Fisiologia do esporte

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Fisiologia do esporte 
 
Músculos em exercício 
A força de um músculo é determinada principalmente pelo seu tamanho, com força de contração máxima de 3-4 kg/cm² de 
área de secção transversa muscular. 
EX: levantador de peso com área de secção transversa do quadríceps de até 150cm²= força de contração máxima de 
525kg(força aplicada sobre o tendão patelar). Assim o tendão pode sofrer rompimento ou desinserção da tíbia abaixo do 
joelho. 
A força de sustentação dos músculos é 40% maior que a força de contração. Isto significa que se um músculo já estiver 
contraído e uma força for aplicada na tentativa de alongar a musculatura , isto requer 40% mais força , podendo levar a 
rupturas internas do próprio músculo, problemas para os tendões, articulaÇões e ligamentos. 
O trabalho mecânico realizado por um músculo é a quantidade de força aplicada pelo músculo multiplicada pela distância 
sobre a qual a força é aplicada .A potência de uma contração muscular é a medida da quantidade total de trabalho que o 
músculo realiza em uma unidade de tempo, medida em kg-m/min. Levantar um peso de 1 kg a altura de 1m ou mover objeto 
lateralmente contra uma força de 1kg por distância de 1m em 1 min tem uma potência de 1kg-m/min. 
 
Potência max. que o músculo de um atleta treinado pode atingir: 
• 8-10 s 7000kg-m/min 
• Minuto seguinte 4000kg-m/min 
• Prox. 30 min---1700kg-m/min 
 
Resistência: Depende do aporte nutricional para o músculo(glicogênio armazenado pelo músculo antes do exercício). 
Resistência dos atletas em velocidades 
• típicas(medida como o tempo que podem sustentar a corrida até a exaustão completa). 
o Dieta rica em carboidratos240min 
o Dieta mista120 min 
o Dieta rica em gorduras85min 
 
Armazenamento de glicogênio no músculo antes do início do exercício: 
• Dieta rica em carboidratos40g/kg de músculo 
• Dieta mista20g/kg de músculo 
• Dieta rica em gorduras6g/kg de músculo. 
 
Sistemas metabólicos musculares no exercício 
Trifosfato de adenosina- (adenosina-PO3-PO3-PO3), 
cada uma das ligações armazena 7300cal de energia 
por mol de ATP sob condições normais. A quantidade de 
ATP presentes no músculos , mesmo em um atleta bem 
treinado, é suficiente para sustentar uma potência 
muscular max. por 3 s. 
É essencial que novo ATP seja formado continuamente , mesmo durante o desempenho de atividades atléticas de curta 
duração. 3 sistemas metabólicos que fornecem um suprimento contínuo de ATP nas fibras musculares. 
Sistema da fosfocreatina-creatina 
Também chamado de fosfato de creatina . Possui uma ligação de fosfato de alta energia (creatina-PO3), podendo ser 
decomposta em creatina e íons fosfato, liberando grandes quantidades de energia . Tem mais energia que a ligação do 
ATP(10300calX7300cal), podendo fornecer energia suficiente para reconstituir a ligação de alta energia do ATP em frações de 
segundos. Além disso a maioria das células musculares possui de 2 a 4 x mais fosfocreatina que ATP . 
A combinação da quantidade de ATP e da fosfocreatina existente na célula é chamada de sistema de energia do fosfágeno, 
podendo fornecer potência muscular máxima por 8-10 s(corrida de 100m). Essa energia é suficiente para pequenas 
solicitações de potência muscular máxima. 
Sistema do glicogênio-Ac.lático 
O glicogênio armazenado no músculo pode ser quebrado 
em glicose e ser usado como energia. O estágio inicial 
chamado glicólise , ocorre sem o uso de O2 e por isso é 
chamado de metabolismo anaeróbico. Durante a glicólise , 
cada molécula de glicose é dividida em 2 moléculas de ac. 
Pirúvico e há liberação de energia para formar 4 moléculas 
de ATP, para cada molécula original de glicose . O ác. 
pirúvico entra na mitocôndria e reage com O2 para formar 
mais ATP. 
Quando há O2 insuficiente para a realização da fase 
oxidativa do metabolismo da glicose, a maior parte do 
ácido pirúvico é transformada em ac. lático, que é difundido para fora das células musculares , em direção ao liquido 
intersticial e sangue . 
Grande parte do glicogênio muscular é transformado em ácido lático, porém há produção de ATP em quantidades 
consideráveis sem o consumo de O2. 
Esse sistema pode produzir moléculas de ATP cerca de 2,5 x mais rápido do que o mecanismo oxidativo da mitocôndria. 
Pode ser usado como fonte de energia rápida. Sob condições ideais pode fornecer de 1,3 a 1,6 min de atividade muscular 
máxima , somando-se aos 8-10 s fornecidos pelo sistema do fosfágeno. 
 
Sistema Aeróbico 
É a oxidação dos alimentos na mitocôndria para fornecer energia, ou seja a glicose, os ácidos graxos e os aa dos alimentos 
após alguns processos combinam-se com o O2 para liberar quantidades enormes de energia para converter AMP e ADP em 
ATP. 
Taxas máximas relativas de geração de potência: 
• Sistema fosfágeno4 moles de ATP/min 
• Sistema glicogênioac.lático-2,5moles de ATP/min 
• Sistema aeróbico1 mol de ATP/min. 
Quando se compara os mesmos sistemas em relação à resistência : 
• Sistema do fosfágeno---------- 8-10s 
• Sistema glicogênio-ac-lático-1,3-16 min 
• Sistema aeróbico----------------indeterminado (enquanto houver nutrientes) 
Tipos de esporte e sistema de energia 
 Sistema do fosfágeno: 
• 100m rasos, salto, levantamento de peso, arrancadas no futebol 
Sistema do fosfágeno e glicogênio-ac-lático: 
• 200m rasos, basquete, tênis, futebol 
Sistema glicogênio-ac-lático e aeróbico: 
• 800m rasos, boxe, corrida de 1500m 
Sistema aeróbico: 
• maratona , cooper 
Recuperação dos sistemas metabólicos 
Da mesma forma que a energia da fosfocreatina pode ser utilizada para reconstituir o ATP, a energia do sistema glicogênio-
ac-lático pode ser utilizada para reconstituir tanto a fosfocreatina quanto ATP. A energia do metabolismo oxidativo do 
sistema aeróbico pode ser utilizada para recompor todos os outros sistemas (do ATP, fosfocreatina e glicogênio-ác. lático). 
A reconstituição do sistema do ác-lático significa a remoção do excesso de ác lático acumulado em todos os líquidos corporais. 
É extremamente importante porque ácido lático causa uma fadiga extrema . Quando quantidades adequadas de energia são 
disponibilizadas pelo metabolismo oxidativo, a remoção de ácido lático é feita por: 
• pequena porção é convertida novamente em ác. pirúvico e então metabolizada oxidativamente por todos os tecidos 
corporais 
• O ácido lático remanescente é convertido novamente em glicose, principalmente , no fígado, utilizada para recompor 
as reservas de glicogênio dos músculos. 
Recuperação do sistema aeróbico 
No exercício intenso (mesmo estágio inicial), uma porção da capacidade aeróbica é depletada, resultando de 2 defeitos: 
• Déficit de O2 O corpo humano possui 2 l de O2 estocados, que podem ser usados para o metabolismo aeróbico, 
mesmo não se inalando mais nenhum O2.No exercício intenso quase todo estoque é usado dentro de 1 min pelo 
metabolismo aeróbico, tendo que ser reposto através da reabsorção 
de O2 extra, acima das necessidades normais. Todo esse O2 extra 
que deve ser reposto chamado de déficit de O2 
Recuperação do sistema aeróbico 
Durante os primeiros 4 min a pessoa se exercita intensamente e a taxa de 
absorção de O2 aumenta 15 x, assim após o término do exercício, a absorção 
de O2 permanece acima do normal. 
1º enquanto o corpo está reconstituindo o sistema do fosfágeno e depois de 
40 min em um nível mais baixo, enquanto o ac. Lático é removido. 
A porção inicial do déficit de O2 –déficit de O2 alático=3,5l A porção final –
déficit de O2 lático=8l 
Recuperação do glicogênio muscular 
Isto requer dias , em vez de segundos, min e horas. O que inferirmos 
dessas comparações: 
1. importantepara o atleta ter uma dieta rica em carboidratos 
antes de uma atividade exaustiva 
2. não se deve participar de exercícios exaustivos durante 48h que 
antecedem a atividade. 
 
 
Nutrientes utilizados durante a atividade muscular 
Além do grande uso de carboidratos pelos músculos durante o 
exercício, os músculos também utilizam grandes quantidades de 
gordura na forma de ácidos graxos e ácido acetoacético para 
produzir energia, e também utilizam , em menor escala, proteínas 
na forma de aa. 
A maior parte da energia vem dos carboidratos durante os 
primeiros segundos ou minutos do exercício, mas quando ocorre 
a exaustão, 60 a 85% da energia é derivada das gorduras. 
Quase a mesma quantidade de glicogênio que é armazenada nos 
músculos é armazenada no fígado, podendo ser liberada para o 
sangue na forma de glicose e ser captada pelos músculos como 
fonte de energia. Se existir glicogênio e glicose sanguínea 
disponíveis, eles são os nutrientes escolhidos para uma atividade 
muscular intensa . Porém em uma atividade de longa duração , 
espera-se que a gordura forneça mais de 50% da energia pós 3-4 
h. 
Efeito do treinamento 
Importância do treinamento de resistência máxima: Músculos que 
funcionam sem nenhuma carga, mesmo exercitados por horas, 
aumentam pouco a sua força , porém músculos que se contraem 
a mais de 50% da carga máxima desenvolverão a força 
rapidamente, mesmo que sejam poucas contrações diária . 
Pesquisas indicam que 3 séries de 6 contrações musculares 3 
x/sem aumentam de forma quase ideal a força muscular, sem 
produzir fadiga crônica. 
A força muscular aumenta cerca de 30% durante as primeiras 6-8 
sem de treinamento, permanecendo quase inalterada pós esse 
tempo. Junto com o aumento de força está o aumento 
porcentual quase igual da massa muscular chamado de 
hipertrofia muscular 
Hipertrofia muscular 
O tamanho médio dos músculos de uma pessoa é , determinado , em parte , pela hereditariedade mais o nível de secreção 
de testosterona, o que tem homens contribui para músculos maiores que as mulheres. Com o treinamento os músculos podem 
ser hipertrofiados de 30-60%, aumentando o diâmetros das fibras musculares mais do que o nº de fibras. 
As mudanças que ocorrem dentro da fibra muscular hipertrofiada são: 
1. aumento do nº de miofibrilas, proporcional ao grau de hipertrofia. 
2. até 120% de aumento nas enzimas mitocondriais 
3. 60-80% de aumento nos componentes do sistema 
metabólico do fosfágeno, incluindo ATP e fosfocreatina 
4. até 50% de aumento no estoque de glicogênio 
5. 75-100% de aumento no estoque de triglicerídeos 
(gordura). 
Com isso a capacidade aeróbia e anaeróbica dos sistemas 
metabólicos são aumentadas , aumentando a taxa de 
oxidação e eficácia em até 45%. 
Fibras de contração rápida e lenta 
As diferenças entre os 2 tipos de fibras são : 
1. As fibras de contração rápida tem cerca de o dobro de diâmetro. 
2. As enzimas que promovem uma liberação rápida de energia nos sistemas do fosfágeno e do glicogênio- ác-lático são 
de 2-3 x mais ativas nas fibras de contração rápida, fazendo com que a potência máxima que possa ser atingida em 
períodos curtos, seja 2x maior na fibra de contração rápida. 
3. 3-As fibras de contração lenta são organizadas principalmente para resistência, especialmente para gerarem energia 
aeróbica. Elas possuem muito mais mitocôndrias e 
uma quantidade maior de mioglobina (proteína que 
se combina com O2 dentro da fibra 
muscular),aumentando a taxa de difusão do O2 . As 
enzimas do sistema metabólico aeróbico são mais 
ativas nas fibras de contração lenta. 
4. O nº de capilares é maior ao redor das fibras de 
contração lenta. 
As fibras de contração rápida podem produzir quantidades 
extremas de potência por alguns poucos segundos até 1 min. 
As fibras de contração lenta fornecem resistência , 
produzindo uma força prolongada de contração durante min 
ou horas. 
Diferenças hereditárias 
Algumas pessoas tem mais fibras de contração rápida enquanto outras tem mais fibras de contração lenta , podendo 
determinar , até certo ponto , as capacidades atléticas dos indivíduos. Não foi demonstrado que o treinamento atlético possa 
mudar as proporções de fibras rápidas e lentas. Parece ser determinado por herança genética. 
Respiração no exercício 
• Crucial para o desempenho máximo em modalidade de resistência. 
o O consumo de O2 para um homem jovem em repouso é de 250ml/min, porém em condições de esforço 
máximo esse valor pode aumentar: 
▪ Média de homens destreinados3600ml/min 
▪ Média de homens treinados4000ml/min 
▪ Maratonistas masculinos5100ml/min. 
Relação entre consumo de O2 e ventilação pulmonar total 
 Existe uma relação linear , tanto o consumo de O2 , quanto a ventilação pulmonar total aumentam cerca de 20x entre o 
estado de repouso e a intensidade máxima do exercício em atletas bem treinados. 
Limites de ventilação pulmonar 
A capacidade respiratória máxima é de cerca de 50% maior do que a ventilação pulmonar real durante o exercício, 
proporcionando um fator de segurança para o atleta, dando uma ventilação extra que pode ser utilizada em: 
1. exercícios em altas altitudes 
2. exercícios em condições extremamente quentes, 
3. anormalidade no sistema respiratório. 
O sistema respiratório não é o fator limitante do fornecimento de O2 
aos músculos e sim o coração. 
Efeito do treinamento sobre a VO2 max 
 VO2 max- consumo de O2 utilizados sob condições máximas do 
metabolismo aeróbico. Mostra o efeito progressivo do treinamento 
atlético sobre a VO2 máx. 
O aumento foi de apenas 10% surpreendentemente. A VO2 de um 
maratonista é cerca de 45x maior que uma pessoa destreinada, 
provavelmente determinada geneticamente. 
Capacidade de difusão do O2 
 É uma medida da taxa com que o O2 pode se difundir dos alvéolos pulmonares para o sangue. A quantidade de O2 difundido 
através da membrana respiratória a cada minuto é igual a capacidade de difusão. Ocorre grande aumento na capacidade de 
difusão entre o estado de repouso e o exercício máximo, pois o aumento do fluxo faz com que todos os capilares pulmonares 
sejam perfundidos em sua capacidade máxima aumentando a área pela qual o O2 pode ser difundido para o sangue . 
Gases sanguíneos durante exercício 
Pela grande utilização do O2 pelos músculos esperaríamos que a pressão de O2 no sangue diminuísse e a pressão de CO2 
aumentasse, porém isso não ocorre pela grande habilidade do sistema respiratório de fornecer aeração adequada do sangue 
mesmo durante exercícios pesados. 
 A respiração é estimulada por mecanismos neurogênicos durante o exercício, resultando , em parte, da estimulação direta 
do centro respiratório . Parte da estimulação são dos sinais sensoriais transmitidos pelos músculos e articulações. 
Toda essa estimulação neural extra da respiração é normalmente suficiente para fornecer quase exatamente o aumento 
necessário na ventilação pulmonar requerido para manter os gases respiratórios muito próximos do normal. 
Efeitos do tabagismo durante exercício 
1. um dos efeitos da nicotina é a constrição dos bronquíolos, aumentando a resistência ao fluxo de ar. 
2. efeitos irritativos da fumaça aumentam a secreção de líquidos na árvore brônquica e um edema dos revestimentos 
epiteliais. 
3. a nicotina paralisa os cílios da superfície das células epiteliais respiratórias, aumentando o acúmulo de secreção e 
restos celulares nas vias respiratórias, dificultando a respiração 
 Tabagismo crônico: 
1. bronquite crônica 
2. obstrução de muitos bronquíolos terminais 3 
3. destruição de muitas paredes alveolares. 
Dessa maneira , o mínimo de exercício pode causar angústiarespiratória . 
Sistema cardiovascular no exercício 
Fluxo sanguíneo muscular- O fluxo aumenta ao drasticamente durante o exercício para fornecer aos músculos O2 e 
nutrientes. 
Fluxo sanguíneo muscular 
Fluxo sanguíneo na panturrilha por período de 6 min. Note a 
diminuição do fluxo durante as contrações musculares e o grande 
fluxo . 
1. O processo contrátil diminui o fluxo sanguíneo para o 
músculo esquelético, que se contrai , comprimindo os vasos 
sanguíneos intramusculares, portanto contrações tônicas 
intensas podem causar fadiga muscular 
2. O fluxo sanguíneo para os músculos durante o exercício tem 
aumento importante 
 
Fluxo no repouso-3,6ml/100g músculo/min 
Fluxo durante o exercício -90ml/100gmúsculo/min 
O fluxo pode aumentar cerca de 25x. Quase metade deste valor resulta da vasodilatação causada pelos efeitos diretos do 
aumento do metabolismo muscular e o restante resulta de vários fatores, dentre os quais o mais importante é provavelmente 
o aumento da PA, geralmente em torno de 30%, que estira as paredes das arteríolas, reduzindo a resistência vascular, podendo 
dobrar o fluxo sanguíneo. 
Trabalho, DC e Consumo de O2 no exercício 
Os 3 fatores estão relacionados entre si. 
O trabalho realizado pelo músculo aumenta o consumo de O2 e este dilata os vasos musculares , aumentando o retorno 
venosos e o DC 
DC e diferentes níveis de exercício: 
• DC em homens jovens em repouso-5,5l/min 
• DC máx. em exercício-homens jovens destreinados-23l/min 
• DC máx. em exercício maratonista-30l/min(média) 
 Efeitos do treinamento na hipertrofia cardíaca e no DC 
As câmaras cardíacas aumentam em 40% de tamanho e a massa cardíaca também aumenta 40% ou mais, entretanto o 
aumento do tamanho do coração e o aumento da capacidade de bombeamento ocorrem quase que totalmente no 
treinamento de resistência , e não no de potência. A eficácia do bombeamento de sangue em cada batimento cardíaco é de 
40-50% maior em atletas altamente treinados e diminuição da FC em repouso. 
O papel do volume sistólico e FC no aumento do DC 
DC aumenta de 5,5l/min para 30l/min no maratonista. O volume sistólico 
aumenta de 105 para 162 ml (50% a mais) e a FC aumenta de 50 a 185 bpm, 
(270%).O aumento da FC conta muito mais para uma maior proporção de 
aumento do DC do que o aumento do volume sistólico durante os 
exercícios extenuantes 
 
Relação entre desempenho cardiovascular e VO2 max. 
O sistema cardiovascular é mais limitante da VO2 max. do que o sistema 
respiratório, porque a utilização de O2 pelo corpo não pode nunca ser 
maior do que a taxa de O2 transportada pelo sistema cardiovascular 
pelos tecidos . Com isso afirma-se que o nível de desempenho que 
pode ser atingido depende principalmente da capacidade de 
desempenho do seu coração. 
Efeitos de cardiopatias e do envelhecimento no desempenho 
Qualquer cardiopatia que diminua o DC máx. causará uma diminuição correspondente com relação à capacidade de potência 
muscular máx. do corpo, por essa razão uma pessoa com ICC tem dificuldade em produzir a força necessária para se 
movimentar. 
O DC máx. de pessoas idosas também diminui-50% entre 18-80 anos. Também ocorre diminuição da capacidade respiratória 
máxima e da força máxima do músculo. 
Calor corporal no exercício 
Quase toda energia liberada pelo metabolismo corporal dos nutrientes pode ser convertida em calor. Isto se aplica até a 
energia que causa a contração muscular por: 
1. a eficiência máx. para conversão da energia dos nutrientes em trabalho muscular é de 20-25%, o que sobra da energia 
dos nutrientes é convertida em calor durante as reações químicas intracelulares. 
2. Quase toda energia que vai alimentar o trabalho muscular se transforma em calor porque é utilizada: 
a. para superar a resistência viscosa ao movimento dos músculos e articulações 
b. superar fricção do sangue fluindo pelos vasos sanguíneos, 
c. outros efeitos –os quais convertem a energia muscular contrátil em calor. 
Quando uma grande quantidade de calor entra pelo corpo em um dia quente e úmido, de modo que o suor não possa 
eliminar todo o calor ocorre a intermação . 
Intermação 
Elevação da temperatura para níveis entre 41 e 42 graus . Nesse nível 
a temperatura elevada torna-se destrutiva para as células, 
principalmente para as células cerebrais. 
Sintomas: fraqueza excessiva , exaustão, dor de cabeça, tontura , 
naúsea, suor profuso, confusão , marcha instável e perda da 
consciência. 
Se não for tratada a tempo pode levar a morte. 
Tratamento: reduzir a temperatura corporal o mais rápido possível, 
removendo toda a roupa e borrifando água em todo o corpo ou até 
imersão do corpo em água com gelo. 
Líquidos corporais e sal no exercício 
Cerca de 2,5 a 5kg de perda de peso corporal foram registrados em atletas dentro de um período de 1 h, durante atividade de 
resistência sob condições quentes e úmidas. O suor que é liberado para causar uma perda de peso de 3% pode diminuir o 
desempenho de uma pessoa. 5-10% de rápida diminuição de peso pode levar a cãimbras, náuseas. Por isso é essencial fazer 
a reposição de líquidos. 
Reposição de NaCl e K 
Suor tem grande quantidade de NaCl, por isso dizia-se que todo atleta deveria consumir tablets de sal em dias úmidos e 
quentes de exercício. Porém pode fazer tanto mal quanto bem. Além disso se um paciente se torna aclimatado ao calor , a 
quantidade de sal perdida no suor se torna uma fração daquela que seria perdida antes da aclimatação. Essa aclimatação 
resulta do aumento da secreção de aldosterona pela adrenal, aumentando a reabsorção do NaCl do suor antes que ele passe 
para pele. 
Reposição de NaCl e K 
A perda de potássio resulta parcialmente do aumento da secreção de aldosterona, o que aumenta a perda de potássio na 
urina assim como no suor . 
Drogas e atletas 
• CafeínaDúvida se aumenta ou não o desempenho atlético. Há trabalhos mostrando aumento em 7% do rendimento 
com 1-3 xícaras de café, outros experimentos não puderam confirmar nenhuma vantagem. 
Hormônios sexuais 
• masculinos(androgênios)aumentar a força muscular e o desempenho atlético, porém aumenta muito o risco de 
danos cardiovasculares por causarem hipertensão ,diminuição das lipoproteínas de alta densidade(HDL) e aumento 
das de baixa-Favorecem AVC e cardiopatia 
• Hormônios sexuais masculinos no homem leva a diminuição da função testicular, tanto a diminuição da função 
dos testículos , quanto a diminuição da secreção natural de testosterona . Na mulher pode aparecer cabelo na face 
, engrossamento da voz, ruborização da pele e parada da menstruação. 
• Anfetaminas e cocaínaAtletas morreram durante eventos esportivos por interação dessas drogas com epinefrina 
e nerepinefrina liberadas pelo sist. nervoso simpático no exercício. Possível causa da morte –fibrilação ventricular. 
 
Forma física prolonga a vida 
Entre 50-70 anos de idade a mortalidade é 3x menor nas pessoas que estão mais em forma . 
Controlar o peso e deixar o corpo em forma reduz as doenças coronarianas. 
Resulta de: 
1. manutenção de PA mais baixa 
2. redução do colesterol total e das LDL e aumento das HDL. 
A pessoa em forma tem mais reservas corporais para serem utilizadas quando estiverem doentes(mais reserva cardíaca ). 
Reduzem também obesidade , resistência insulínica e DM tipo II, câncer,(mama, próstata e cólon). 
 
 
Referências 
GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 12ª ed. Rio de Janeiro, Elsevier Ed., 2011.