Fisiologia Humana aplicada a natacao 18 9 2015.pptx

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Fisiologia Humana
aplicada a Natação
Prof. Dr. Bernardo Petriz
bernardopetriz@gmail.com
Ementa
Compreender os aspectos básicos da fisiologia humana no que tangem a contração muscular e o sistema cardiovascular voltados ao indivíduo no meio aquático, em especifico a natação recreacional e desportiva. 
Bibliografia
Silverstone
Nadando o mais rápido possível
A historia da natação
Idade da pedra 
Pintura rupestre (7000 anos)
Referencias escritas (2000 a.c)
GRÉCIA
Natação para o desenvolvimento harmonioso do corpo
Evidencias de competições
Estátuas aos campeões
 Treinamento de guerra	
ROMA
Preparação física do corpo
Sistema educacional romano
Termas (100 x 25 m)
Antiguidade
Saber nadar = sobreviver
Atualmente?
	Dados sobre numero de mortes por afogamento no Brasil e em Brasília
Primeiro Livro sobre Natação
(1538)
Século 19 (1893)
Pernada em movimento de tesoura
Pernada vertical (crowl australiano)
Natação no Brasil (1897)
União das regatas fluminense
Federação brasileira das sociedades de remo
Botafogo, gragoatá, icaraí e flamengo
Natação indígena
Muitos dos estilos de nado desenvolvidos nas primeiras competições esportivas no séc 19 basearam-se no estilo de natação dos indígenas da América e da Austrália
Fisiologia Integrativa e a Natação
Adaptação
cardiovascular
Adaptações AGUDAS E CRÔNICAS
Adaptação
Musculoesquelético
Adaptação
Psicosociais
 ↑ Capacidade cardiovascular
 ↑ capacidade oxidativa
 ↓ depressão
 ↑ bem estar
Homeostase
Nadar ou o simples fato de entrarmos na água nos tira da homeostase?
Quando imergimos o rosto em agua fria e seguramos a respiração induzimos ao reflexo de mergulho:
Objetivo: poupar O2
	- Bradycardia (50%)
	- Vasoconstrição periférica
	- Redistribuição de sangue aos órgãos vitais
Maior efeito na água fria
O reflexo de mergulho ocorre em todos os mamíferos incluindo os humanos. 
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Respostas Fisiológicas ao Mergulho
Principal components of the diving response. Solid arrows indicate stimulation, dashed arrows inhibition. CNS, central nervous system.Inputs primarily from trigeminal receptors on the upper part of the face are integrated by the respiratory and cardiovascular centers in the medulla oblongata (in the brainstem), generating neural signals to the lung, heart, and arterioles that include both sympathetic and parasympathetic divisions of the autonomic nervous system. During longer dives, chemoreceptive inputs from aortic and carotid bodies help maintain these effects. Bradycardia reduces cardiac output and therefore should reduce blood pressure, but in humans this effect is more than compensated for by the increase in blood pressure brought about by peripheral vasoconstriction, with the ultimate result that blood pressure increases during a dive in humans. Although arterial chemoreceptors may respond to pH and PCO2 as well as to PO2, during diving PO2 seems to be the more important in regulating cardiovascular center outputs (14). Based on figures from Gooden (14) and Hochachka and Somero (16).
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Perfil variável da respostas da frequência cardíaca individual na imersão com apnéia em água fria em homens adolescentes saudáveis.
 
The Dive reflex / O reflexo de mergulho
Amostra:
24 adolescentes com 17.5 a 20.4 anos
Apneia máximo de tempo possível: 77.5±10.5 s
ECG: FC
Respostas:
Resposta inicial: ↑ FC
↓ FC: redução máxima (47.7±9.0 bpm) com 55.2±16.1 s
< 60 bpm
Princípios Físicos da Natação
O que precisamos para nadar?
Necessidade de se manter na superfície
Produzir força propulsive para minimizer a Resistencia da água
Como nos comportamos na AQUA?
Estática da flutuação
 
Flutuabilidade
É a capacidade que um corpo tem de flutuar em um dado fluido.
 Quando a densidade (massa especifica) de um corpo (M) for maior que a água ele afunda, caso contrário ele flutua.
 A densidade do corpo humano varia entre indivíduos
 MORFOLOGIA
Idade
Sexo 
MEDIA ~1,065 vezes mais denso que a água. 
	
Tecido adiposo humano tem densidade inferior a média do corpo humano 
A respiração ajuda a flutuar? 
Afeta o volume do corpo
Pode tornar alterar a densidade do corpo.
 
Difusão de gases 
Apneia
“a” negação, “pneia” respiração.
Suspensão temporária da respiração 
Quanto mais ar inspirado, maior o tempo de apnéia.
A respiração em nível celular continua enquanto houver O2, mesmo sem o contato com o ar atmosférico.
Karol Meyer: 2009 – 18 min 32 s
E com seu aluno iniciante?
Hipocapnia
Estado reduzido de CO2 no sangue
Resultante da : Respiração profunda ou rápida = HIPERVENTILAÇÃO
Como nos comportamos na AQUA?
Propulsão = arrasto + sustentação
Efeito Bernouli?
3a lei de Newton
Arrasto
Resistencia da água aos movimentos dos nadadores quando se deslocam por ela.
A água proporciona resistência ao movimento dos nadadores (V ou F) ?
A resistência é causada pela diferença de pressão entre a água a frente e atrás dos nadadores (V ou F) ?
Se a pressão da água à frente do nadador for maior que a pressão atrás, a velocidade frontal dele será reduzida.
A menos que... O nadador consiga sobrepor essa pressão com uma braçada
Aumento da resistencia
Sustentação
A força de sustentação é exercida em uma direção perpendicular a força de arrasto, a qual deve estar presente antes que a força de sustentação seja produzida.
Causada pelas diferenças de pressão em dois lados de um objeto (nadador)
Representação de curva força-tempo
Estilo d braçada influencia ?
Adaptações neuromusculares ao meio aquático 
Anatomia do Músculo Esquelético
FALAR SOBRE A OCNTRAÇÃO MUSCULAR
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Hearn e Wainio (1956)
30min/dia durante 8 semenas
Ratos
↑Sucinato desidrogenase
Goulf e Rawlinson (1959)
- Sem alteração malate dehydrogenas
Adaptação no tamanho da fibra do músculo esquelético em resposta a um programa de 8 semanas de treinamento de nataçãoç
DESENHO EXPERIMENTAL
7 homens treinamento 
7 homens sem treino
8 semanas de treinamento
Tríceps
RESULTADO:
Vo2 max nos treinados (3.61 a 3.76 L.min-1)
 Sem alteração na distribuição das fibras tipo I
↑ área das fibras tipo II (23.8%) 
CONCLUSÃO: 
 Fibras tipo II são recrutadas durante treino curto
Efeito DO Exercício na biogênese mitocondrial
Efeito da Natação na biogênese mitocondrial
Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha
Biogênese Mitocondrial
Adaptações do músculo esquelético ao exercício: rápido aumento na fator de transcrição coativador de PCG-1
DESENHO EXPERIMENTAL
Ratos
2 sessões de 3h de natação com 45 min de intervalo
5 dias
Amostras coletadas após 18h
HIT: 14 sessões de 20s
Intervalo de 10s
Peso de 14-16% peso corporal
8 dias
LIT: 6h/dia por 8 dias
2 sessões de 3h – 45 min intervalo
Adaptações cardiovasculares a natação
Características do Miocárdio
Semelhante ao musculo esquelético
Expulsa o sangue através contração;
Elevado consumo de O2
Elevado consumo de nutrientes
Coronárias
 Elevada capacidade de contração;
Consumo de diversos substratos energéticos
Metabolismo do Miocárdio
Utilização de energia química armazenada nos alimentos – ATP
Reação aeróbia: 3x mais elevada do que o mm esquelético
Maior concentração mitocondrial
Catabolismo de ácidos graxos para ressíntese de ATP
A regulação do bombeamento cardíaco
Mecanismo intrínseco:
Em resposta as variações do aporte sanguíneo que chega ao coração.
 - Mecanismo de Frank-Starling
 - Distensão da parede do átrio esquerdo
Sistema Nervoso Autônomo:
(Simpático e Parassimpático)
Controle da FC.
Controle da força de contração
repouso
subindo uma escada
Influencia
A estimulação simpática e o aumento da FC
		
NERVOS SIMPÁTICOS
Epinefrina (adrenalina)
Norepinefrina (noradrenalina)
Nodo SA
↑FC (efeito cronotrópico)
Taquicardia = 100bpm em repouso 
Acelera
a despolarização
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NERVOS SIMPÁTICOS
Epinefrina (adrenalina)
Norepinefrina (noradrenalina)
Ventrículo
↑Forca de contração
 (efeito inotrópico)
- ↑ sangue bombeado p ventriculo 
A estimulação simpática direta no coração aumenta a contratilidade cardíaca.
		
 
 
Sistema Nervoso Parassimpático (vagal):
Grande parte das fibras nos átrios
Neurônios Parassimpáticos
Liberação de Acetilcolina
Influencia a FC 
Modula a diminuição da FC
Angiogênese
FROM:
Left ventricular hypertrophy in renal failure
Kerstin Amann, Ivan Rychlík, Gabriel Miltenberger-Milteny and Eberhard Ritz
(A) Capillary density in the heart.(Semithin section; magnification A-C 1:500). (b) Reduced capillary density in the heart of a subtotally nephrectomized rat with renal failure of 12 weeks duration. (C) Normalization of capillary density in the heart of a subtotally nephrectomized rat treated with the selective ET-1 receptor blocker LU 135252.
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Adaptações Hemodinâmicas a Natação
Treinamento de Natação reduz a PA de repouso em indivíduos hipertensos
INTRODUÇÃO: Hipertensão e modulação cardíaca
- ↑ Resistência periférica
↑ Sobrecarga hemodinâmica
↑ Trabalho cardíaco 
HIPERTENSÃO 
EXERCÍCIO
(aeróbio) 
Hipertrofia cardíaca
Função cardíaca normal
↑ parede e câmara VE
Estrutura funcional
Sem fibrose
Disfunção cardíaca (contráctil)
↑ parede ↓ câmara VE 
Fibrose
↑ apoptose
Alteração metabólica (↑ glicolítico)
concêntrica
excêntrica
Maillet M et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology 14, 38-48, 2013
Bernardo, B et al., Pharmacology & Therapeutics 128. 2010
INSUFICIENCIA CARDÍACA
Disfunção na regulação gênica e expressão proteica
18 sedentários
9 treinaram / 9 não treinaram
Média 48 anos
Com hipertensão arterial confirmada
Efeito do treinamento de natação na PA e função vascular de adultos com mais de 50 anos de idade
12 semanas de treino
45 min por dia, 3 a 4 x por semanas
60% FCmaxima
A efetividade da terapia aquática no tratamento da fibromialgia: uma revisão sistemática e meta-análise
Dados estatísticos inconclusivos
Revisão sistemática e meta-análise comparando exercícios em terra e água para pessoas com artrite de joelho ou quadril ou outros problemas de mobilidade e saúde
Muito obrigado
bernardopetriz@udf.edu.br