Adaptações do Corpo ao Exercício

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 ADAPTAÇÕES DOS SISTEMAS 
CORPORAIS AO EXERCÍCIO
Prof. Israel M. dos Santos
Fisiologia do Exercício
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SISTEMA MUSCULAR
OS TIPOS DE CONTRAÇÃO: 
concêntrica e excêntrica (isocinética)
A IMPORTÂNCIA DO COMPRIMENTO E DA VELOCIDADE NA GERAÇÃO DA FORÇA MUSCULAR: 
força-comprimento 
força-velocidade
FADIGA:
Redução no desenvolvimento de tensão
Lentificação no relaxamento
DETERMINANTES DA FADIGA:
Atividades de alta intensidade e curta duração (sarcolema, túbulos T, cálcio-retículo sarcoplasmático e fatores inibidores metabólicos).
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Podem distinguir-se em três tipos de contração muscular:
CONCÊNTRICA
ISOMÉTRICA
EXCÊNTRICA
CONTRAÇÃO MUSCULAR
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CONTRAÇÃO CONCÊNTRICA
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CONTRAÇÃO CONCÊNTRICA
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CONTRAÇÃO CONCÊNTRICA
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CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA
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CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA
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CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA
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CONTRAÇÃO EXCÊNTRICA
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A
H
Z
Z
I
I
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Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
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Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
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Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
ATP
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A MIOSINA PODE ESTABELECER LIGAÇÕES COM A ACTINA
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A UNIÃO DA ACTINA COM A MIOSINA PRODUZ O DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS FINOS SOBRE OS GROSSOS
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 MECÂNICA DE CONTRAÇÃO
“A ação responsável pela contração do músculo ocorre dentro do sarcômero, com as pontes cruzadas dos filamentos de miosina, puxam, soltam e reconectam-se aos locais específicos no filamento de actina”.
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ALONGAMENTO DOS SARCÔMEROS
FORÇA DE CONTRAÇÃO
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FORÇA
ALONGAMENTO
A Força de contração depende do alongamento inicial do músculo
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FORÇA
ALONGAMENTO
ALONGAMENTO ÓTIMO
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FORÇA
ALONGAMENTO
ALONGAMENTO ÓTIMO
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FORÇA
ALONGAMENTO
ALONGAMENTO ÓTIMO
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SISTEMA CARDIOVASCULAR
DÉBITO CARDÍACO:
5 a 6 l/min no repouso	
20 a 25 l/min no exercício máximo
FREQUÊNCIA CARDÍACA:
100 bpm 		exercício leve a moderado	retirada do tônus vagal
150 bpm 		exercício para a FC máxima catecolaminas
FLUXO SANGUÍNEO PERIFÉRICO:
1 l/min 		no repouso
20 l/min		no exercíco máximo
	
		 
REDISTRIBUIÇÃO DO FLUXO PERIFÉRICO
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PRESSÕES INTRAVASCULARES:
No exercício máximo
a pressão arterial sistêmica (PAS) pode chegar a 200 mmHg
a diastólica reduz-se discretamente.
PRESSÃO ARTERIAL SISTÊMICA:
Eleva-se de 15-20 mmHg para 25-35 mmHg
FLUXO SANGUÍNEO CORONARIANO:
80% na diástole………......................em repouso
Aumenta 40% na sístole…………….no exercício
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Fluxo Sanguíneo Repouso
Mc Ardle, WD-1996
DC - 5000ml
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Fluxo Sanguíneo Exercício
DC - 25000ml
Mc Ardle, WD-1996
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Rushmer, RF - 1974
BOMBA ABDOMINO-TORÁCICA
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Influência da manobra de Valsalva 
Haykowsky et al. Med Sci Sports Exerc 2003;35(1):65-8
Pressão arterial
Pressão intracranial
Pressão intratorácica
Pressão cerebrovascular transmural
=
pressão arterial - pressão intracranial
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
RESPOSTA VENTILATÓRIA:
Central-neurogênica…aumento rápido em poucos segundos 
Periférica-humoral…...elevação mais lenta.
VOLUME MINUTO:
Aumenta contínuo…exercício que progride até o máximo
1
2
3
4
1
2
3
4
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Resposta do VE no exercício
4 Fases
I 		aumento antecipado 
II 	aumento gradual
III 	platô	
IV	pós- exercício (diminução gradual)
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EXERCÍCIO
Aumento da ventilação minuto:
Aumento da frequência respiratória;
Aumento dos volumes e capacidades pulmonares;
Diminuição da resistência (respiração bucal).
Aumento da velocidade na circulação do sangue pulmonar.
Adaptação dos músculos respiratórios.
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Adaptação hemodinâmica e respiratória durante o exercício
VD
VE
P
AP
VP
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EXERCÍCIO
Rápido: 
aumento de V/Q a 1-1,2: Maior ventilação em todas as zonas
Intenso: 
V de 5 L/ min a 200 (atletas treinados).
Q de 5 a 40 L/min.
V/Q = 5 ou mais.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
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SISTEMA NERVOSO
TRES FUNÇÕES BÁSICAS DO SNC:
EXCITABILIDADE
CONDUÇÃO
INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO
	
	
Com essas três funções é possível 
a ocorrência de respostas motoras 
controladas e coordenadas.
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FATORES NEURAIS AGUDOS AO EXERCÍCIO
As adaptações neurais ocorrem antes das mudanças na morfologia do músculo.
Para entender essas mudanças neurais é necessário compreender de unidade motora (UM).
Uma UM compreende um motoneurônio alfa e todas as fibras musculares por ele inervadas.
Classificação das UM:
PEQUENA: inerva poucas fibras musculares (uma, duas, três) 
GRANDES: inerva centenas de fibras musculares (às vezes ultrapassando 1000 fibras musculares.
Coordenação Intramuscular
Número de UMs recrutadas 
Tamanho das UMs recrutadas
Frequência de impulso em cada UM
Inibição do OTG e estimulação dos fusos musculares 
 
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SISTEMA ENDÓCRINO
Hormônio é uma substância química secretada para dentro dos líquidos corporais por uma glândula endócrina e que exerce um efeito específico sobre as atividades de outros órgãos.
O sistema predominante de controle hormonal é o mecanismo de realimentação (feedback) negativa. A secreção do hormônio é interrompida ou reduzida em virtude do resultado final da resposta causada por esse hormônio.
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HIPÓFISE
► Regiões: 
 ° Adeno-Hipófise (Hipófise anterior): 	Origem Epitelial
 ° Neuro-Hipófise (Hipófise posterior): 	Origem Nervosa
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Hormônio Anti-diurético (ADH).
► ADH & EXERCÍCIO FÍSICO:
Exercício Proporciona um Poderoso Estímulo para a Secreção de ADH
A maior liberação de ADH estimulada provavelmente pela transpiração, ajuda o corpo a conservar líquidos, particularmente durante o exercício realizado em um clima quente, quando a desidratação passa a ser um risco real
Exercício de alta intensidade até a exaustão ou o exercício submáximo prolongado com a mesma intensidade relativa não produz diferenças nos níveis de ADH entre indivíduos treinados e sedentários.
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ADENO-HIPÓFISE
HORMÔNIO DO CRESCIMENTO (GH)
Também chamado de Somatotropina, estimula o crescimento celular, mobiliza ácidos graxos para energia e tem a sua secreção aumentada durante o exercício;
Trata-se de um hormônio rejuvenescedor, porque queima a gordura e aumenta a síntese protéica;
Algumas evidências:
	De Weltman A, et al. Exercise training decreases the GH response to acute constant-load exercise. Med Sci Exerc 1991; 29:669.
	Estudo Realizado Com Indivíduos Treinados e Sedentários
	Indivíduos treinados  GH em virtude da redução do estresse do exercício a medida que o treinamento prossegue a aptidão é aprimorada.
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Resposta do hormônio do crescimento (GH)
50
40
30
20
10
0
300
600
900
Repouso
Carga de trabalho(kg-m/min
Homônio do crescimentong/ml
Exercícios com cargas leves, os níveis sanguíneos de GH 
não aumentam.
Exercícios com cargas mais pesadas, o GH aumenta substancialmente.
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``
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Sistema Hipotálamo-Hipofisário
ADENO-HIPÓFISE
Hormônio do Crescimento – Resumo
GH
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ADENO-HIPÓFISE 
Prolactina (PRL)
► PROLACTINA & EXERCÍCIO FÍSICO:
Aumento da PRL com altas intensidades do exercício e retornam ao nível basal dentro de 45 minutos durante o período de recuperação.
O aumento da prolactina, mobiliza ácidos graxos, aumenta com o exercício.
Exercício pode elevar a PRL e possivelmente esse aumento pode Inibir a função ovariana e contribuir com as alterações no ciclo menstrual de mulheres atletas
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ADENO-HIPÓFISE
Hormônio Tireoestimulante
(TSH)
Indução das alterações morfológicas e funcionais nas células tireoideanas através da hipertrofia e hiperplasia das células da tireóide; estímulo da síntese de tireoglobulina e estímulo a síntese de secreção de T3 e T4.
Durante o exercício, os dois hormônios da tireóide, triiodotironina T3 e tiroxina T4 estimulam o metabolismo, regulando a atividade de crescimento celular. 
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ADENO-HIPÓFISE 
Hormônios Derivados da POMC(Pró-Ópio-Melano-Cortina)
Hormônio Adrenocorticotrófico (ACTH):
1. É o principal hormônio derivado da POMC. 
2. É secretado por estimulação das células corticotróficas da hipófise, a partir do hormônio CRH do hipotálamo. 
	O ACTH em concentrações muito altas no organismo, promove lipólise, estimula a captação de aminoácidos e glicose, promove a secreção de hormônio do crescimento e estimula a secreção de insulina.
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► ACTH & EXERCÍCIO FÍSICO:
	
	Dados Disponíveis Sugerem que ocorra aumento do ACTH proporcionalmente com a intensidade e duração do exercício se a intensidade ultrapassar os 25% da capacidade aeróbia.
	
	O Treinamento eleva o ACTH, aumentando a mobilização dos ácidos graxos livre para obtenção de energia. Essa seria uma forma de promover o catabolismo das gorduras e preservar o glicogênio. esse efeito certamente beneficiaria o desempenho em exercícios prolongados de alta intensidade.
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BENEFÍCIOS 
DO 
EXERCÍCIO 
AOS SISTEMAS
UNIGRAN
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EFEITOS FISIOLÓGICOS DO TREINAMENTO ANAERÓBICO
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SISTEMA MUSCULAR
Os tipos de fibras musculares
Tipo I
Tipo II
Tipo IIa
Tipo IIb
O treinamento aeróbio (endurance) melhora o potencial oxidativo de todas as fibras, notadamente as do tipo I, mas verdadeira transformação entre os tipos parece ocorrer princi-palmente em direção às fibras tipo I, às expensas das fibras IIa.
O treinamento de força afeta positivamente as fibras IIb, as quais apresentam marcada hipertrofia e aumento desproporcional da força específica. 
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 O PADRÃO DE RECRUTAMENTO
DAS FIBRAS MUSCULARES
O Padrão fisiológico de recrutamento das fibras é plenamente consistente com as características morfológicas e bioquímicas.
Nas atividades moderadas: as fibras tipo I são recrutadas antes das fibras tipo II.
A sequência de recrutramento I→IIa→IIb é maleável o suficiente para ser sobrepujada por exigências metabólicas e funcionais.
Atividades súbitas.....ATP-PC e Glícolise anaeróbia.....fibras tipo II.
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MAIORES CAPACIDADES:
Sistema ATP-PC e da glicólise anaeróbica em gerar ATP
Modificações bioquímicas
Aumento nas reservas de ATP E PC;
Maior atividade das enzimas que participam deste sistema, (ATPase e CPK) acelerando o fracionamento e ressíntese de ATP
Aumento nas reservas de enzimas glicolíticas (fosfofrutocinase-PFK)
Armazenamento de glicogênio.
ADAPTAÇÕES DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
Hipertrofia seletiva das fibras musculares
Tipo II ocupam uma maior área.
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SISTEMA CARDIOVASCULAR
Desenvolvem um septo mais espesso entre os ventrículos esquerdo e direito, 
Um espessamento da parede posterior 
Uma maior massa muscular esquerda
Pouca ou nenhuma modificação na dimensão da cavidade ventricular esquerda no final da diástole
Acredita-se que essas modificações são causadas pela SOBRECARGA DE PRESSÃO
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EFEITOS FISIOLÓGICOS DO TREINAMENTO AERÓBICO
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SISTEMA MUSCULAR
ALTERAÇÕES QUE OCORREM DENTRO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
Maior conteúdo de mioglobina……….ajuda o movimento de O² da membrana celular para a mitocôndria;
Aumentam somente nos grupos musculares que participam das atividades.
Melhor oxidação dos carboidratos (Glicogênio)..........ajuda no fracionamento completo do glicogênio na presença de O² para CO²,H2O e ATP;
As duas principais adaptações para executarem essa tarefa são:
Aumento no número, no tamanho, na área superficial nas membranas das mitocôndrias
Aumento no nível de atividade e/ou concentração das enzimas que participam no Ciclo de Krebs e no sistema de transporte de elétrons 
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Melhor oxidação da gordura……….formando mais CO²,H2O e ATP;
O aumento está relacionado a três fatores:
Aumento de trigliceres no músculo
Maior disponibilidade de gorduras, preservando o glicogênio
Aumento das enzimas responsáveis pelo fracionamento das grandes moléculas de gorduras antes da sua penetração tanto na via de oxidação beta quanto no ciclo de krebs
ADAPTAÇÕES DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
Hipertrofia seletiva das fibras musculares
Tipo I ocupam uma maior área.
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SISTEMA CARDIOVASCUALAR
Existem seis alterações principais:
Hipertrofia cardíaca.
Redução da FC.
Maior volume de ejeção.
Pouca ou nenhuma modificação nas medidas pulmonares.
Aumento do volume sanguíneo e na concentração de hemoglobina.
Maior densidade capilar e hipertrofia do músculo esquelético. 
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Benefícios à saúde decorrentes da prática de exercício físico
Sedentarismo - dados da OMS:
Aproximadamente 2 milhões de mortes anuais são atribuídas à inatividade física; 
Uma das 10 maiores causas de morte e invalidez no mundo;
Dobra o risco de desenvolvimento de doenças cardiovasculares, diabetes mellitus tipo II e obesidade;
Alto em virtualmente todos os países desenvolvidos e nos em desenvolvimento.
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Um mínimo de 30 minutos por dia de atividade física moderada é suficiente para que resultados positivos relacionados a saúde sejam percebidos
Reduz o risco de doenças cardiovasculares responsáveis por um terço de todas as mortes;
Previne e reduz a hipertensão afeta um quinto da população adulta mundial;
Reduz o risco de desenvolver diabetes mellitus do tipo II e câncer de cólon em 50%;
Previne e reduz a osteoporose diminui o risco de fraturas de quadril em até 50% em mulheres.
Ajuda a manter ossos, articulações e músculos saudáveis;
Ajuda a controlar o peso e reduz o risco de se tornar obeso em 50%, se comparado com pessoas sedentárias;
Promove o bem-estar psicológico, reduz o stress, a ansiedade, os sentimentos depressivos e a solidão;
Ajuda a prevenir ou controlar comportamentos de risco fumo, álcool, etc...
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 Destreinados
0 1 2 3 4 5 6 7
Número de Capilares ao Redor
de Cada Fibra Muscular
Treinados em Endurance
Aumento da Densidade Capilar
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 Destreinados
Atletas
0 4 8 12 16 20
Tamanho das Mitocôndrias (2 x 10 - 2)
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Atividade MK
 Reserva de ATP
 Atividade ATPase
 Atividade CPK
 Reservas de PC
 Atividade PFK
Glicólise
Anaeróbica
0 20 40 60 80 100 120 140
Aumento Percentual
Sistema dos
Fosfagênios (ATP-PC)
Karlsson, Eriksson e Gollnick
Potencial Anaeróbico
*
Conteúdo de Mioglobina
Oxidação do Glicogênio
Oxidação das Gorduras
Número de Mitocôndrias 
0 20 40 60 80 100 120 140
Aumento Percentual
5 dias/semana por
12 semanas
5 dias/semana por
28 semanas
Potencial Aeróbico
Kiessling et al.
*
35
30
25
20
15
10
5
0
Antes Após
Treinamento
(4 dias/semana, 20 semanas)
Glicogênio Muscular (Gramas por Quilograma
Gollnick et al.
*
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
 0
Lipidios Intracelulares (Vol%)
 Homens Homens	 Mulheres
 Destreinados Treinados Destreinadas
Hoppeler et al.
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 NO sintase
 prostaciclina
 radicais Livres
fator de crescimento
endotelial 
capacidade oxidativa
muscular
atividade enzimática
muscular
homeostase muscular
da acilcarnitina
 da viscosidade 
sanguínea e filtrabilidade
 da agregação das
 hemácias
melhora da função endotelial
redução da inflamação
angiogênese vascular possível
melhora do metabolismo muscular
melhora Hemorheológica
EXERCÍCIO
FÍSICO
Stewart,
K.J & Hirsch, A. New Engl. J. Med 347 1941-1951,2002
EFEITOS FAVORÁVEIS POTENCIAL DO TREINAMENTO FÍSICO
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Atividade Física e Modificação de Elementos Determinantes de Cardiopatia
 
* 03 semanas de dieta e tratamento
 Todas as variações foram estatisticamente significativas P < 0.01
Barnard, R.J. Am. J.Cardiol 1992;69:440-44
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Lipoproteína de alta densidade (HDL):
-Possuem maior quantidade de proteína 50% e menor quantidade de gordura. 
“Colesterol Bom”- remove o excesso de colesterol da parede arterial e transpota para o fígado onde é incorporado a bile e excretado na urina;
- Exercício físico regular pode elevar os níveis de HDL
Lipoproteína de baixa densidade (LDL):
-Possuem maiores componentes lipídicos e menores componentes proteico
-”Colesterol Ruim”- ajudam a levar o colesterol para dentro das artérias podendo promover seu estreitamento. No caso das artérias coronárias pode causar um infarto.
*
			
EFEITO DO TREINAMENTO SOBRE OS LIPÍDIOS:
- indivíduos treinados utilizam mais gordura do que os sedentários;
- treinamento aumenta a sensibilidade das células adiposas à adrenalina , facilitando a liberação de AGL para o sangue;
- treinamento torna as células musculares mais eficientes na absorção dos AGL
*
			
OBESIDADE:
Controle da 
ingestão alimentar
Prática regular
 de exercício físico
Aumento do gasto energético
Melhora da composição corporal
Aumento na capacidade de 
mobilização e oxidação 
da gordura
*
Indivíduo ativos mais ativos fisicamente apresentam
pressões sistólicas e diastólicas mais baixas,
o risco relativo para o desenvolvimento de hipertensão
em pessoas com níveis baixos de atividade física, em 
comparação com aqueles que se 
exercitam regularmente é de 1.5 
*
			
Atividade física regular contribui para a prevenção da diabetes
Aumento da sensibilidade
celular à insulina – agindo no
Glicotransportador GLUT4
Diminuição da gordura
corporal – diretamente associada
à maior resistência à insulina
(cerca de 90% das pessoas
com diabetes tipo II são obesas)
*
Prevenção da Osteoporose e redução dos riscos de fraturas			
Atividade física regular:
Aumenta a massa óssea na infância e no início da adolescência 
Ajuda a manter o pico da massa óssea no adulto
Têm-se evidências de que os efeitos benéficos da terapia hormonal são potencializados pelo exercício físico
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Promoção e bem estar psico-social
Em crianças e adolescentes:
Quanto maior o engajamento em atividade física, menor o contato com fumo, álcool.
Oportunidade para os jovens se expressar
Ajuda a construir a auto-confiança
Interação e integração social
Em idosos:
Formação de novas amizades
Manutenção de uma rede social
Interação com pessoas de todas as idades
 		
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Relação força x velocidade
A relação entre a força concêntrica produzida por um músculo e a velocidade com a qual ele encurta é inversa. Quando a resistência é alta, a velocidade de encurtamento deve ser relativamente baixa. Quando a resistência é baixa, a velocidade de encurtamento pode ser relativamente alta
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DPOC
ICC
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("Insulin-Like Growth Factor-1 ou Fator de Crescimento Insulina Símile-1")
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72 pacientes submetidos a atividade física
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