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05-03-2013 1 Profa.Ms. Rosana Pontes (rspontes@yahoo.com.br) FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO ConteúdosConteúdos 1. Transição do Repouso ao Exercício 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência de duração e da intensidade 4. Estimativa de utilização de substrato durante o exercício 5. Fatores que controlam a seleção do substrato 05-03-2013 2 � Introdução: • O corpo humano necessita de um suprimento contínuo de energia para realizar as suas múltiplas e complexas funções. • As VIAS BIOENERGÉTICAS são constantemente solicitadas pelos músculos em atividade. • Durante o exercício intenso o gasto energético total do organismo pode ser de 15 a 25 x o gasto energético em repouso. 1. Transição do Repouso ao Exercício �Que alterações metabólicas podem ocorrer no início do exercício a fim de fornecer a energia necessária para continuar a contração muscular e os movimentos ? CONSUMO DE OXIGÊNIO: • É utilizado como indicativo de produção aeróbia de ATP, portanto fornece informação sobre o metabolismo aeróbio durante o exercício. • Na transição do repouso ao exercício LEVE ou MODERADO, o consumo de O2 aumenta rapidamente e atinge um estado estável em um período de 1 a 4 minutos. 05-03-2013 3 1. Transição do Repouso ao Exercício Consumo de O2 não aumenta instantaneamente! O que isto significa? • As fontes ANAERÓBIAS de energia contribuem para a produção global de ATP no início do exercício. • No início do exercício, o Sistema ATP – CP é a 1ª VIA BIOENERGÉTICA ativa, seguidaa pela GLICÓLISE e, finalmente, pela PRODUÇÃO AERÓBIA de energia. • A energia necessária para o exercício não é fornecida simplesmente ativando-se uma única VIA BIOENERGÉTICA, mas por uma MISTURA de diversos sistemas metabólicos que operam com uma considerável sobreposição. 1. Transição do Repouso ao Exercício A evolução no decorrer do tempo do Consumo de O2 (VO2) na transição do repouso ao exercício submáximo V O 2 Tempo de exercício Recuperação Estado estável do VO2 Déficit O2 Débito O2 05-03-2013 4 O termo Déficit de O2 se aplica ao retardo do Consumo de O2 no início do exercício. Este “deficit” é definido como a diferença entre o Consumo de O2 no primeiros minutos de exercício e um período de tempo igual após o estado estável ter sido obtido. Déficit de O2 V O 2 Tempo de exercício Recuperação Estado estável do O2 Déficit O2 Débito O2 1. Transição do Repouso ao Exercício DÉFICIT DE O2: O tempo para se atingir o estado estável é mais curto nos indivíduos treinados em comparação com os não treinados. TREINADOS Características NÃO TREINADOS Menor Déficit de O2 Maior Mais desenvolvida capacidade bioenergética aeróbia Menos desenvolvida Ativada mais precocemente A produção aeróbia de ATP Mais demorado Menor produção de ácido lático Maior 05-03-2013 5 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas • Logo após o exercício o metabolismo permanece elevado por vários minutos. • A magnitude da duração desse metabolismo elevado é influenciado pela intensidade do exercício. DÉBITO DE O2 • É a captação de oxigênio acima dos níveis de repouso após o exercício. • Seria uma compensação do déficit de oxigênio que ocorre no início do exercício. V O 2 Tempo de exercício Recuperação Estado estável do VO2 Déficit O2 Débito O2 05-03-2013 6 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas �Porção RÁPIDA do Débito de O2 • Imediatamente após o exercício, dura de 2 a 3 minutos. • Este O2 é utilizado para ressintetizar CP armazenada nos músculos e repor os estoques de O2 nos músculos, no sangue e nos tecidos. �Porção LENTA do Débito de O2 : • Dura mais de 30 minutos após o exercício; • OXIDAÇÃO DO ÁCIDO LÁTICO: Ele é convertido em ácido pirúvico e utilizado como substrato pelo coração e pelo músculo esquelético. Estima-se que aproximadamente 70% do ácido lático produzido durante exercício é oxidado, enquanto 20% são convertidos em glicose e os 10% em aminoácidos (gliconeogênese). Representação gráfica: • Porção RÁPIDA do Débito de O2 • Porção LENTA do Débito de O2 V O 2 Tempo de exercício Estado estável do VO2 Déficit O2 Débito O2 Porção rápida do Débito O2 Porção lenta do Débito O2 05-03-2013 7 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas EPOC : “EXCESS POST-EXERCISE OXYGEN CONSUMPTION” Significa: O Consumo de O2 acima do nível de repouso no período pós-exercício. • Vários pesquisadores argumentam que o termo DÉBITO O2 deveria ser eliminado da literatura porque seu consumo elevado após o exercício não parece decorrer totalmente do “empréstimo” feito pelos estoques de O2 do organismo. 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas • Achava-se que 80% do Débito de O2 (porção lenta) era utilizado para oxidação do ácido lático em glicose no fígado, porém sabe-se hoje que isso não ocorre. Na verdade a maior parte do ácido lático é convertido em ácido pirúvico e utilizado como energia pelo coração e pelo músculo. • Se o EPOC não é utilizado exclusivamente para converter o ácido lático em glicose, por que o consumo de O2 permanece elevado após o exercício? 05-03-2013 8 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas � São vários os fatores que contribuem para o EPOC: • Parte do O2 consumido no início do período de recuperação é utilizado para ressintetizar a PC armazenada nos músculos e no sangue; • As frequencias cardíaca e respiratória permanecem elevados além dos níveis de repouso vários minutos após o exercício e por esta razão, ambas as atividades requerem O2 adicional acima dos niveis de repouso. • Elevação da temperatura corporal aumenta o consumo de O2. • O2 necessário para converter o Ac. Lático em Glicose (Gliconeogênese). • Níveis elevados de Adrenalina e Noradrenalina causam um aumento do Consumo de O2 após o exercício. 2. Recuperação do Exercício: respostas metabólicas 05-03-2013 9 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade a. Exercício Intenso de Curta Duração b. Exercício Prolongado c. Exercício Progressivo 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade a)Exercício Intenso de Curta Duração: • No exercício de curta duração e alta intensidade (de 2 a 20 segundos), a produção muscular de ATP é controlada pelo Sistema ATP- CP; • O exercício intenso com mais de 20 segundos depende mais da Glicólise Anaeróbia para produzir grande quantidade da ATP necessária; • Os eventos de alta intensidade com mais de 45 segundos utilzam uma combinação do sistema ATP-PC, da Glicólise e do Sistema Aeróbio para produzir à contração muscular. 05-03-2013 10 Resumo: • DURAÇÃO: 10 a 20 segundos (intensidade alta). • ENERGIA: vias metabólicas Anaeróbicas. • ATP-CP ou GLICÓLISE: Depende da duração. � Corrida de 50 metros : ATP-CP � Corrida de 400 metros: 55 segundos (combinação entre ATP-CP, GLICÓLISE e METABOLISMO AERÓBICO com MAIOR participação da GLICÓLISE). � Exercício intenso com mais 6 segundos (desvio metabólico � GLICÓLISE). � Eventos com mais de 45 segundos: combinação dos 3 sistemas energéticos. 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade b) Exercício Prolongado A energia para a realização do exercício prolongado (>10 minutos) é originária sobretudo do metabolismo aeróbio. Durante o exercício prolongado de baixa intensidade, pode ser mantido um estado estável do Consumo de O2. No entanto, o exercício numa taxa de trabalho relativamente alta resulta num “direcionamento” paracima do Consumo de O2 no decorrer do tempo. Consequentemente, nesses tipos de exercícios não se obtém estado estável. 05-03-2013 11 Resumo: • DURAÇÃO: >10 min (intensidade leve/moderada). • ENERGIA: via metabólica Aeróbica. � Pode ser mantido um ESTADO ESTÁVEL de captação de O2 durante um exercício submáximo de duração moderada: Há exceções a esta regra: 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade i. AMBIENTE QUENTE E ÚMIDO: (aumenta) Captação O2 : incapacidade de se manter o estado estável. ii. Exercício contínuo em uma taxa de trabalho relativamente alta (maior de 75% VO2máx) acarreta um lento aumento da Captação O2 no decorrer do tempo. � O aumento VO2 SE DEVE Aumento da temperatura corporal Aumento dos níveis sanguíneos de Adrenalina e Noradrenalina. Essas variáveis: �aumento da taxa metabólica �aumento↑ captação de O2 com o tempo. 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade 05-03-2013 12 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade c) Exercício Progressivo • O consumo de O2 aumenta de forma linear durante o exercício progressivo até que o VO2max seja atingido. • O ponto no qual o Acido lático sanguineo aumenta sistematicamente durante o exercício graduado é denominado limiar de lactato ou limiar aneróbio. • O limiar de lactao possui aplicações práticas, tais como a predição de desempenho e a indicação da intensidade do treino. 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade EXERCÍCIO PROGRESSIVO: VO2máx : Medida de condicionamento cardiovascular. É conceituada como: “a Capacidade máxima de transporte e utilização de O 2 durante o exercício”. Alterações da captação de O2 durante o teste de exercício progressivo. O platô observado no VO2 representa o VO2máx. O VO2máx representa o (limite) “teto fisiológico” da capacidade do sistema de transporte de O2 de liberar O2 aos músculos que estão se contraindo. 4,0 3,0 2,0 1,0 50 100 150 200 250 300 V O 2 ( l/ m in ) Potência (watts) VO2máx 05-03-2013 13 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade EXERCÍCIO PROGRESSIVO: (exercício graduado) FATORES FISIOLÓGICOS QUE INFLUENCIAM O VO2máx : i. Capacidade máxima do sistema cardiorrespiratório de liberar O2 ao músculo que está se contraindo; i. Capacidade muscular de captar o O2 e produzir ATP aerobicamente. 3. Respostas Metabólicas ao Exercício: influência da duração e da intensidade 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 repouso 25 50 75 100 C o n ce n tr aç ão s an gu ín e a d e la ct at o (m ili m o le s/ lit ro ) Exercício progressivo (% VO2máx) Limiar de Lactato À medida que a intensidade do exercício aumenta, os níveis sanguíneos de ácido lático começam a se elevar LIMIAR DE LACTATO: Não Treinados: 50 – 60% VO2máx Treinados: 65 – 80% VO2máx 05-03-2013 14 •Consiste numa técnica não-invasiva utilizada para estimar a porcentagem da contribuição dos CHO e das Gorduras ao Metabolismo Energético durante o Exercício. �Relação entre a Débito de CO2 (VCO2) e Volume de O2 consumido (VO2): VO2 /VO2 → Taxa de troca respiratória (T) �Em condições estáveis esta taxa é conhecida como: Quociente Respiratório (QR). 4. Estimativa de Utilização de Substrato durante o Exercício 4. Estimativa de Utilização de Substrato durante o Exercício • As Gorduras e os CHO diferem na quantidade de O2 utilizado e de CO2 produzido durante a Oxidação . • Ao estimar (T), despreza-se a contribuição das Proteínas, devido ao pequeno papel dispensado elas como substrato energético durante a Atividade Física. 05-03-2013 15 • Quando a Gordura é Oxidada, o O2 combina- se com C para formar CO2 e se liga ao H para formar H2O. • Para que (T) seja utilizada como estimativa da utilização do substrato durante o exercício, o indivíduo deve ter atingido um estado estável, pois somente durante o exercício estável é que o VO2 e VO2 refletem a troca de O2 e de CO2 no tecidos. 4. Estimativa de Utilização de Substrato durante o Exercício 5. Fatores que controlam a seleção do substrato a.Intensidade do exercício e seleção do substrato b.Duração do exercício e seleção do substrato c. Interação entre o Metabolismo das Gorduras e os CHO d.Reservas de energia do organismo 05-03-2013 16 GORD CHO100 80 60 40 20 20 40 60 80 100 % ENERGIA DE GORD E CHO VO2máx Baixa intensidade < 30% VO2máx (GORDURAS) Alta intensidade > 70% VO2máx (CHO) 1º) Recrutamento de fibras rápidas: - ↑ enzimas glicolíticas; - ↓ ENZIMAS Lipolíticas e mitocôndrias; 2º) ↑ Adrenalina: - ↑ degradação de glicogênio; - ↑ met. CHO (↑ glicólise); - ↑ Lactato → inibe o met. GORD. DESVIO DO METABOLISMO DE GORD. (CHO) AS FIBRAS RÁPIDAS ESTÃO MELHORES EQUIPADAS PARA METABOLIZAR CHO QUE GORDURA. INTENSIDADE DO EXERCÍCIO E SELEÇÃO DO SUBSTRATO Tempo de exercício (min) 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 %GORDURA %CHO 20 40 60 80 100 % MET. DE GORDURA E CHO DURAÇÃO DO EXERCÍCIO E SELEÇÃO DO SUBSTRATO: Exercício prolongado / baixa int. (> 30 min)→ desvio gradual do metabolismo CHO → GORD. GORD./ TGL → DEGRADADOS AGL+ GLICEROL (ação de lipases) LIPASES → São enzimas inativas até que estimuladas por hormônios (principalmente adrenalina, nora) 05-03-2013 17 � Glicogênio: hepático: repõe a glicemia • Sanguíneo • Muscular • Baixa intensidade: maior papel da glicose sanguineo • Alta intensidade: maior papel do glicogênio muscular Utilização durante o exercício. CARBOIDRATOS E EXERCÍCIO • Gordura - TGL - parte nos adipócitos, e parte no músculo. • Exercícios de menor intensidade utiliza mais Ácidos Graxos dos Adipócitos, e à medida que se aumenta a intensidade tem-se uma maior utilização do TGL muscular. • Entre 65% e 85% VO2máx a contribuição é quase igual entre a gordura dos Adipócitos (Ácidos Graxos livres plasmáticos) e TGL musculares. • Quando se aumenta a duração do exercício: aumento progressivo da utilização TGL. Fontes de Gorduras durante o exercício 05-03-2013 18 • Exercício prolongado: maior ativação das proteases. • A contribuição das PROTEÍNAS: menos de 2% do substrato. • Quanto mais se prolonga o exercício mais se utiliza PROTEÍNA • Todo exercício causa quebra da proteína (proteólise): Cortisol PROTEÍNAS E EXERCÍCIOS
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