada, em sua 
maior parte, por sua massa, com uma força 
contrátil máxima compreendida entre 2,5 e 3,5 
kg/cm2 de área da secção reta de músculo.
• A pessoa do sexo masculino que seja bem 
provido com testosterona e que, como 
conseqüência, tenha seus músculos 
proporcionalmente aumentados, será muito 
mais forte do que outras pessoas sem essa 
vantagem da testosterona.
• Por outro lado, o atleta que conseguiu 
hipertrofiar seus músculos por meio de 
programa de condicionamento físico terá, de 
igual modo, uma força muscular aumentada, 
devido a sua massa muscular maior.
• Exemplo de uma força muscular, um levantador 
de peso de classe internacional pode ter um 
quadríceps com área de secção reta de até 150 
cm2.
• Isto poderia ser traduzido em uma força 
contrátil máxima de 525kg (isto é,1155 libras), 
com toda essa força aplicada sobre o tendão 
patelar.
• Também pode ser causa de rupturas internas do 
próprio músculo.
• O estiramento de um músculo que está em 
contração máxima é um dos meios seguros para 
assegurar a maior incidência de dores 
musculares
• A potência muscular é, geralmente, medida 
em QUILOGRÂMETROS (kgm) por minuto.
• Isto é, um músculo que pode elevar peso de 
1kg até a altura de um metro, ou que pode 
deslocar, horizontalmente, algum objeto 
contra a força de 1 kg, por distância de 1m, 
em 1 minuto, é dito ter potência de 1 kg/min.
• A potência máxima que todos os músculos do 
corpo de um atleta bem treinado, com todos 
esses músculos atuando em conjunto para o 
mesmo propósito, é variável com o tempo e 
seu valor aproximado é de:
• Primeiros 10 a 15 segundos 7000kgm/min
• O minuto seguinte 4000kgm/min
• Meia hora seguinte 1700kgm/min
• Dessa forma, é óbvio que a pessoa tem 
capacidade para um surto extremo de 
energia por período muito curto de tempo, 
como, por exemplo, na prova dos 100 metros 
rasos, completada em cerca de 10 segundos,
enquanto que nas provas prolongadas de 
resistência a potência muscular é de apenas 
um quarto da do surto inicial.
• A característica final do desempenho muscular 
é a resistência.
• Ela depende, em grande parte, do suporte 
nutritivo do músculo, mais do que qualquer 
coisa, na quantidade de glicogênio que foi 
armazenada no músculo antes do período de 
exercício.
• Uma pessoa com dieta de alto de 
carboidratos armazena muito mais glicogênio 
em seus músculos do que uma pessoa em 
dieta mista ou dieta rica em gorduras.
• Por conseguinte, a resistência é muito 
aumentada por dieta com alto teor de 
carboidratos.
• Quando atletas correm com velocidade típica 
de uma corrida de maratona, sua resistência 
como medida pelo tempo que podem 
permanecer correndo até a exaustão 
completa é, aproximadamente, de:
• Dieta rica em carboidratos 240 minutos
• Dieta mista 120 minutos
• Dieta rica em gorduras 85 minutos
• As quantidades de glicogênio, que, nessas 
diversas condições, são armazenadas nos 
músculos são, aproximadamente, as 
seguintes:
• Dieta rica em carboidratos 33g/kg de músculo
• Dieta mista 17,5g/kg de músculo
• Dieta rica em gorduras 6g/kg de músculo
SISTEMA DO FOSFAGENO
• Trifosfato de Adenosina- a fonte básica de 
energia para a contração muscular é o 
trifosfato de adenosina (ATP).
• Infelizmente, a quantidade de ATP presente 
nos músculos, mesmo de atletas bem 
treinados, é suficiente, apenas, para manter a 
potência muscular máxima por apenas 5 a 6 
segundos, talvez suficiente para uma corrida 
de 50 metros.
LIBERAÇÃO DE ENERGIA PELA 
FOSFOCREATINA
• A fosfocreatina é um outro composto químico que 
possui uma ligação fosfato de alta energia.
• Essa molécula pode ser decomposta em creatina e 
em íon fosfato, e ao ocorrer, pode liberar grandes 
quantidades de energia.
• A fosfocreatina celular mais ATP constituem o 
sistema do fosfageno de energia.
• Em conjunto, pode prover potência muscular 
máxima por um período de 10 a 15 segundos, o que 
é bastante, apenas para a corrida de 100 m.
• Dessa forma, a energia do sistema do fosfageno é 
utilizada para surtos breves de alta intensidade de 
potência muscular
SISTEMA GLICOGÊNIO-ÁCIDO 
LÁCTICO
• O glicogênio armazenado no músculo pode 
ser degradado até glicose e, então, essa 
glicose pode ser utilizada para energia.
• O estágio inicial desse processo, chamado de 
GLICÓLISE, ocorre, inteiramente, sem uso de 
oxigênio e, portanto, diz-se que é um 
METABOLISMO ANAERÓBICO
• Durante a glicólise, cada molécula de glicose é 
dividida em duas moléculas de ácido pirúvico, 
e a energia é liberada para formar várias 
moléculas de ATP.
Sob condições ótimas, o sistema 
GLICOGÊNIO-ÁCIDO LÁCTICO pode prover de 
30 a 40 segundos de atividade muscular 
máxima, além dos 10 a 15 segundos 
fornecidos pelo sistema de fosfageno
SISTEMA AERÓBICO
• O sistema aeróbico define a oxidação dos 
nutrientes, nas mitocôndrias, para a 
produção de energia.
• A glicose, os ácidos graxos e os aminoácidos 
dos alimentos, após algum processamento 
intermediário, combinam com o oxigênio para 
liberar quantidades enormes de energia, que 
são utilizadas para a conversão do: 
• AMP ( MONOFOSFATO DE ADENOSINA)
• e do ADP (DIFOSFATO DE ADENOSINA) 
• em ATP (TRIFOSFATO DE ADENOSINA)
Ao se comparar esse mecanismo aeróbico de 
suprimento de energia com os sistemas 
GLICOGÊNIO-ÁCIDO LÁCTICO e do 
FOSFAGENO, obtêm-se os seguintes valores 
relativos para as intensidades máximas de 
produção de potência, em termos de 
utilização de ATP:
• Sistema aeróbico: 1Mol de ATP/ MINUTO 
• Sistema glicogênio-ácido láctico: 2,5Mol de 
ATP/MINUTO
• Sistema do fosfágeno: 4Mol de ATP/MINUTO
• Por outro lado, se esses mesmos sistemas são 
comparados em termos de resistência, os 
valores passam a ser os seguintes:
• Sistema do fosfágeno - 19-15 segundos
• Sistema glicogênio-ácido láctico - 30-40 seg.
• Sistema aeróbico - duração ilimitada 
(enquanto houver nutrientes)
• Assim, pode ser facilmente compreendido que 
o SISTEMA do FOSFAGENO é utilizado pelo 
músculo para surtos de potência,
• enquanto o SISTEMA AERÓBICO é necessário 
para atividade atlética prolongada.
• Como meio termo, existe o SISTEMA 
GLICOGÊNIO-ÁCIDO LÁCTICO, que é 
especialmente importante para a provisão de 
uma potência adicional, durante provas de 
tipo intermediário, como as corridas de 200 a 
800 metros.
QUAIS SISTEMAS DE ENERGIA SÃO 
UTILIZADOS PELOS DIFERENTES TIPOS 
DE ESPORTE?
• Ao se analisar o vigor de uma atividade 
esportiva e sua duração, pode-se fazer uma 
estimativa bastante precisa de quais sistemas 
de energia são usados para cada tipo de 
atividade.
• O que se segue são aproximações diversas:
Quase Que Inteiramente Pelo 
SISTEMA FOSFAGENO
• Corrida de 100 metros rasos
• Salto
• Halterofilismo
• Mergulho
• Piques no futebol americano• Surtos breves de alta intensidade da potência 
muscular
SISTEMA DO
FOSFAGENO E GLICOGÊNIO-ÁCIDO 
LÁCTICO
• CORRIDA DE 200 METROS RASOS
• BASQUETEBOL
• PONTO COMPLETO (HOME-RUN) NO 
BEISEBOL
• HÓQUEI NO GELO
Principalmente pelo
SISTEMA GLICOGÊNIO-ÁCIDO 
LÁCTICO
• CORRIDA DE 400 METROS RASOS
• NADO DE 100 METROS
• TÊNIS
• FUTEBOL
SISTEMA GLICOGÊNIO-ÁCIDO 
LÁCTICO e AERÓBICO
• CORRIDA DE 800 METROS
• NADO DE 200 METROS
• CORRIDA DE 1500 METROS EM PATINS (GELO)
• BOXE
• REMO 2000 METROS
• CORRIDA 1500 METRO
• CORRIDA I MILHA
• NADO DE 400 METROS
SISTEMA AERÓBICO
• CORRIDA DE 10.000 METROS EM PATINS 
(GELO)
• CORIDA RÚSTICA
• MARATONA (42,2 KM OU 26,2 MILHAS)
• CORRIDA (JOGGING)
RECUPERAÇÃO DOS SISTEMAS 
METABÓLICOS MUSCULARES APÓS O 
EXERCÍCIO
• O desempenho em provas atléticas é, muitas 
vezes, determinado por quão rapidamente o 
atleta pode recuperar sua força entre os 
surtos de atividade e, em geral, isso significa 
quão rapidamente os sistemas energéticos 
podem se recuperar.
• Cada um desses sistemas tem sua velocidade 
característica de recuperação:
SISTEMA DO FOSFAGENO
• A quantidade total de energia no sistema 
fosfageno, em toda a musculatura de um 
atleta bem treinado do sexo masculino, é 
equivalente a cerca de 0,6 M de ATP( cerca de 
0,3M para atleta do sexo feminino),
• Isso pode ser quase que completamente 
depletado em período médio de 10 a 15 
segundos de atividade muscular máxima.
• Entretanto , o sistema do glicogênio-ácido 
láctico pode repor em funcionamento o 
sistema do fosfageno com a intensidade de 
2,5M de ATP por minuto 
• e o sistema aeróbico com a intensidade de 
1M de ATP por minuto
• Por conseguinte, em teoria, seria possível 
para esses dois outros sistemas de energia 
recuperar completamente o sistema do 
fosfageno dentro de 15 a 30 segundos após 
sua depleção total, o que significa que a 
pessoa poderia participar de corrida de 100 
metros rasos após um minuto de outra do 
mesmo tipo.
• O fosfageno é normalmente recuperado com 
um meio tempo de 20 a 30 segundos.
• Isso significa que, para aquelas atividades que 
dependem inteiramente do sistema do 
fosfageno, como o salto em altura, poder-se-
ia esperar uma recuperação plena dentro de 
3 a 5 minutos.
SISTEMA GLICOGÊNIO-ÁCIDO 
LÁCTICO
• A limitação no uso desses sistema para o 
fornecimento de energia é, principalmente, a 
quantidade de ácido láctico que a pessoa 
pode tolerar em seus músculos e em seus 
líquidos corporais.
• O ácido láctico provoca extrema fadiga, o que 
funciona como uma autolimitação para o uso 
adicional desse sistema, para o suprimento de 
energia.
• A quantidade de tempo para a recuperação 
desses sistemas, portanto, é determinado pela 
rapidez com que a pessoa pode eliminar o 
ácido láctico de seu corpo.
• Na maioria das condições, isso é realizado 
com um meio-tempo da ordem de 20 a 30 
minutos, por conseguinte, após uma hora do 
uso pelo atleta do sistema glicogênio-ácido 
láctico em sua plenitude, esse sistema 
metabólico ainda não terá recuperação total.
Sistema Aeróbico- RECUPERAÇÃO A 
CURTO PRAZO e o “Débito de 
Oxigênio”
• A recuperação do sistema aeróbico tem uma fase 
a curto prazo e uma fase a longo prazo, uma 
duração cerca de uma hora e a outra durante 
vários dias.
• A fase a curto prazo da recuperação é função do 
débito de oxigênio.
• Esse débito de oxigênio é definido como uma 
quantidade adicional de oxigênio que deve ser 
captada pelo corpo, após um evento atlético, 
para restabelecer todo os sistemas metabólicos a 
seu nível normal de função.
Sistema Aeróbico RECUPERAÇÃO A 
LONGO PRAZO: Importância dos 
Depósitos Musculares de Glicogênio
• O glicogênio é o substrato alimentar de escolha, 
não apenas para o sistema glicogênio-ácido 
láctico mas, também, para o sistema aeróbico 
oxidativo de energia.
• A resistência muscular que pode ser atingida 
pode ser da ordem de 4 horas de exercício 
exaustivo no atleta, que possui uma 
concentração elevada de glicogênio muscular, ou 
tão pouco como 1,5 hora em atletas com teor 
mínino de glicogênio muscular.
• A recuperação da depleção exaustiva do 
glicogênio muscular não é um processo 
simples, exigindo horas e dias em lugar dos 
segundos ou minutos necessitados pelos 
sistemas do fosfageno e glicogênio-ácido 
láctico. 
• O processo de recuperação sob três condições 
diferentes:
• Primeiro: em pessoas com dieta de alto de 
carboidratos;
• Segundo: em pessoas com dieta rica em 
gorduras e em proteínas;
• Terceiro: em pessoa privadas de alimento
• Deve ser notado que com a dieta rica em 
carboidratos, a recuperação completa 
ocorreu dentro de cerca de 2 dias,
• enquanto que as pessoas com dieta rica em 
gorduras e em proteínas, ou com privação 
alimento apresentaram recuperação muito 
pequena mesmo após períodos de até 5 dias.
• A significação é a de que um atleta não deve 
participar de exercícios exaustivos no período 
de 24 a 48 horas que antecedem a um evento 
atlético que exija um esforço muito intenso.
NUTRIENTES USADOS DURANTE A 
ATIVIDADE MUSCULAR
• Toda energia obtida dos carboidratos é derivada do 
glicogênio armazenado nos músculos.
• Em muitas pessoas, quase todo glicogênio fica 
armazenado no fígado quando nos músculos, e esse 
glicogênio pode ser liberado para o sangue, sob 
forma de glicose e, em seguida, captado pelos 
músculos como fonte de energia. 
• Além disso, as soluções de glicose, ministradas a um 
atleta como bebida durante o decurso de uma prova 
atlética pode fornecer de 30 a 40% da energia 
necessária durante essa prova.
EFEITO DO TREINAMENTO ATLÉTICO 
SOBRE OS MÚSCULOS E SOBRE O 
DESEMPENHO ATLÉTICO
• Um dos princípios norteadores básicos do 
desenvolvimento atlético é o seguinte: os 
músculos que funcionam livres do efeito de 
qualquer carga, mesmo se não exercitados por 
horas a fio, pouco aumentam sua força.
• No outro extremo, os músculos que contraem 
com sua força máxima ou com força muito 
próxima a ela, irão desenvolver força de modo 
muito rápido, mesmo se as contrações são 
realizadas poucas vezes a cada dia
FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS E 
LENTAS
• No ser humano, todos os músculos possuem 
porcentagens variáveis de fibras rápidas e de 
fibras lentas:
• Ex: o músculo gastrocnêmio (os dois músculo 
gêmeos, da barriga da perna) possui maior 
número de fibras rápidas, o que lhe dá a 
capacidade de uma contração rápida e de 
grande força, que é o tipo de contração usado 
nas provas de salto
• Por outro lado, o músculo solear (também da 
barriga da perna) possui uma maior 
preponderância de fibras lentas e, por 
conseguinte, é considerado como o músculo 
utilizado em maior grau nas atividades 
musculares prolongadas da perna
• Em resumo, as fibras rápidas podem produzir 
grande quantidades de potência, durante 
períodos curtos de tempo, enquanto que, por 
outro lado, as fibras lentas dão a resistência, 
produzindo uma contração forte, durante 
tempo prolongado.
RESPIRAÇÃO NO EXERCÍCIO
• Embora a capacidade respiratória tenha 
importância relativamente pequena os tipos 
de atividade atlética de pequena duração, é 
crítica para um desempenho maximal nas 
provas atléticas de resistência.
CONSUMO DE OXIGÊNIO E 
VENTILAÇÃO PULMONAR NO 
EXERCÍCIO
• O consumo normal de oxigênio para um 
adulto jovem do sexo masculino em repouso é 
da ordem de 250 ml por minuto.
• No entanto, sob condições maximais, esse 
consumo pode ser aumentado para os 
seguintes níveis médios aproximados:
• Atleta não treinado médio (masculino) 
3600ml/minuto
Atleta não treinado médio (masculino) -
3600ml/minuto
Atletatreinado médio (masculino) –
4000 ml/minuto
Corredor de maratona (masculino) –
5100 ml/minuto
LIMITES DA VENTILAÇÃO PULMONAR
• Qual a intensidade do estresse que impomos 
ao nosso sistema respiratório durante o 
exercício?
• Isso pode ser respondido pela seguinte 
comparação para uma pessoa normal do sexo 
masculino:
• Ventilação pulmonar no exercício máximo-
100-110 litros/min
• Capacidade respiratória máxima
150-170 litros/min
• Assim, a capacidade respiratória máxima é 
cerca de 50% maior do que a ventilação 
pulmonar efetiva que ocorre durante o 
exercício máximo.
• Isso, obviamente, representa um elemento 
de segurança para o atleta, dando-lhe uma 
ventilação extra que pode ser utilizada em 
condições tais como:
• (1) o exercício nas altitudes elevadas;
• (2) exercício em ambientes muito aquecidos 
e
• (3) anormalidades do sistema respiratório.
• O ponto importante disso é que o sistema 
respiratório não e, normalmente, o maior 
fator de limitação para o transporte de 
oxigênio para os músculos, durante o 
metabolismo muscular aeróbico máximo.
• E que a capacidade de bombeamento do 
coração é fator muito mais limitante.
SISTEMA CARDIOVASCULAR NO 
EXERCÍCIO
• O denominador final comum da função 
cardiovascular no exercício é o de fornecer 
oxigênio e outros nutrientes para os 
músculos.
• Para esse fim, o fluxo sangüíneo muscular 
aumenta drasticamente durante o exercício
• Deve ser notado o grande aumento do fluxo 
cerca de 13 vezes, mas também deve ser 
notado o decréscimo do fluxo durante cada 
contração muscular.
• Dois pontos devem ser ressaltados:
• (1) o processo contrátil por si mesmo reduz, 
temporariamente, o fluxo sangüíneo 
muscular, pelo fato de o músculo em 
contração comprimir os vasos sangüíneos 
intramuscular; por conseguinte, contrações 
tõnicas fortes podem provocar a fadiga 
muscular rápida, devido à falta de 
fornecimento suficiente de oxigênio e de 
nutrientes durante a contração contínua.
• (2) O fluxo sangüíneo para os músculos 
durante o exercício pode aumentar de modo 
muito acentuado:
• Fluxo sangüíneo em repouso – 3,6ml por 100g 
de músculo/min.
• Fluxo sangüíneo, durante exercício máximo –
90,0 ml por 100 g de músculo/min.
• O consumo de oxigênio e o débito cardíaco 
durante o exercício.
• Não é surpreendente que todos sejam 
diretamente relacionados entre si, como é 
demonstrado pelas funções lineares, visto 
que a produção de trabalho muscular 
aumenta o consumo de oxigênio e este, por 
sua vez, dilata os vasos sangüíneos 
musculares, o que aumenta o retorno venoso 
e o débito cardíaco.
• Valores típicos para o débito cardíaco, para 
diversas intensidades de exercício:
• Jovem adulto(sexo masculino)médio, em -
5,5 litros/min
• Débito máximo, durante exercício em pessoa 
não-treinada(sexo masculino) - 23 litros/min
• Débito máximo, durante exercício, em 
corredor de maratona (sexo masculino) –
30 litros/min
• Dessa forma, a pessoa normal não treinada 
pode aumentar seu débito cardíaco até cerca 
de pouco mais de quatro vezes,
• enquanto o atleta bem treinado pode 
aumentar seu débito de cerca de seis vezes.
• Corredores de maratona têm sido medidos 
com débitos cardíacos da ordem de 35 a 40 
litros/min.
TEMPERATURA CORPORAL E 
EXERCÍCIO
• Quase toda energia liberada pelo metabolismo 
interno dos nutrientes é, eventualmente, 
convertida em calor corporal.
• Durante as provas atléticas de resistência, mesmo 
as realizadas sob condições ambientais normais,
a temperatura corporal, muitas vezes, aumenta 
de seu valor norma de 37 ºC até 40ºC.
• Mas ,sob condições muito quentes e muito 
úmidas, ou quando ocorre um excesso 
considerável das vestimentas atléticas, a 
temperatura corporal pode, facilmente, atingir 
valores da ordem de 41ºC a 42ºC.
• Nesse nível, a própria temperatura elevada 
torna-se destrutiva para as células dos 
tecidos, em especial, destrutiva para as 
células cerebrais.
• Quando isso ocorre, começam a aparecer 
múltiplos sintomas, que incluem:
• Fraqueza extrema
• Exaustão 
• Cefaléia
• Tonteira 
• Náusea
• Sudorese muito intensa
• Confusão mental
• Marcha trôpega 
• Colapso 
• Inconsciência
LÍQUIDOS E SAL CORPORAIS NO 
EXERCÍCIO
• Perdas de peso da ordem de 2,5 a 5,0 kg, já 
foram registradas em atletas, em períodos de 
uma hora, durante a realização de provas 
atléticas de resistência, sob condições quentes 
e úmidas.
• Em essência, quase que toda essa perda 
corporal resulta de perda de suor.
• A perda de suor suficiente para provocar 
perda de peso corporal da ordem de 3% pode 
de modo significativo, diminuir o 
desempenho de uma pessoa e uma perda 
rápida do peso, da ordem de 5 a 10% por esse 
meio pode ser muito perigosa, provocando 
câimbras musculares, náusea e outros 
efeitos.
• Portanto , é importante a reposição de 
líquido tão logo seja perdido.
MEDICAMENTOS E ATLETAS
• Efeitos medicamentosos sobre o desempenho 
atlético.
• Primeiro: CAFÉINA pode melhorar o 
desempenho atlético.
• Em um experimento com um corredor de 
maratona, seu tempo foi reduzido por 7% 
pelo uso cuidadoso de cafeína, ingerida em 
doses comparáveis às presentes em uma 
xícara de café.
• Segundo: o uso de hormônios sexuais 
masculinos para aumento da força muscular, 
provavelmente, pode aumentar o 
desempenho atlético sob determinadas 
circunstâncias, embora experimentos 
controlados tenham dado resultados 
inconclusivos.
• Infelizmente, alguns dos preparados sintéticos 
de testosterona podem provocar a lesão 
hepática e, nas pessoas do sexo masculino, 
qualquer tipo de preparado com hormônio 
sexual masculino pode provocar decréscimo 
da função testicular, incluindo produção 
diminuída de espermatozóides e do hormônio 
natural, a testosterona.
• Nas pessoas do sexo feminino, efeitos ainda 
mais danosos podem ocorrer, visto que está 
naturalmente adaptada ao hormônio sexual 
masculino.
• Outras substâncias, como as ANFETAMINAS e 
a COCAÍNA, têm sido amputadas como 
capazes de melhorar o desempenho atlético.
• Alguns atletas já morreram durante o 
desempenho atlético devido às 
interações entre esses compostos e a 
NORAPINEFRINA e a EPINEFRINA
liberadas pelo sistema nervoso simpático 
durante o exercício.
• Uma das causas de morte, nessas 
condições, é a hiperexcitabilidade 
cardíaca, o que pode causar a fibrilação 
ventricular, letal em poucos segundos.