AULA4_FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO

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05-03-2013
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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
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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.
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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
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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 
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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
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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
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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?
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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
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d
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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
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•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.
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• 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
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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)
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� 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
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• 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