4 - FISIOLOGIA DO ESPORTE

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FISIOLOGIA
DO
ESPORTE
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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.
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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.
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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.
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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
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 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.
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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
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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.
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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.
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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:
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Dieta rica em carboidratos 240 minutos
Dieta mista 120 minutos
Dieta rica em gorduras 85 minutos
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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
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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.
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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
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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.
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 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
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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)
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 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:
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Sistema aeróbico: 1Mol de ATP/ MINUTO 
Sistema glicogênio-ácido láctico: 2,5Mol de ATP/MINUTO
Sistema do fosfágeno: 4Mol de ATP/MINUTO
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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)
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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.
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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:
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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
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SISTEMA DO
 FOSFAGENO E GLICOGÊNIO-ÁCIDO LÁCTICO
CORRIDA DE 200 METROS RASOS
BASQUETEBOL
PONTO COMPLETO (HOME-RUN) NO BEISEBOL
HÓQUEI NO GELO
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Principalmente pelo
 SISTEMA GLICOGÊNIO-ÁCIDO LÁCTICO
CORRIDA DE 400 METROS RASOS
NADO DE 100 METROS
TÊNIS
FUTEBOL
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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
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SISTEMA AERÓBICO
CORRIDA DE 10.000 METROS EM PATINS (GELO)
CORIDA RÚSTICA
MARATONA (42,2 KM OU 26,2 MILHAS)
CORRIDA (JOGGING)
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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:
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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. 
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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
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 Atleta não treinado médio (masculino) -3600ml/minuto
 Atleta treinado médio (masculino) – 
 4000 ml/minuto
 Corredor de maratona (masculino) –
 5100 ml/minuto
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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(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.
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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:
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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
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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.
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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.
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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:
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Fraqueza extrema
Exaustão 
Cefaléia
Tonteira 
Náusea
Sudorese muito intensa
Confusão mental
Marcha trôpega 
Colapso 
Inconsciência
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.