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UNIDADE 1 TÓPICO 3 65 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 36 - RETROALIMENTAÇÃO NEGATIVA E POSITIVA Fonte: Silverthorn (2009, p. 205) 5 BIOQUÍMICA E BIOENERGÉTICA Acadêmico! Você sabe a diferença entre bioquímica e bioenergética? Podemos dizer que a bioquímica “é a ciência da base da química da vida” (do grego bios, vida), dos constituintes químicos das células e das reações e processos que são submetidos e têm como principal objetivo a compreensão em nível molecular, de todos os processos químicos associados às células vivas. (MURRAY et al., 2014, p. 1). “E a bioenergética, ou termodinâmica bioquímica, estuda as alterações da energia que acompanham as reações bioquímicas, pois os sistemas biológicos são isotérmicos e utilizam a energia química para ativar os processos vivos”. (BOTHAM; MAYES, 2013, p. 109). Podemos nos fazer vários questionamentos, antes de prosseguir com o estudo da bioquímica e bioenergética. Quais são os limites do corpo humano ao realizar o exercício físico? Será possível correr 100 metros abaixo de 10 segundos? Será possível correr um triátlon abaixo de seis horas? Estas questões importantes podem ser respondidas com o estudo da bioquímica e bioenergética. Os seres humanos são sistemas termodinâmicos que necessitam de energia para manter sua organização e estão em constante troca com o meio ambiente, e essa energia para suportar os processos vitais é obtida pela oxidação dos nutrientes contidos nos alimentos ingeridos. A energia química potencial contida nas ligações C-H dos carboidratos, lipídios e proteínas é liberada por oxidação desses substratos dentro das células, numa série de passos bioquímicos que ocorrem no citosol e nas mitocôndrias, conhecidos como metabolismo inter- mediário. Esse processo consome oxigênio e produz água, gás carbônico, energia química armazenada nas ligações fosfato do trifosfato de adenosina (ATP) e calor que é dissipado para o meio ambiente. UNIDADE 1TÓPICO 366 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Aproximadamente 65% da energia liberada na oxidação do substrato é trans- formada em energia química armazenada no ATP e 35% da energia é liberada sob a forma de calor. O ATP é uma forma de armazenamento de energia in- tracelular prontamente disponível para realizar trabalho químico ou mecânico, por meio da sua hidrólise em difosfato de adenosina (ADP) com liberação da energia armazenada” (DIENER, 1997, p. 245). Resumindo, caro acadêmico, você aprendeu que para todo funcionamento do nosso organismo e principalmente para os músculos, o ATP é a fonte de energia que mantém tudo funcionando, ou seja, o trifosfato de adenosina (ATP) serve como um instrumento bioquímico que armazena e utiliza energia. Veja a seguir a estrutura da molécula de ATP. FIGURA 37 - ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ATP FONTE: Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/figuras/bioquimica/ATP.jpg>. Acesso em: 5 maio 2016. Quando o ATP é utilizado ele não se regenera? Ou é utilizado apenas uma vez? Não! Ele é reaproveitado e reconstruído através de uma reação na direção oposta: ADP + Pi ATPAG = + 14 Kcal/M (absorve energia endotérmica) A reconstrução de 1 Mol de ATP necessita de 14 Kcal/M. “As células continuamente produzem ATP por processos que envolvem a ligação do fosfato inorgânico (Pi) ao ADP e que requerem uma fonte de energia”. (BATTASTINI; ZANIN; BRAGANHOL, 2011, p. 26). transforma o ATP em energia passa por processos que envolvem a ligação do fosfato inorgânico (Pi) ao ADP e que requerem uma fonte de energia. Por sua vez, a energia do ATP é transferida para os diferentes processos biológicos (síntese de biomoléculas, contração muscular, transporte de íons etc.) através da hidrólise de seu fosfato terminal, o que gera um contínuo ciclo de síntese e degradação do ATP. É importante ressaltar que o ADP, produto da hidrólise UNIDADE 1 TÓPICO 3 67 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O do ATP, também pode ser hidrolisado, gerando AMP, o qual pode gerar o nu- cleosídeo adenosina. A adenosina pode ser reutilizada, dando origem a novas moléculas de ATP ou, por uma sequência de reações enzimáticas, ser levada à rota de degradação das purinas. Sem essa fonte primordial e imediata de energia (ATP), as células não sobrevivem. (BATTASTINI; ZANIN; BRAGA- NHOL, 2011, p. 26). UNI Forma-se ATP a partir de ADP e Pi quando as moléculas alimentares são oxidadas. Veja na figura a seguir: FIGURA 38 - ENERGIA E QUEBRA DA MÓLECULA DE ATP FONTE: Disponível em: <http://image.slidesharecdn.com/4-aulatransferencia-130820085100- phpapp02/95/transferncia-de-energia-em-repouso-e-em-condies-de-exerccio-9-638. jpg?cb=1376988783>. Acesso em: 5 maio 2016. Lembre-se, acadêmico, de que a correta e adequada alimentação influencia em todos os processos orgânicos. “Os seres vivos têm a capacidade de converter a energia química presente nas moléculas que compõem a dieta alimentar para ser utilizada como uma fonte de energia corporal (ATP) pelo homem”. (SILVA; BRACHT, 2001, p. 28). Agora vamos entender a relação do ATP com a prática do exercício físico. Durante a contração muscular, a quebra do ATP em ADP (adenosina difosfato) e sua refosforilação à ATP constituem o chamado ciclo ATP-ADP. Observe na figura a seguir: UNIDADE 1TÓPICO 368 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 39 - ENERGIA E QUEBRA DA MÓLECULA DE ATP FONTE: Disponível em: <http://queimadiaria.com/blog/wp-content/uploads/2016/03/atp_ ciclo.jpg>. Acesso em: 5 maio 2016. “A formação de ATP se dá principalmente através de processos aeróbicos (oxidativos), mas também durante exercícios de alta intensidade (anaeróbios)”. (ROSSI; TIRAPEGUI, 1999, p. 69). No músculo, essa energia ativa, liberada pela quebra do ATP em ADP, ocorre sobre os elementos contráteis, induzindo o encurtamento da fibra muscular, e somente uma pequena parte de ATP fica armazenada dentro da célula, levando à manutenção e regulação do metabolismo energético na célula (SILVA; BRACHT, 2001). Durante o exercício, a demanda energética do músculo esquelético aumen- ta, consumindo uma quantidade maior de trifosfato de adenosina (ATP). No entanto, os estoques de ATP são bem limitados, significando que a produção de ATP deve ocorrer na mesma velocidade na qual ele é utilizado, para que o exercício possa continuar por tempo prolongado (CAPUTO et al., 2009, p. 95). Existem três processos distintos e integrados que operam para satisfazer a demanda energética do músculo. Veja, caro acadêmico, na figura a seguir: UNIDADE 1 TÓPICO 3 69 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 40 - SISTEMAS ENERGÉTICOS Fonte: Adaptado de Caputo et al. (2009) Dentre os três sistemas energéticos, o sistema do fosfagênio (alático) e do glicogênio- ácido lático são ambos limitados, visto que, apesar de terem velocidades de geração de potência mais rápida que o aeróbico, possuem um estoque disponível por tempo restrito a poucos segundos e de, no máximo, dois minutos. No entanto, o sistema aeróbico dispõe de estoques mais extensos que o dos outros dois sistemas, existindo ainda a opção da degradação de componentes celulares para fornecer elementos para esse sistema. TABELA 4 - VELOCIDADE DE GERAÇÃO DE ENERGIA FONTE: Adaptado de Caputo et al. (2009) UNI Caro acadêmico! Acima, as características dos três sistemas. E veja o quadro a seguir como complemento, para que você tenha uma ideia desse processo de geração de energia durante a prática do exercício. Observe que a oxidação da gordura é o último processo do sistema e, por isso, para emagrecimento deve ser feito de preferência contínuo e em longa duração. UNIDADE 1TÓPICO 370 F I S I O L OG I A D O E X E R C Í C I O QUADRO 7 - RESUMO E CARACTERÍSTICAS DOS TRÊS SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistemas energéticos Características Exercício Sistema ATP-CP (fosfagênio) ou anaeróbio alático - energia imediata - pouca disponibilidade - não utiliza oxigênio Exercícios de curtíssima duração; Exercício agudo de elevada intensidade 2-20’’. Sistema glicólise anaeróbia ou anaeróbio lático - maior disponibilidade - depleção do carboidrato - não utiliza oxigênio Exercícios de curta duração; Exercício intenso (duração superior a 20’’). Sistema aeróbico ou oxidativo - fase final da oxidação de carboidratos Oxidação das gorduras - ciclo de Krebs - disponibilidade infinita de energia Exercícios de longa duração; Exercício intenso (duração superior a 45’’). Fonte: A autora 5.1 METABOLISMO Chamamos de metabolismo a todas as reações químicas que acontecem no organismo, e estas podem extrair energia das biomoléculas dos nutrientes (proteínas, carboidratos e lipídios), como também sintetizam ou degradam moléculas (SILVERTHORN, 2009). Veja a seguir como o metabolismo é dividido em catabolismo (destruição) e anabolismo (construção): FIGURA 41 - DIVISÃO DO METABOLISMO FONTE: Adaptado de Silverthorn (2009) UNIDADE 1 TÓPICO 3 71 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Caro acadêmico! Veja na figura a seguir que os substratos utilizados pelas células para a firmação da ATP são carboidratos, ácidos graxos livres e aminoácidos. As vias metabólicas específicas para o carboidrato (Glicólise), para os ácidos graxos (B-oxidação) e para os aminoácidos (Transaminação). FIGURA 42 - DIVISÃO DO METABOLISMO FONTE: Adaptado de Silverthorn (2009) O metabolismo é afetado pela prática do exercício físico? Porque o exercício físico, por ser um potente agente estressor, provoca significativas alterações no metabolismo, aumentando a proporção do catabolismo (degradação) em comparação ao anabolismo (síntese), porque há demanda significativamente aumentada em relação aos combustíveis energéticos para sustentação do esforço (KATER et al., 2011). UNIDADE 1TÓPICO 372 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 43 - AS VIAS METABÓLICAS ESPECÍFICAS PARA O CARBOIDRATO (GLICÓLISE), PARA OS ÁCIDOS GRAXOS (B-OXIDAÇÃO) E PARA OS AMINOÁCIDOS (TRANSAMINAÇÃO) FONTE: Disponível em: <https://ennioss.files.wordpress.com/2012/01/slide_561.jpg>. Acesso em: 16 mar. 2016. UNI Curiosidades! “O exercício físico é a principal atividade consumidora de energia do corpo e a falta de energia para a contração muscular é a principal causa de fadiga no exercício prolongado. Os carboidratos são o combustível preferido do músculo esquelético. Um ser humano possui aproximadamente 4000Kcal de energia armazenada como glicogênio (3000kcal no fígado e 1000kcal no músculo esquelético), o qual fornece energia suficiente para o exercício de intensidade moderada de três horas. Em comparação com 10.000kcal armazenada de lipídios no tecido adiposo, os quais fornecem energia para correr 161 km. Então perguntamos: Com todo esse estoque de energia, por que os atletas entram em fadiga? Porque os estoques de carboidratos são depletados e os lipídios não podem ser convertidos em ATP tão rapidamente como os carboidratos. Metabolizar os lipídios exige que o atleta se exercite em ritmo mais lento, o que corresponde à taxa na qual a energia dos lipídios é convertida em energia no ATP” (SILVERTHORN, 2009, p. 116). Caro acadêmico! Vamos entender agora porque é importante estudar a fadiga. Podemos dizer que é importante estudar a fadiga, pois serve como um sinalizador, um UNIDADE 1 TÓPICO 3 73 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O mecanismo de defesa que é ativado antes que ocorra alguma deterioração de determinadas funções orgânicas e celulares, prevenindo lesões celulares irreversíveis e numerosas lesões esportivas (SANTOS; DEZAN; SARRAF, 2003). 5.2 FADIGA A fadiga pode ser inicialmente definida como o conjunto de manifestações produzidas por trabalho, ou exercício prolongado, tendo como consequência a diminuição da capacidade funcional de manter, ou continuar o rendimento esperado. Fisiologicamente, o termo fadiga vem sendo definido, em inúmeros trabalhos da área, como a “incapacidade para manter o poder de rendimento”, tanto em exercícios de resistência, como em estados de hipertreinamento (ROSSI; TIRAPEGUI, 1999, p. 67). Ao iniciar um exercício de baixa intensidade, os sistemas anaeróbios alático e lático contribuem com a significante proporção na ressíntese de ATP até que uma estabilidade seja alcançada pelo metabolismo aeróbio, e esse retardo de tempo (1-2 min), até que o sistema aeróbio seja capaz de atender ou se aproximar da demanda energética, é devido ao aumento gradual do fluxo sanguíneo (oferta de oxigênio) e da ativação das suas várias reações enzimáticas (CAPUTO et al., 2009, p. 95). Durante exercícios de alta intensidade, a demanda de ATP pela contração é muito alta, uma estabilidade nunca é alcançada e a fadiga muscular ocorre rapidamente. Nestas circunstâncias, a ressíntese do ATP derivado do sistema anaeróbio normalmente conta com a maior contribuição para o total de ATP ressintetizado (CAPUTO et al., 2009). A fadiga muscular pode ser classificada, conforme o período de sua aparição, em aguda e crônica. Vamos entender cada uma isoladamente: - A fadiga aguda é causada por alterações fisiológicas que impossibilitam a continuidade do exercício com o intuito de preservar o organismo em uma única sessão de treinamento. Subdivide-se em central e periférica (SILVA; DE-OLIVEIRA; GEVAERD, 2006). A fadiga central seriam as alterações no funcionamento cerebral, ocasionadas pelo exercício intenso ou prolongado, com consequente diminuição no rendimento. E a fadiga periférica, as alterações decorrentes do exercício relacionadas à liberação e reabsorção da acetilcolina, propagação do potencial elétrico na fibra muscular, liberação e reabsorção de cálcio nas cisternas do retículo sarcoplasmático, acúmulo de metabólitos e depleção de glicogênio muscular durante o processo de contração muscular (SILVA; DE-OLIVEIRA; GEVAERD, 2006). UNIDADE 1TÓPICO 374 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O - A fadiga crônica caracteriza-se por um somatório de processos de recuperação incompleto durante um período longo de treinamento intenso, que podem causar alterações prolongadas no humor, personalidade, sistema hormonal e imune, com consequente comprometimento da saúde, e apresenta como principais sintomas a indisposição, o cansaço, gripes e resfriados constantes (SILVA; DE-OLIVEIRA; GEVAERD, 2006). UNI A fadiga durante o exercício físico é um fenômeno complexo, cujas causas parecem depender do tipo de esforço. FIGURA 44 - FATORES RELACIONADOS COM A FADIGA FONTE: Sousa, Navarro (2010) UNIDADE 1 TÓPICO 3 75 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Como evitar a fadiga muscular? Vários estudos, com consumo de diversos nutrientes, suplementos, são realizados na tentativa de entender a fisiologia da fadiga. “Acredita-se que a fadiga durante exercícios prolongados também é associada com a depleção do glicogênio muscular e, em função disto, se acredita que altos níveis de glicogênio muscular no pré-exercício são essenciais para otimizar a performance”. (SOUSA; NAVARRO, 2010, p. 465). Veja no quadro a seguir algumas indicações desse consumo para evitar a fadiga durante o exercício. QUADRO 8 - INGESTÃO DE CARBOIDRATOS E EXERCÍCIOS Consumo de carboidratos Características Antes do exercício 1 - 2-4 horas antes do exercício aumenta a performance; 2 - ingestão de alimentoscom baixo índice glicêmico aumenta o tempo de endurance quando comparada com alimentos de alto índice glicêmico; 3 - deve ser relativamente baixa em gordura e fibras para facilitar o esvaziamento gástrico, minimizar desconforto gastrointestinal, ser rica em carboidratos para manter a glicose sérica e maximizar os estoques de glicogênio, ser moderada em proteínas e familiar ao atleta. Durante o exercício 1 - suplementação de carboidratos previne a queda da concentração da glicose sérica, o que facilita a alta taxa de oxidação de carboidratos nos estágios tardios do exercício, retardando o início da fadiga, permitindo que seja mantida a sustentação da intensidade do exercício e que resulte em aumento na performance; 2 - ingestão de carboidratos durante exercícios a 70–75% do VO2máx aumenta o tempo até a exaustão. Após o exercício 1 - combinação de carboidratos e proteína é mais efetiva do que apenas carboidratos na reposição do glicogênio muscular durante as 04h imediatamente após o exercício; 2 - o tempo e a composição da alimentação, ou lanche pós-exercício ou pós-competição, dependem da extensão, de quanto intenso foi a sessão do exercício e de quando acontecerá o próximo exercício intenso; 3 - consumo de carboidratos 30 minutos após o exercício (1,0 a 1,5g de carboidratos/kg de peso a cada duas horas até atingir seis horas, é o recomendado) resulta em altos níveis de glicogênio quando comparado com o mesmo consumo duas horas após o exercício. Esta prática não é necessária para os atletas que descansam um dia, ou mais, entre as sessões de treinos intensos. FONTE: Sousa; Navarro (2010) UNIDADE 1TÓPICO 376 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O EST UDO S F UTU RO S! � Olá, acadêmico! Não se esgota aqui o estudo do consumo de nutrientes, com a performance e fadiga. Lembrando que sempre devemos buscar um nutricionista para, juntamente com o educador físico, planejar de forma segura o tipo e quantidade de alimentos que devem ser consumidos de acordo com o tipo de exercício praticado. LEITURA COMPLEMENTAR Veja a reportagem sobre “CICLISMO: ENGANANDO OS ATLETAS ELES PEDALAM MAIS!” Leia parte da matéria realizada por Yuri Motoyama sobre uma pesquisa conduzida na Universidade de Massey, na Nova Zelândia, com um grupo de ciclistas. Se quiser visualizar a matéria na íntegra, acesse <http://4x15.com.br/ciclismo- enganando-os-atletas-eles-pedalam-mais/>. Acesso em: 7 maio 2016. Yuri Motoyama resume um estudo publicado por Stone et al. (2012). Uma pesquisa conduzida na Universidade de Massey, na Nova Zelândia, realizou um experimento muito interessante. Um grupo de ciclismo realizou quatro testes de 4.000 metros em um ciclo-ergômetro. O primeiro teste foi para eles se habituarem à aparelhagem (eles utilizavam máscaras para análise dos gases expirados). No segundo teste, chamado de baseline, os ciclistas tentariam alcançar seus recordes nos 4.000m. Na terceira e quarta tentativa os pesquisadores informaram aos ciclistas que eles iriam competir contra seu próprio recorde. Para que isso fosse visualizado, a bicicleta que eles utilizaram estava conectada a um tipo de jogo de videogame. Em uma tela, os ciclistas visualizavam um ciclista pedalando contra eles, esse ciclista era um avatar calibrado com o recorde deles no baseline. O grande lance da pesquisa era que, em uma das duas últimas tentativas (a da quebra do recorde), os pesquisadores enganavam os ciclistas e calibravam o avatar a correr 2% a mais que os seus próprios recordes. O resultado foi muito interessante, o fato de se criar uma competição contra o avatar fez com que seus próprios recordes fossem quebrados. E o mais interessante foi que quando eles competiram contra o avatar 2% mais rápido (sem saberem), eles quebraram seus recordes novamente! UNIDADE 1 TÓPICO 3 77 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O A literatura científica sobre treinamento tem muitos dados a respeito sobre como os aspectos motivacionais podem interferir na fadiga (consequentemente na performance). A grande dúvida que fica no ar seria: quando paramos um exercício, realmente estamos impossibilitados de continuar? Por que paramos, então? UNIDADE 1TÓPICO 378 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você viu que: • Atividade física é qualquer movimento corporal, produzido pelos músculos esqueléticos, que resulta em gasto energético maior do que os níveis de repouso. • Exercício físico é a atividade física planejada, estruturada e repetitiva que tem como objetivo final ou intermediário aumentar ou manter a saúde/aptidão física. • Atividade física são as atividades ocupacionais, cuidados com a casa, atividades de transporte e atividades realizadas em momentos de lazer, entre outros. • O termo mais comum usado é o exercício físico que objetiva a melhora dos aspectos de algum componente da aptidão física. • Aptidão física (Physical Fitness-Esporte) usado quando o foco é na melhora da capacidade atlética, como, por exemplo, na (a) resistência cardiorrespiratória, (b) muscular endurance, (c) a força muscular, (d) a composição corporal, e (e) flexibilidade. • Treinamento físico como o uso repetido do exercício para melhorar a aptidão física, e utiliza o conhecimento de diversas áreas, como da fisiologia do exercício, anatomia, biomecânica, bioquímica etc. • Submetido a um esforço físico, o corpo se modificará e terá adaptações fisiológicas, como aumento do consumo máximo de oxigênio, da força muscular, débito cardíaco máximo e submáximo e diminuição da frequência cardíaca de repouso e submáxima. • Homeostase é um conjunto de valores aceitáveis para as variáveis internas para seu perfeito funcionamento, ou seja, estado de equilíbrio razoavelmente estável entre as variáveis fisiológicas. • Toda a fisiologia fundamenta-se no princípio da homeostasia, que é a manutenção de um meio interno normal. • Muitos sistemas fisiológicos são controlados pela homeostasia, e esta pode ser alterada por diversos fatores, como o treinamento físico, sedentarismo, envelhecimento, mudanças climáticas, alimentação ou doença. UNIDADE 1 TÓPICO 3 79 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O • O exercício físico leva a mudanças corporais e fisiológicas devido à repetição. • O exercício físico seria um estímulo estressor, que leva a inúmeras alterações fisiológicas visando suprir o aumento da demanda energética e a busca de uma nova situação de homeostase. • O estado estável seria uma nova condição que ocorre no organismo, decorrente diretamente do exercício, oposto à homeostase. • O estado estável responsabiliza-se pela estabilização e continuidade da atividade na intensidade em que está ocorrendo, até que esse estado seja insustentável e ocorra a interrupção do exercício. • A partir da compreensão da homeostase é possível analisar a utilização das fontes de energia, bem como sua origem e suas formas de conversão em energia utilizável no movimento humano. • Para que a homeostase funcione, precisa haver comunicação dentro do corpo realizada principalmente pelos sistemas nervoso e endócrino. • Não importa o que está sendo regulado (variável), todos os mecanismos de controle homeostático funcionam independentes, são eles o receptor, o centro de controle e o efetor. • A bioquímica “é a ciência da base da química da vida” (do grego bios, vida), dos constituintes químicos das células e das reações e processos a que são submetidos. • A bioenergética estuda as alterações da energia que acompanham as reações bioquímicas. • Os seres humanos são sistemas termodinâmicos que necessitam de energia para manter sua organização e estão em constante troca com omeio ambiente, sendo essa energia para suportar os processos vitais. • A energia para os seres humanos é obtida pela oxidação dos nutrientes contidos nos alimentos ingeridos. • Aproximadamente 65% da energia liberada na oxidação do substrato é transformada em energia química armazenada no ATP, e 35% da energia é liberada sob a forma de calor. • A reação que transforma o ATP em energia passa por processos que envolvem a ligação do fosfato inorgânico (Pi) ao ADP e que requerem uma fonte de energia. • Forma-se ATP a partir de ADP e Pi quando as moléculas alimentares são oxidadas. UNIDADE 1TÓPICO 380 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O • Durante a contração muscular, a quebra do ATP em ADP (adenosina difosfato) e sua refosforilação à ATP constituem o chamado ciclo ATP-ADP. • No músculo, essa energia ativa liberada pela quebra do ATP em ADP ocorre sobre os elementos contráteis, induzindo o encurtamento da fibra muscular. • Durante o exercício, a demanda energética do músculo esquelético aumenta, consumindo uma quantidade maior de trifosfato de adenosina (ATP). • Três sistemas energéticos geram energia durante a prática do exercício: o sistema do fosfagênio (alático) e do glicogênio-ácido lático, que são ambos limitados, e o aeróbico, que dispõe de estoques mais extensos. • Chamamos de metabolismo a todas as reações químicas que acontecem no organismo, e estas podem extrair energia ou degradar as biomoléculas dos nutrientes (proteínas, carboidratos e lipídios). • As vias metabólicas específicas para o carboidrato (Glicólise), para os ácidos graxos (B-oxidação) e para os aminoácidos (Transaminação). • O exercício físico é um agente estressor, que altera o metabolismo, aumentando a proporção do catabolismo (degradação) em comparação ao anabolismo (síntese). • A fadiga é definida como o conjunto de manifestações produzidas por trabalho, ou exercício prolongado, e pode diminuir a capacidade funcional de manter, ou continuar, o rendimento esperado. • Ao iniciar um exercício de baixa intensidade, os sistemas anaeróbios alático e lático contribuem com a significante proporção na ressíntese de ATP até que uma estabilidade seja alcançada pelo metabolismo aeróbio. • Durante exercícios de alta intensidade, a demanda de ATP pela contração é muito alta, uma estabilidade nunca é alcançada e a fadiga muscular ocorre rapidamente. • A fadiga muscular pode ser classificada, conforme o período de sua aparição, em aguda e crônica. • Fadiga aguda é causada por alterações fisiológicas que impossibilitam a continuidade do exercício, com o intuito de preservar o organismo em uma única sessão de treinamento. • Fadiga crônica caracteriza-se por um somatório de processos de recuperação incompletos durante um período longo de treinamento intenso. UNIDADE 1 TÓPICO 3 81 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O • A fadiga crônica pode causar alterações prolongadas no humor, personalidade, sistema hormonal e imune, com consequente comprometimento da saúde, e apresenta como principais sintomas a indisposição, o cansaço, gripes e resfriados constantes. • Uma das formas de evitar a fadiga é pela alimentação pré, durante e após exercício. UNIDADE 1TÓPICO 382 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O AUT OAT IVID ADE � 1. Muitas formas de atividade são consideradas atividade física, como: EXCETO: a) ( ) As atividades ocupacionais. b) ( ) Cuidados com a casa. c) ( ) Pedalar três vezes na semana. d) ( ) Atividades de transporte e atividades realizadas em momentos de lazer. 2. Em relação à homeostase, assinale V para verdadeiro e F para falso sobre suas características: (v) Walter Cannon, em 1929, foi o primeiro a considerar que algumas variáveis fisiológicas são vitais (ex.: pressão arterial e açúcar no sangue), que seguiam uma regulação fisiológica. (v) O termo homeostase foi definido por Cannon como um conjunto de valores aceitáveis para as variáveis internas para seu perfeito funcionamento. (v) Homeostase é o estado de equilíbrio razoavelmente estável entre as variáveis fisiológicas. ( f ) A homeostase não pode ser alterada por diversos fatores, como o treinamento físico, sedentarismo, envelhecimento, mudanças climáticas, alimentação ou doença. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: a) ( ) V – V – V – F. b) ( ) V – F – F – F. c) ( ) V – F – V – V. d) ( ) V – F – F – V. 3. Aproximadamente ......................... da energia liberada na ............................ é transformada em energia ................. armazenada no ATP e .......................... da energia é liberada sob a forma de calor......................................... Assinale a alternativa correta que preenche a citação acima: a) ( ) 35%, oxidação do substrato, química, 65%, calor. b) ( ) 65%, química, calor, oxidação do substrato, 35%. c) ( ) 35%, calor, oxidação do substrato, química, 65%. d) ( ) 65%, oxidação do substrato, química, 35%, calor. UNIDADE 1 TÓPICO 3 83 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O 4. Conforme seus estudos, a fadiga divide-se em aguda e crônica. Sobre as características da fadiga crônica, analise as seguintes sentenças: A fadiga crônica caracteriza-se por um somatório de processos de recuperação incompletos durante um período longo de treinamento intenso, E tem como consequência .... alterações prolongadas no humor, personalidade, sistema hormonal e imune, com consequente comprometimento da saúde, e apresenta como principais sintomas a indisposição, o cansaço, gripes e resfriados constantes. a) ( ) A primeira é uma afirmação verdadeira e a segunda, falsa. b) ( ) Ambas afirmações são falsas. c) ( ) As duas são verdadeiras, mas não têm relação entre si. d) ( ) As duas são verdadeiras e a segunda é complemento e justificativa da primeira. 5. Sobre o sistema de energia aeróbio, assinale a alternativa verdadeira: a) ( ) Dispõe de estoques menos extensos que os sistemas anaeróbicos (alático e lático), existindo ainda a opção da degradação de componentes celulares para fornecer elementos para esse sistema. b) ( ) Dispõe de estoques mais extensos que os sistemas anaeróbicos (alático e lático), existindo ainda a opção da degradação de componentes celulares para fornecer elementos para esse sistema. c) ( ) Dispõe de estoques mais extensos que os sistemas anaeróbicos (alático e lático), e não faz a opção da degradação de componentes celulares para fornecer elementos para esse sistema. d) ( ) Dispõe de estoques menos extensos que os sistemas anaeróbicos (alático e lático), e não faz a opção da degradação de componentes celulares para fornecer elementos para esse sistema. UNIDADE 1TÓPICO 384 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O AVA LIA ÇÃO Prezado acadêmico, agora que chegamos ao final da Unidade 1, você deverá fazer a Avaliação referente a esta unidade. F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O UNIDADE 2 FISIOLOGIA APLICADA AO EXERCÍCIO OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM A partir do estudo desta unidade você deverá ser capaz de: conhecer as subdivisões da fisiologia; entender a fisiologia dos movimentos durante a realização de um exercício; entender a fisiologia do exercício e a partir deste entendimento saber como aplicá-la em uma aula de Educação Física; a partir do entendimento da fisiologia você será capaz de adequar cada tipo de movimento para cada objetivo almejado para as aulas de Educação Física. TÓPICO 1 – APRIMORAMENTO DA CAPACIDADE ENERGÉTICA I TÓPICO 2 – APRIMORAMENTO DA CAPACIDADE ENERGÉTICA II TÓPICO 3 – CONTROLE NEURAL E DA FORÇA RELACIONADAAO MOVIMENTO HUMANO PLANO DE ESTUDOS Esta unidade está dividida em três tópicos. Em cada um deles, você encontrará atividades que o ajudarão a fixar os conhecimentos abordados. F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O APRIMORAMENTO DA CAPACIDADE ENERGÉTICA I 1 INTRODUÇÃO TÓPICO 1 Neste tópico, você está convidado a desvendar toda a fisiologia do exercício. Durante o exercício ocorre um aumento do rastreamento energético para a manutenção da atividade muscular, e esse aprimoramento da capacidade energética será nosso foco de estudo. Também iremos compreender o funcionamento dos sistemas cardiorrespiratório e imunológico na execução do exercício físico. UNIDADE 2 2 SISTEMA CARDIORRESPIRATÓRIO E EXERCÍCIO FÍSICO Sempre que realizamos atividades físicas são necessárias adequações fisiológicas do nosso corpo, adaptações e regulações sistêmicas dos aspectos cardíacos, hemodinâmicos e expiratórios para o favorecimento de um melhor desempenho da atividade física (NASCIMENTO; SILVA, 2007). 2.1 SISTEMA CARDIORRESPIRATÓRIO Coração e pulmões são os principais órgãos que compõem esse sistema, compreendido pela interligação dos sistemas circulatório e respiratório. O coração age como uma bomba propulsora do sistema circulatório, os vasos sanguíneos viabilizam a distribuição do sangue, transportando oxigênio para todo o corpo por meio de duas vias essenciais: as artérias (arteríolas e capilares) e as veias (vênulas) (VILLELA; SANTOS; JAFELICE, 2007). UNIDADE 2TÓPICO 188 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O As artérias conduzem o sangue para fora do órgão do coração, chamado de sangue arterial, os capilares permutam substâncias com os tecidos e as veias e vênulas transportam o sangue venoso, o sangue que retorna ao coração (VILLELA; SANTOS; JAFELICE, 2007). O sistema cardiorrespiratório compreende um conjunto de estruturas que são responsáveis por executar uma função muito importante, que são as trocas gasosas, a mudança do oxigênio para dióxido de carbono aos músculos e ao ambiente natural. Essa função do sistema cardiorrespiratório é mais exigida quando se realizam exercícios físicos de pouca intensidade por longos períodos de tempo (PEREIRA; BORGES, 2006). Dentro da complexidade deste sistema ocorrem dois percursos principais: o sistêmico e o pulmonar. No circuito sistêmico o sangue é impelido do ventrículo esquerdo (VE) para a artéria aorta, e suas ramificações distribuem o sangue para todas as partes do corpo, menos para os pulmões. Depois de o sangue chegar às células, retorna já como venoso ao coração pelas veias cavas pela aurícula direita, também denominada “grande circulação ou circulação sistêmica” (GUYTON, 1992). FIGURA 45 - DEMONSTRAÇÃO DA GRANDE CIRCULAÇÃO FONTE: Disponível em: <http://player.slideplayer.com.br/3/1242019/data/images/img27.jpg>. Acesso em: 10 mar. 2016. Em seguida, o sangue decorrido da veia cava superior se junta ao sangue colhido da cabeça, braços e tórax. O sangue oriundo do restante do corpo passa pela veia cava inferior, entra no coração pela aurícula direita. O sangue venoso move-se pela artéria pulmonar, até os pulmões, estabelecendo a hematose, estabilização das trocas gasosas, passando para sangue arterial, voltando ao coração pelas veias pulmonares, também denominadas “pequena circulação, ou ainda circulação pulmonar” (GUYTON, 1992, p. 92-93). UNIDADE 2 TÓPICO 1 89 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 46 - DEMONSTRAÇÃO DA PEQUENA CIRCULAÇÃO FONTE: Disponível em: <http://image.slidesharecdn.com/ circulaosanguinea091010090947phpapp02/95/ circulaosanguinea-5-728.jpg?cb=1255165841>. Acesso em: 10 mar. 2016. UNI Caro acadêmico, depois de entender o sistema cardiorrespiratório, agora veremos qual é a sua relação com o exercício físico. A prática de exercícios físicos desencadeia reações nos mais variados segmentos do corpo humano, mais especificamente no sistema cardiorrespiratório. Leva a diversas alterações fisiológicas decorrentes do trabalho despendido pelo próprio exercício e que requerem adaptações, independentemente dos fenômenos mecânicos da circulação sanguínea que acarretam os sistemas referenciados (MONTEIRO; FILHO, 2004). Essas alterações corporais ou feedback fisiológico são reações que os exercícios provocam ao descontinuar a homeostase, compensação físico-química do organismo, gerando aumento do gasto de oxigênio, dos níveis metabólicos e imediato incremento energético, exacerbados pela ação dos grupos musculares envolvidos na realização dos exercícios. E o organismo, para controlar tais ações, passa por diversas adaptações, como estabilização da frequência cardíaca, perfusão circulatória e fluxo sanguíneo (SANTOS; GONÇALVES, 2011). Em um estudo retrospectivo, Brum et al. (2004) construíram um apanhado dos últimos dez anos sobre os efeitos e adaptações agudas e crônicas dos exercícios físicos no sistema cardiovascular, encontraram um cenário que evidenciou as principais respostas fisiológicas, UNIDADE 2TÓPICO 190 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O como aumento da frequência cardíaca, do volume sistólico, do débito cardíaco, e confirmaram que o exercício físico age como um fator protetor para inúmeras doenças e predisposições cardiorrespiratórias e neurovasculares. UNI Caro acadêmico! Relembramos um pouco sobre a anatomia do coração e sistemas cardiorrespiratórios. Agora, no link a seguir, você poderá assistir a vídeos de aulas sobre o que estudamos. FONTE: Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v= Mrbt7pPNVuI&list=PL97C9D755BC662E4C&index=3>. Vimos, acadêmico, que o sistema cardiorrespiratório e o sistema vascular sofrem vários efeitos e adaptações durante a prática dos exercícios físicos, sendo um deles o aumento da frequência cardíaca, assunto em que nos aprofundaremos um pouco mais. Na realização de um exercício físico é sabido que ocorrem inúmeras reações e efeitos fisiológicos. Um deles é o aumento significativo do débito cardíaco, ou seja, a ampliação do fluxo sanguíneo em decorrência do acréscimo da oxigenação exigida pelos músculos, o que faz com que a pulsação do coração aumente a sua velocidade em relação ao tempo, também conhecida como frequência cardíaca (GUYTON, 1992). Frequência cardíaca (FC) é compreendida pelo número de pulsações, número de vezes que os ventrículos cardíacos se contraem em um minuto. São os batimentos que o coração repete dependendo do ritmo em que o corpo humano se encontra (GUYTON, 1992). É expresso em BPM (batidas por minuto), sendo considerado como estado normal de batimentos do coração o ritmo de 72 bpm (GUYTON, 1992). Os batimentos do coração ou a frequência cardíaca são medidos por minutos. É muito versátil, em razão de sua constante variabilidade desencadeada por diversas situações que não sejam o repouso, sendo exatamente o que acontece quando o corpo humano é exposto às atividades físicas (ROQUE, 2009). Essa variabilidade da frequência cardíaca certifica a relevância das adaptações cardiorrespiratórias e autonômicas realizadas antes, durante e após um exercício físico (PASCHOAL; PETRELUZZI; GONÇALVES, 2002). Geralmente é medido por um aparelho específico denominado frequencímetro, existindo várias marcas e formatos no mercado. É uma espécie de relógio que monitora a frequência cardíaca durante a realização de exercícios físicos, treinamentos puxados, corridas, enfim, é um dispositivo de grande valia para aprimoramento da condição física (ROQUE, 2009). Veja um dos modelos de frequencímetro. UNIDADE 2 TÓPICO 1 91 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 47 - FREQUENCÍMETROCARDÍACO FONTE: Disponível em: <http://isoub1-a.akamaihd.net/ produtos/01/00/item/110877/1/110877111_1GG.jpg>. Acesso em: 10 mar. 2016. O trabalho realizado pelo músculo do coração, denominado frequência cardíaca, é monitorado pelo sistema nervoso autônomo, atendendo às exigências metabólicas necessárias para a manutenção do organismo humano (PEREIRA, 2009). Tal trabalho desempenhado pelo coração pode ter uma mensuração estimada, utilizando o resultado da multiplicação de duas variáveis, a frequência cardíaca e a pressão arterial sistólica, denominada de “Duplo-Produto” (DP) (MIRANDA et al., 2005). DP é uma variável que indica o comportamento do funcionamento do coração durante um esforço físico puxado, por exemplo, um exercício aeróbico (MIRANDA et al., 2005). A identificação do DP tem relevância, pois fornece parâmetros mais fidedignos durante uma exposição mais forçada ao exercício físico, dando segurança e controle dessas variáveis e desempenho da bomba coração, resultando num condicionamento físico satisfatório e livre de riscos (MIRANDA et al., 2005). A FC é assistida pelo sistema nervoso autônomo (SNA), guiado pelo ramo simpático durante a realização do exercício, e parassimpático (tônus vagal) quando em repouso, tendo o exercício físico capacidade de interferir na variabilidade da frequência cardíaca. Isto porque durante sua execução a frequência cardíaca sai do estado de repouso e migra para uma frequência cardíaca acelerada, aumentando o consumo de oxigênio, o débito cardíaco, assim como as contrações sistólicas, podendo chegar a um pico máximo, determinado como frequência cardíaca máxima (ALMEIDA; ARAÚJO, 2003). FIGURA 48 - DEMONSTRAÇÃO DA FREQUÊNCIA CARDÍACA FONTE: Disponível em: <http://clientes.mobidevel.com/c7s/enem2011/a327.png>. Acesso em: 16 mar. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 192 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O A atuação reguladora entre os meios externos e internos do sistema nervoso autônomo confere o funcionamento dos vários sistemas envolvidos que garantem a homeostasia (autocontrole) (FERREIRA et al., 2010). Você sabia que o nosso corpo pode alcançar uma frequência cardíaca máxima durante um exercício físico, e que o controle da Frequência Cardíaca Máxima (FCM) é um importante indicador para obtermos um bom desempenho num treino? Acompanhe abaixo as diferenças entre Frequência Cardíaca Máxima (FCM) e Frequência Cardíaca de Repouso (FCR). A Frequência Cardíaca Máxima (FCM) ocorre quando um indivíduo é submetido a um esforço físico muito grande, levando-o ao esgotamento, à fadiga muscular, e avaliando as batidas do coração, a frequência cardíaca atinge seu pico máximo, chega a um valor muito alto. É tida como uma importante medida de mensuração da capacidade máxima durante um esforço físico, exercícios aeróbicos ou, ainda, exercícios que exijam bastante gasto de oxigênio (CAMARDA et al., 2008). A mensuração da FCM é realizada pela aplicação de alguns testes de máximo esforço, por exemplo, no teste ergométrico ou no cicloergométrico, que quantificam o pico máximo da frequência cardíaca do indivíduo submetido ao teste de esforço elevado (CAMARDA et al., 2008). Existem algumas fórmulas ou equações para dimensionar a previsão da FCM. Entre elas, a mais estudada, comprovada e realizada pelo teste ergométrico de esforço progressivo máximo é a fórmula de Karvonen, 1957, expressa da seguinte maneira: FCM: 220 – idade. 220 é uma representação padrão utilizada por Karvonen, e revela a FCM de indivíduos adultos jovens, menores de 40 anos, e assim subestima a FCM de indivíduos idosos (POLICARPO; FERNANDES FILHO, 2004). Outra maneira de calcular a FCM é pela fórmula de Tanaka e cols., 2001, que mensura a FCM em todos os indivíduos, livres de qualquer condição física e/ou sexo, mas adultos sadios. Expressa da seguinte forma: FCM=208 – (0,7 x idade em anos). Essa fórmula nos revela o nível de intensidade do exercício físico realizado por indivíduos saudáveis, e a partir do conhecimento da FCM podemos elaborar estratégias de treinamento físico. Já para indivíduos com alguma disfunção cardíaca, respiratória, vascular ou ainda metabólica, é necessária a visita a um médico especialista que irá analisar a maneira propícia para a mensuração da FCM desse indivíduo (CAMARDA et al., 2008). UNIDADE 2 TÓPICO 1 93 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O DIC AS! Caro acadêmico! Ter consciência e saber calcular a FCM é de grande valia na elaboração de treinos funcionais, visando encontrar os benefícios do exercício para o corpo sem prejudicá-lo, prevenindo lesões ou futuras doenças. Você gostaria de praticar, conhecer sua FCM? Então, a seguir há um exemplo da FCM usando a fórmula de Karvonen: Ex.: João Carlos (nome fictício) tem 28 anos de idade e quer descobrir sua FMC para melhorar seu desempenho físico. Assim, aplicamos a fórmula de Karvonen: 220 - 28 = 192 FCM. E temos a FCM de João Carlos, 192 batimentos por minuto num esforço máximo. Um cálculo simples e uma valiosa informação, para melhorar o treinamento físico. Diferentemente da FCM, entendemos por Frequência Cardíaca de Repouso (FCR), ou mesmo basal, uma condição normal, funcional do corpo, é o ritmo das batidas do coração quando o indivíduo está em descanso, parado, sem realizar esforço, exercício físico. As contrações do coração estão batendo em ritmo saudável, estável (FRONCHETTI et al., 2006). A FCR é usualmente reconhecida como um marcador de referência para a mensuração da FC e FCM, pois é a partir da FCR que podemos obter parâmetros da variação da intensidade aplicados ao exercício físico (FRONCHETTI et al., 2006). Uma FCR de valor baixo representa uma condição física saudável, um estado funcional repousado. Em contrapartida, uma FCR com valores altos pressupõe algum tipo de alteração cardiovascular, por isso se faz importante a avaliação da FC, pois permite prevenir e identificar possíveis distúrbios e futuras doenças (ALMEIDA; ARAÚJO, 2003). DIC AS! Caro acadêmico! Para sabermos a nossa frequência cardíaca de repouso, estudos científicos demonstram que o melhor horário é pela manhã, logo após acordar. Faz-se contando as pulsações posicionando um ou dois dedos no pulso ou na carótida, durante um minuto ou 15 segundos e multiplicando as pulsações por quatro para chegar aos 60 segundos. Ou ainda pode-se medir a FCR com o frequencímetro, como demonstrado anteriormente. Existem muitos fatores que influenciam a FCR e ela pode variar de pessoa para pessoa, mas é importante que façamos este controle para podermos nos exercitar com segurança. A leitura do artigo a seguir destaca mais sobre a importância do controle das frequências cardíacas. TEIXEIRA, A. L.; MORAES, E. M.; ALVES, H. B.; LIMA, J. R. P. Análise da frequência cardíaca em repouso registrada pré-teste de exercício máximo. Rev. de Atenção à Saúde, v. 13, n. 45, p. 34-38, 2015. Disponível em: <http://seer.uscs.edu.br/index.php/revista_ciencias_ saude/article/view/2958>. Acesso em: 16 mar. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 194 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Outro marcador do sistema cardiorrespiratório que passa por alterações e adaptações durante a prática dos exercícios físicos é a Pressão Arterial. Conheceremos mais detalhes sobre seu comportamento na leitura seguinte. A pressão arterial (PA) é compreendida como a resultante da força do sangue dentro das artérias, dos vasos sanguíneos, sendo determinada pela resistência ao fluxo sanguíneo e débito cardíaco (MARTELLI, 2013). A força gerada pelas contrações do coração impulsiona o sangue para as artérias e veias, para o átrio direito, esta força é denominada de pressão, que tem como função o transporte de nutrientes para as células, conduzir os hormônios e guiar os excessos metabólicos até seremexcretados pelos pulmões, intestinos e rins (LUNA, 2002). FIGURA 49 - PRESSÃO ARTERIAL FONTE: Disponível em: <http://www.endocardio.med.br/wp-content/uploads/2011/07/ hipertensao01.jpg>. Acesso em: 16 mar. 2016. Os vasos sanguíneos têm a capacidade de se ajustarem de acordo com a demanda sanguínea, para mais ou para menos, fazendo uma vasoconstrição, uma diminuição na luz do vaso, se houver uma queda no bombeamento de sangue. E ao contrário, se houver um aumento no volume sanguíneo, os vasos têm a capacidade de dilatar-se, provocando uma vasodilatação, um aumento na luz do vaso (GUYTON, 1992). Estes movimentos de vasoconstrição e vasodilatação dos vasos sanguíneos são habilidades do corpo humano em conferir um sistema de autorregulação da pressão arterial, e quando esse sistema é desregulado por influência de inúmeros fatores (sedentarismo, tabagismo, excesso de sódio (sal), disfunções renais etc.), desencadeia então uma das doenças mais acometidas em nosso país, conhecida como hipertensão arterial ou pressão alta (MARTELLI, 2013). De acordo com as Diretrizes Brasileiras de Hipertensão (DBH) VI 2010, p. 1: “A Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS) é uma condição clínica multifatorial caracterizada por níveis elevados e sustentados de pressão arterial (PA)”. UNIDADE 2 TÓPICO 1 95 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Por se tratar de um assunto muito amplo e que requer atenção, a “Hipertensão Arterial Sistêmica” será aprofundada no tópico 1 da Unidade 3 deste caderno de estudos, quando abordaremos as doenças crônicas. A seguir você encontra uma tabela que apresenta a Classificação da Pressão Arterial para adultos (> 18 anos), tendo como referências as medidas casuais ou de consultório, segundo DBH VI. TABELA 5 - CLASSIFICAÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL PARA ADULTOS (> 18 ANOS) FONTE: Disponível em: <http://www.socesp.org.br/upload/revista/2015/REVISTA- SOCESP-V25-N1.pdf>. Acesso em: 18 mar. 2016. Para que a PA tenha um controle, uma regulação, há dois mecanismos que realizam esse processo, a regulação hormonal e a regulação neural. A regulação hormonal é feita pelo controle das substâncias celulares, com diferentes tipos de hormônios, que sofrem certas adaptações com ação prolongada (IRIGOYEN et al., 2005). Já a regulação neural é efetuada pelo sistema nervoso autônomo, sendo esses mecanismos não tão eficientes, e para auxiliá-los o nosso organismo ainda conta com a regulação feita pelos rins, pelo sistema renal (IRIGOYEN et al., 2005). O funcionamento dos rins permite que ocorra uma redução do débito cardíaco e na quantidade de sangue circundante no corpo, controlando e impedindo que a PA fique elevada (IRIGOYEN et al., 2005). Assim, há sempre uma mensuração, um controle dos líquidos corporais para manter a PA estável, um controle do volume de substâncias distribuídas e a quantidade a ser regulada por esses sistemas controladores (MARTELLI, 2013). Uma desregulação num desses mecanismos, ou até mesmo nos dois, desencadeia o aumento dos níveis de pressão, podendo desenvolver uma hipertensão arterial (MARTELLI, 2013). No decurso do ciclo cardíaco, a PA sofre alterações fisiológicas em decorrência de inúmeros estímulos internos e externos, posturais e comportamentais, por exemplo, a movimentação decorrida da respiração, débito cardíaco, fases do sono e o exercício físico (ACCORSI-MENDONÇA et al., 2005). Em razão dessas flutuações fisiológicas e estímulos UNIDADE 2TÓPICO 196 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O externos, e para manter a PA numa contante, os mecanismos de regulação da PA são extremamente importantes, para que ela seja sustentada dentro dos limites de normalidade, sendo aproximadamente 120 mmHg para a pressão sistólica e 80mmHg para a pressão diastólica (ACCORSI-MENDONÇA et al., 2005). É de entendimento da maioria da população que o exercício físico traz melhoras para a saúde, mas é sempre bom ressaltar que a prática de exercícios físicos é uma atitude muito sábia, para prevenção e também como tratamento para as doenças desencadeadas pelo descontrole da PA, como é muito corriqueira a hipertensão arterial (MEDINA et al., 2010). Salientamos que cada pessoa deve ter seu programa de exercício personalizado para o seu biótipo, respeitando suas capacidades e limitações corporais (MEDINA et al., 2010). Depois desta revisão sobre a PA, caro acadêmico, veremos, a seguir, que a prática de exercícios físicos também exerce relação com os volumes sistólicos, diastólicos e débito cardíaco. A prática de exercícios físicos acentua o trabalho dos sistemas cardiorrespiratórios, intensificando, por consequência, a PA e seus parâmetros, como o volume sistólico, diastólico, médio e ainda o débito e frequência cardíaca e respiratória, ocasionando um aumento da pressão cardíaca para suprir o gasto energético exigido durante o exercício físico (SANT’ANNA JUNIOR et al., 2010). A PA está dividida em quatro situações: Pressão Arterial Sistólica (PAS), Pressão Arterial Diastólica (PAD), Pressão Arterial Média (PAM). A seguir entenderemos a definição de cada uma delas (LUNA, 2002). Entende-se por PAS, ou volume sistólico, o volume de sangue ejetado para fora do coração no tempo de um batimento cardíaco, durante uma contração sistólica, estimada em 60 mls em indivíduos ditos normais, é a pressão máxima ocorrida durante a fase de contração, no ciclo cardíaco (LUNA, 2002). FIGURA 50 - DEMONSTRAÇÃO DA PAS FONTE: Disponível em: <http://www.euroclinix.com.pt/images/pages/ tensao-arterial-sistolica-diastolica.gif>. Acesso em: 18 mar. 2016. UNIDADE 2 TÓPICO 1 97 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O A PAD é caracterizada como a menor pressão intrarterial durante o relaxamento ventricular do músculo cardíaco, é quando as cavidades ventriculares do coração são completadas de sangue, logo após uma contração sistólica, é a mínima contração ocorrida durante o ciclo cardíaco, na fase de relaxamento (POLITO; FARINATTI, 2003). FIGURA 51 - DEMONSTRAÇÃO DA PAD FONTE: Disponível em: <http://www.euroclinix.com.pt/images/ pages/tensao-arterial-sistolica-diastolica.gif>. Acesso em: 18 mar. 2016. A PAM é uma pressão ocorrida nos capilares, também descrita como pressão de irrigação, que é responsável pelo recebimento de substâncias. Para identificar a PAM é necessário fazer um cálculo expresso pela fórmula: PAM = PAD + (PAS-PAD/3), obtendo um valor médio, logo, PAM é o valor médio da pressão arterial durante o ciclo cardíaco, é a PAM que determina a intensidade média de fluidez do sangue, em torno de 8mmhg (LUNA, 2002). DIC AS! Veja no vídeo a seguir uma aula do professor Rodrigo Storck sobre pressão arterial que reforçará o que estudamos agora. E a seguir veremos a conceituação de débito cardíaco e retorno venoso. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=YK2b9E73pe0>. Acesso em: 20.03.2016. Débito cardíaco (DC) é compreendido pelo volume de sangue total percorrido nos ventrículos e nas artérias aorta e pulmonar durante um minuto, é o volume de sangue bombeado pelo coração em um minuto. O débito cardíaco depende da frequência cardíaca, do volume de ejeção e do retorno venoso (GUYTON, 1992). A bomba cardíaca, o músculo coração, faz o bombeamento de sangue para a artéria aorta a cada minuto, e a quantidade, o volume de sangue conduzido é denominado débito cardíaco, é o volume de sangue circundante que ajuda no transporte de nutrientes e substâncias para todo o corpo (GUYTON, 2006). UNIDADE 2TÓPICO 198 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Da mesma forma, o DC sofre constantes alterações em função de alguns fatores determinantes, como a variação da resistência periférica, idade, metabolismo, estrutura corporal e o próprio exercício físico,onde o DC pode acrescer em torno de cinco a seis vezes o estado normal, quando em descanso (GUYTON, 2006). FIGURA 52 - DEMONSTRAÇÃO DE DÉBITO CARDÍACO FONTE: Disponível em: <http://img.docstoccdn.com/thumb/orig/113502184.png>. Acesso em: 19 mar. 2016. Já o Retorno Venoso (RV) é o volume de sangue que trafega das veias para o átrio direito a cada minuto, é a circulação periférica que impulsiona o fluxo de sangue das veias para o coração, essa movimentação é denominada RV (GUYTON, 2006). Tais variáveis, débito cardíaco e retorno venoso, devem ser equivalentes, a não ser que o volume sanguíneo esteja sendo acumulado ou removido dos pulmões e coração, sendo RV um dos mais importantes reguladores do DC (GUYTON, 2006). Valores preestabelecidos para o DC de repouso já foram estudados e definidos, considerando indivíduos jovens, saudáveis e tidos como normais para homens um DC de repouso de 5,6L/min e para mulheres, jovens, saudáveis, normais um valor em torno de 4,9 L/ min, admitindo assim uma média de DC de repouso de 5L/min (GUYTON, 2006). Durante a realização de exercícios físicos, os parâmetros volume sistólico, débito cardíaco e a frequência cardíaca aumentam, em decorrência do acréscimo de sangue circulante para suprir a exigência de oxigênio dos músculos ao longo da atividade muscular, da contratilidade das fibras musculares, da capacidade vasodilatadora e respiratória (POLITO; FARINATTI, 2003). UNIDADE 2 TÓPICO 1 99 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 53 - CICLO CARDÍACO FONTE: <http://www.sobiologia.com.br/figuras/Fisiologiaanimal/sistolediastole.jpg>. Acesso em: 19 mar. 2016. UNI Caro acadêmico! Para reforçar os conceitos e definições de todos os parâmetros dos sistemas cardiorrespiratórios que vimos até agora, sugerimos a leitura completa do artigo “Adaptações agudas e crônicas do exercício físico no sistema cardiovascular”, encontrado na íntegra no link a seguir: FONTE: BRUM, P. C.; FORJAZ, C. L. M.; TINUCCI, T.; NEGRÃO, C. E. Adaptações agudas e crônicas do exercício físico no sistema cardiovascular. Rev. Paul. Educ. Fís., v. 18, p. 21-31, 2004. Disponível em: <http://www.luzimarteixeira.com.br/wp- content/uploads/2009/11/adaptacoes-musculares-ao-exercicio- fisico1.pdf>. Acesso: em: 23 mar. 2016. 3 SISTEMA IMUNOLÓGICO E EXERCÍCIO FÍSICO Caro acadêmico! Você sabe qual é a importância do sistema imunológico para o organismo? Será que conseguiríamos sobreviver sem as funções deste sistema? Muito bem, para entendermos tais indagações, neste novo tópico, que iniciaremos agora, teremos a UNIDADE 2TÓPICO 1100 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O oportunidade de desvendar as particularidades do sistema imunológico e aprender o quanto a prática de exercícios físicos interfere positivamente na resposta imune ao nosso corpo. 3.1 SISTEMA IMUNOLÓGICO DURANTE A PRÁTICA DO EXERCÍCIO FÍSICO O sistema imunológico (SI) tem por definição ser um sistema formado por um emaranhado de órgãos, moléculas e células, com o principal objetivo de realizar ação protetora, é o sistema de defesa natural contra micro-organismos invasores, contra as doenças. Este sistema mantém o organismo humano seguro, autocontrolado da ação de agentes agressores internos e externos (LEVY; MONTE, 2008). Para o organismo realizar uma resposta imune e proteger o indivíduo de uma doença, o SI tem que cumprir algumas etapas essenciais, como: fazer a identificação do patógeno que possivelmente desenvolverá a doença se a pessoa não tomar as devidas precauções. Isto é feito pelas células brancas existentes no sangue, que ativam a imunidade inata, o que veremos mais adiante (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). Num segundo momento, o SI tem como função estimular as funções efetoras, recrutar grande número de células para entrar em combate e manter o controle do organismo. Esta já é a terceira etapa, fazer a autorregulação, evitando a desestabilização de todo o corpo. E por último, mas não menos importante e sim de grande valia, o sistema imunológico é capaz de recordar-se, desenvolver memória, protegendo o organismo da repetição do mesmo patógeno, e no caso de reincidir a doença, a reação será muito mais precisa, porque o indivíduo terá uma memória protetora (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). Para conseguirmos organizar nosso aprendizado, abaixo encontraremos uma figura explicativa que reporta uma visão geral dos mecanismos celulares, inclusive as células do SI, existentes na corrente sanguínea, oriundas das células-tronco da medula óssea. UNIDADE 2 TÓPICO 1 101 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 54 - CÉLULAS ENCONTRADAS NO SANGUE, PROVINDAS DA MEDULA ÓSSEA INCLUINDO AS CÉLULAS DO SI FONTE: Murphy; Travers; Walport (2010) O SI trabalha na defesa do organismo humano, oferecendo respostas imunológicas às ações dos patógenos (vírus, bactéria, fungo etc.), assim as células efetoras produzem os anticorpos, sendo a base de funcionamento do SI a relação ataque-defesa, ou seja, antígeno- anticorpo (GUYTON, 2002). UNIDADE 2TÓPICO 1102 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 55 - ESTRUTURA ANTÍGENO-ANTICORPO FONTE: Disponível em: <http://images.slideplayer.com.br/11/3178016/ slides/slide_20.jpg>. Acesso em: 23 mar. 2016. O anticorpo é uma glicoproteína plasmática solúvel específica, gamaglobulina, conhecida como imunoglobulina, que exerce oposição ao antígeno. É formado pela junção de cadeias polipeptídicas caracterizadas de leves e pesadas, e geralmente são apresentadas numa combinação de duas cadeias leves e duas cadeias pesadas, unidas por pontes de dissulfeto, construindo assim a estrutura do anticorpo (GUYTON, 2002). Os anticorpos agem de duas formas diferentes. Na primeira atacam diretamente o patógeno, para tentar inativar o antígeno, de forma que aumentam de tamanho, envolvem e neutralizam-no, e em seguida ativam o sistema de complemento que extermina o invasor (GUYTON, 2002). Mas nem sempre a ação dos anticorpos é eficiente o suficiente para destruir o antígeno e fazer a barreira de proteção necessária, ele ativa a cascata do sistema complemento, que são em torno de 20 tipos diferentes de proteínas que vão fornecer suporte no ataque aos antígenos (GUYTON, 2002). Os anticorpos neutralizam, aglutinam e precipitam os antígenos que ativam o sistema complemento e, após, são fagocitados (GUYTON, 2002). FIGURA 56 - ESTRUTURA DO ANTICORPO FONTE: Disponível em: <http://image.slidesharecdn.com/6imunologiaantico rpos1120316072005phpapp02/95/6imunologia-anticorpos1-4-728. jpg?cb=1331883293>. Acesso em: 23 mar. 2016. UNIDADE 2 TÓPICO 1 103 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O O antígeno é reconhecido como um agente invasor, um organismo estranho capaz de provocar uma resposta imune. Se apresenta de duas formas: como monovalente (possui apenas uma Hapteno (molécula pequena, de estrutura simples, que sozinha não induz resposta imune, somente quando agregada a um carreador, uma proteína imunogênica)) ou como multivalente (os microrganismos) (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). FIGURA 57 - HAPTENO FONTE: Disponível em: <http://image.slidesharecdn.com/ clase4antigenos150223091720conversiongate01/95/curso- inmunologia-04-antigenos-15-638.jpg?cb=1424943785>. Acesso em: 24 mar. 2016. Dispõe também de Epítopos, que são conjuntos moleculares, chamados de determinantes antigênicos, que se replicam de forma ordenada, ou ainda são porções do antígeno que facilitam o reconhecimento ou ativação do anticorpo, é o sítio de ligação do antígeno ao anticorpo (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). FIGURA 58 - DEMONSTRAÇÃO ANTÍGENO, EPÍTOPO E ANTICORPO FONTE: Disponível em: <http://1.bp.blogspot.com/09P493HypPo/ Uooe8mflYWI/AAAAAAAACxg/LDxjZF7STvo/s1600/Antigen-Antibody.png>. Acesso em: 24 mar. 2016. Os antígenos são reconhecidos por moléculas conhecidas como imunoglobulinas (Ig), produzidas pelas células T. Estas moléculas são criadas com vários tipos de especificidade, que interagem com o patógeno (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). UNIDADE 2TÓPICO 1104 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 59 - LIGAÇÃO DE ANTÍGENOS A ANTICORPOS FONTE: Disponível em: <http://image.slidesharecdn.com/ antgenoseanticorpos131031142548phpapp01/95/ antgenos-e-anticorpos-16-638.jpg?cb=1383229612>. Acesso em: 24 mar. 2016. As estruturas representadas nas cores azul e amarela são as zonas variáveis das cadeias leves e pesadas, e as estruturas coloridas de vermelho definem a zona de ligação do antígeno com o anticorpo (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). Caro acadêmico! O SI é um sistema amplo, complexo, dinâmico, que requer atualizações constantes. A partir de agora entenderemos a divisão deste sistema, que é dividido em duas partes: imunidade inata e imunidade adaptativa. 3.1.1 Imunidade inata A imunidade inata, natural ou Resposta Imune Inata (RII) corresponde a uma resposta imediata do organismo frente a qualquer estímulo de forma não específica. Não possui memória, trabalha formando uma espécie de barreira direta. Antes mesmo de ter contato com o agente agressor, capta o menor sinal de perigo e imediatamente esquematiza uma defesa, é a primeira ação de defesa, representada pelos fagócitos macrófagos (nos tecidos) e neutrófilos (no sangue). (MEDZHITOV; JANEWAY, 2000). Os mecanismos de defesa atuantes na RII são as barreiras físicas (mucosa nasal, pele), secreções (sebáceas, sudoríparas e lacrimais), fagocitose (destroem os agentes invasores), resposta inflamatória (quando os agentes invasores passam pela barreira física, ex.: corte na pele) e sistema complemento (proteínas produzidas no fígado que circulam pelo plasma e são ativadas em forma de cascata, onde uma proteína ativa a seguinte) (MEDZHITOV; JANEWAY, 2000). UNIDADE 2 TÓPICO 1 105 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Também conhecida como imunidade natural, a RII realiza certas funções, como: fagocitose (engloba micro-organismos, partículas), faz um tipo de reconhecimento inespecífico; destrói esses micro-organismos pela ação de enzimas digestivas; produz resistência da pele prevenindo a entrada de agentes agressores, sendo essa uma barreira inata, a primeira a produzir citoxinas, e ainda realiza a fixação dos micro-organismos por compostos químicos (lisozima, polipeptídios, sistema complemento e linfócitos) presentes na circulação sanguínea (GUYTON, 2002). A RII corresponde à primeira linha de defesa do nosso organismo frente a uma doença, ela consegue combater grandes quantidades de agressores, mas é ineficaz no combate individualizado, e para suprir tamanha responsabilidade possui células escudeiras que reagem e fagocitam os invasores. Essas células efetoras são: macrófagos, neutrófilos, células dendríticas e células Natural de Killer (NK) (CRUVINEL et al., 2010). A seguir, caro acadêmico, veremos, uma a uma, as definições de cada célula: Macrófagos: São células de limpeza, participam da fagocitose, fazem o reconhecimento do agente agressor na imunidade inata; originárias da medula óssea, representam grande significância no processo de proteção do organismo humano, e produzem citoxinas (quimioxinas). Exemplo de imunidade inata é a própria pele (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). FIGURA 60 - MACRÓFAGOS FONTE: Murphy; Travers; Walport, 2010 Neutrófilos: Os leucócitos são da família das células brancas do sistema sanguíneo, também fagocitam e participam do englobamento e exterminação dos micro-organismos (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). UNIDADE 2TÓPICO 1106 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 61 - NEUTRÓFILOS FONTE: Murphy; Travers; Walport (2010) Células dendríticas: Estão presentes nos linfócitos, elas enclausuram o antígeno, também derivadas da medula óssea, e têm uma importante função, que é realizar a conexão das imunidades inata e adaptativa (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). FIGURA 62 - CÉLULAS DENDRÍTICAS FONTE: Murphy; Travers; Walport (2010) Célula Natural de Killer (NK): É uma célula mononuclear, também derivada da medula óssea, destrói as células infectadas. São conhecidas como células assassinas naturais que agem na imunidade inata, representam cerca de 10% dos linfócitos (MURPHY; TRAVERS; WALPORT, 2010). FIGURA 63 - CÉLULAS NK FONTE: Murphy; Travers; Walport (2010) UNIDADE 2 TÓPICO 1 107 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O DIC AS! Caro acadêmico! Você deve estar fascinado com o universo da imunologia. Para ter um melhor aprofundamento sobre esse assunto que estamos estudando, sugiro a leitura do artigo de Cruvinel e colaboradores, um ótimo instrumento de entendimento, no link a seguir. E após obtermos conhecimento sobre a RII, conheceremos a partir de agora como funcionam e quais são as células da imunidade adaptativa. Artigo: CRUVINEL et al. Fundamentos da imunidade inata com ênfase nos mecanismos moleculares e celulares da resposta inflamatória. Ver. Bras. Reumatol, v. 50, n. 4, p. 434-61, 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rbr/v50n4/v50n4a08. pdf>. Acesso em: 26 mar. 2016. Como vimos acima, caro acadêmico, o SI é dividido em duas partes. Já conhecemos a imunidade inata e agora estudaremos o que é a imunidade adaptativa. 3.1.2 Imunidade adaptativa Também denominada de Resposta Imune Adaptativa (RIA), caracteriza-se por responder de forma específica. Esse tipo de imunidade ocorre quando os primeiros esforços da imunidade inata para combater o invasor não conseguem dar conta, a infecção domina, e aí, então, é ativada a imunidade adaptativa, que é a segunda linha de defesa, com formação de anticorpos, ação protetora contra o mesmo agressor, reconhece o patógeno invasor, e frente a essa batalha a RIA é assistida pelos linfócitos, pois são esses linfócitos que reconhecem o agente invasor e ativam a produção da imunidade adaptativa (LORENZI; COELHO‐CASTELO, 2011). A imunidade adaptativa são nossas defesas específicas adquiridas e que possuem subdivisões: Imunidade humoral: mediada por anticorpos, são células efetoras, presentes na linfa e no sangue (nos líquidos corporais), produzidas depois dos linfócitos B terem reconhecido o antígeno por meio de receptores específicos, também denominadas imunoglobulinas, e possuem algumas fases: a fase ativação dos linfócitos B, a proliferação clonal dos linfócitos ativados e a diferenciação dos linfócitos B (PEAKMAN; VERGANI, 2011). UNIDADE 2TÓPICO 1108 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Imunidade celular: mediada por células pela ação dos linfócitos T realizando a apresentação do antígeno após os macrófagos terem fagocitado o agente agressor, forma fragmentos de moléculas com poder antígeno que se ligam às proteínas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) dos macrófagos e dá origem ao complexo antígeno-MHC; assim é apresentada aos linfócitos T, que por sua vez tornam-se ativos, e estando ativos eles se dividem em T citotóxico (Tc), linfócitos T auxiliares (Th) e linfócitos T de memória (Tm). Atuam de forma específica diretamente contra o agente agressor (ex.: células cancerígenas) e as destroem por indução de lise celular (dissolução da célula), melhoram a cada contato pela sua especificidade e por ter a capacidade de desenvolver memória (PEAKMAN; VERGANI, 2011). FIGURA 64 - DEMONSTRAÇÃO DOS LINFÓCITOS B E T FONTE: Disponível em: <http://pt.slideshare.net/VitorCarvalho1/imunidade>. Acesso em: 15 jul. 2016. A ativação da RIA é feita pelas células T e B e porimunoglobulinas. As células de linfócitos T e B são originadas das células estaminais da medula óssea, no início são iguais, mas depois sofrem maturação. Os linfócitos T interagem com os linfócitos B, são multifacetários, as células T migram para o timo e lá fazem seu processo de maturação e seleção, dando origem aos linfócitos T (imunidade celular) e auxiliam na fagocitose. Já os linfócitos que permanecem na medula óssea também passam pelo processo de maturação, originam os linfócitos B (imunidade humoral), fazem o reconhecimento do receptor de superfície do antígeno e o convertem em plasmócitos, que por sua vez produzem e modificam o anticorpo, tornando-o mais específico, e se ligam ao antígeno. Localizados nos gânglios linfáticos, estão sempre prontos para reagir (PEAKMAN; VERGANI, 2011). E as imunoglobulinas (Ig) são anticorpos produzidos pelos plasmócitos, que são linfócitos B especializados. São divididas em cinco classes, por possuírem diferenças na sequência de aminoácidos: IgG (representa 80% das Ig, presente no plasma e na linfa), IgM (representa 10% das Ig, é produzida na fase aguda da doença que desencadeia a resposta humoral), IgA (representa 15% das Ig, presente na saliva, lágrimas, leite materno e nas mucosas), IgE UNIDADE 2 TÓPICO 1 109 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O (representa menos de 5% das Ig, encontrada nos basófilos e mastócitos, faz mediação nos casos de alergias), IgD (é encontrada nos linfócitos B, baixíssima concentração no plasma e age como receptor antigênico) (PEAKMAN; VERGANI, 2011). E para que ocorra a ativação da RIA é preciso já ter ocorrido a RII como primeira ação frente ao micro-organismo invasor, assim o mecanismo adaptativo age com toda a sua eficácia (MESQUITA JUNIOR et al., 2010). As imunidades inatas (natural) e adaptativa (adquirida) são interligadas e interdependentes, compondo todo o sistema imunológico (MESQUITA JUNIOR et al., 2010). Caro acadêmico! Entendemos que o sistema imunológico é um sistema de defesa muito maleável, que se adéqua e tem a capacidade de produzir inúmeras células que irão reconhecer e exterminar os agentes invasores para exercer sua principal função, que é defender o organismo. Mas você deve se perguntar: será que os exercícios físicos influenciam no sistema imunológico? De que forma? Quais são os benefícios para o corpo humano? A prática regular de exercícios físicos de caráter não competitivo, caro acadêmico, exerce relevante eficácia clínica, interagindo, estimulando e promovendo alterações da resposta imune, pois agem como uma espécie de regulador da resposta imune, mediada por uma rede de inter- relação que concilia os fatores hormonais, os níveis metabólicos, os mecânicos e imunológicos, que variam de acordo com a intensidade e a duração dos exercícios físicos (KRINSKI et al., 2008). Sendo os hormonais (epinefrina, hormônio do crescimento, cortisol e as endorfinas), os metabólicos (o aminoácido e a glutamina) e como efeitos mecânicos destacam-se a hipertermia e a hipóxia. Outros fatores que se alteram no sistema imune com o exercício são os anatômicos, fisiológicos, nutricionais, microbiológicos, genéticos e ambientais (ROSA; VAISBERG, 2002). Os efeitos positivos dos exercícios físicos para o sistema imunológico são estimulados na imunidade inata e na adaptativa, sendo um deles a diminuição de eventos infecciosos, seja viral ou bacteriano, sendo que com a prática de exercícios moderados ocorre potencialização nas funções dos neutrófilos, macrófagos, células NK e dos linfócitos T e B (ROSA; VAISBERG, 2002). Tais efeitos são alcançados a partir de uma prática de exercícios moderados. Exercícios de alto impacto ou de competição de alto desempenho causam grandes alterações nos sistemas cardiovasculares e neuroendócrinos, contribuindo para o aparecimento de distúrbios no sistema imunológico, sendo possível conseguir bons resultados com a prática de exercícios que respeitem os limites fisiológicos, como afirmam vários estudos (ROSA; VAISBERG, 2002). Dentro deste contexto, destacam-se os benefícios dos exercícios moderados regulares, principalmente para os sistemas cardiovascular, respiratório e muscular, e ainda há melhora das condições psicológicas, diminuição do estresse, aumento do metabolismo, aumentando, por consequência, a disposição e a vitalidade, sendo que a qualidade dessas alterações dependerá da duração e da intensidade do exercício (ROSA; VAISBERG, 2002). UNIDADE 2TÓPICO 1110 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O LEITURA COMPLEMENTAR Leia parte da entrevista: Sistema imune reage ao exercício, com o Dr. Mauro Walter Vaisberg (Doutor em Reabilitação e Mestre em Imunologia), concedida para o site Revista Super Saudável, publicação da Yakult do Brasil – Ano XIII – nº 57 – jan/mar. 2013. Se quiser visualizar a entrevista na íntegra, acesse o link: <http://www.yakult.com.br/yakult/upload/supersaudavel/130029227671032494_yak_57.pdf>. A atividade física provoca alterações no comportamento fisiológico dos sistemas neuroendócrino e imune, que, para se adaptarem ao desequilíbrio provocado pelo exercício, mudam seu patamar de equilíbrio sempre que solicitados. Isso provoca, entre outras respostas A prática de exercícios físicos de alta intensidade, que exigem muito do corpo e causam estresse físico, provoca um acréscimo de disparo dos hormônios noradrenalina e adrenalina (as catecolaminas que modulam a resposta imune no exercício, agindo como imunossupressoras). Alteram a regulação do sistema imune, que podem ser alterações gerais ou locais, desenvolvendo um processo inflamatório por excesso de exercício. Entre essas alterações fisiológicas destacam-se predisposição a infecções, alterações tissulares, hipertermia (aumento da temperatura corporal que estimula as citocinas, aumentando os linfócitos e aumentando também os níveis séricos das Ig), astenia (mal-estar, cansaço), fadiga (fraqueza), distúrbios neurológicos e neuroendócrinos, inflamação muscular, alterações metabólicas e alterações no próprio sistema imune, sendo então que os atletas de alta performance estão predispostos a algum tipo de infecções (MARTÍNEZ; ALVAREZ-MON, 1999). Contudo, é de relevância para os atletas de competição ponderar juntamente com sua equipe técnica e traçar estratégias específicas de prevenção para os períodos de maior exigência física e ações preventivas em longo prazo para que o atleta não sofra consequências indesejadas durante sua vida desportiva, como diminuição do desempenho, por exemplo, (MARTÍNEZ; ALVAREZ-MON, 1999). Por outro lado, caro acadêmico, os indivíduos que não são atletas devem incluir a prática de exercícios moderados regulares em seu cotidiano, para assegurar maior desempenho de seu sistema imunológico, bem como todos os outros sistemas que compõem o corpo humano, e assim obter qualidade e longevidade de vida (MARTÍNEZ; ALVAREZ-MON, 1999). Caro acadêmico! Não se esgotam aqui os estudos sobre os sistemas cardiorrespiratório e imunológico quanto às suas caraterísticas. Tão somente introduzimos, nesse tópico, os princípios e as considerações que os fundamentam, cabe ainda um aprofundamento no assunto com pesquisas e leituras mais específicas. Assim, você poderá aperfeiçoar ainda mais o seu conhecimento. Por ora conseguimos compreender que esses sistemas respondem muito bem à prática de exercícios físicos regulares, estimulando e mantendo a funcionalidade, bem como a integridade dos sistemas cardiorrespiratório e imunológico, resultando em qualidade de saúde. UNIDADE 2 TÓPICO 1 111 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O fisiológicas, uma inflamação aguda e a ativação do sistema imune, que imediatamente produz moléculas que regulam o estado de resposta inflamatória do organismo para bloqueara inflamação causada pelo exercício. Automaticamente, o sistema imune também bloqueia a inflamação provocada pelas doenças, o que, repetido várias vezes, em função de um esquema de treinamento, é uma das bases do uso do exercício como modalidade terapêutica. “Isso demonstra porque o exercício é saudável e quanto a atividade física é fundamental para a manutenção da saúde”, defende o professor doutor Mauro Vaisberg, coordenador do Ambulatório de Promoção da Saúde do Departamento de Medicina Esportiva da UNIFESP. A atividade física regular e moderada melhora a cognição por vários mecanismos. Na doença de Alzheimer, por exemplo, cuja incidência é menor em grupos de indivíduos fisicamente ativos, é demonstrado menor depósito de proteína amiloide, depositada quando há uma resposta inflamatória crônica. O exercício físico também tem ação de reequilibrar o organismo, porque o sistema musculoesquelético é, atualmente, considerado um órgão endócrino e imune, por produzir moléculas com ações similares a hormônios e citocinas, moléculas efetoras dos sistemas endócrino e imune, além de ser fundamental para o metabolismo. Nos atletas de alto rendimento, que levam o organismo ao limite extremo, a inflamação e o estresse oxidativo provocados pela atividade aumentam o consumo de oxigênio e a produção de radicais livres, induzindo a uma resposta inflamatória. Por isso, os atletas de elite têm inflamações recorrentes, distúrbios de sono e lesões musculoesqueléticas de repetição. “Estudos demonstram que até 50% das lesões em atletas de elite podem ocorrer sem a presença de traumas, devido ao estado de inflamação não controlado e às alterações no sono”, relata o professor. Em estudo com 50 atletas de handebol, juvenis e profissionais, os pesquisadores verificaram a presença de citocinas pré-inflamatórias, moléculas do sistema imune que ativam a resposta inflamatória. Estas moléculas desempenham várias funções no organismo, e tanto o sistema musculoesquelético como o cardíaco têm suas ações influenciadas por estas moléculas, bem como as produzem. Quando há um estado inflamatório, mesmo sem trauma, essas moléculas podem desencadear a lesão muscular. Na pesquisa, dos 30% de atletas com lesão, a maioria era formada pelos cadetes, jovens mais estressados por estarem no limiar entre a profissionalização da carreira. “Provavelmente, este estresse emocional é fator desencadeador de lesões devido à inflamação que produz”, reflete o docente. FONTE: Disponível em: <http://www.yakult.com.br/yakult/upload/ supersaudavel/130029227671032494_yak_57.pdf>. Acesso em: 17 jul. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 1112 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O RESUMO DO TÓPICO 1 Neste tópico, você viu que: • O coração e os pulmões são os principais órgãos que compõem os sistemas, compreendidos pela interligação do sistema circulatório e sistema respiratório. • O coração age como uma bomba propulsora do sistema circulatório. • O sistema cardiorrespiratório compreende um conjunto de estruturas que são responsáveis por executar uma função, as trocas gasosas. • A prática de exercícios físicos desencadeia reações nos sistemas cardiorrespiratórios, e que requerem adaptações, independentemente dos fenômenos mecânicos da circulação sanguínea. • As principais respostas fisiológicas obtidas com a prática de atividade física, como aumento da frequência cardíaca, do volume sistólico e do débito cardíaco, confirmaram que o exercício físico age como um fator protetor para inúmeras doenças e predisposições cardiorrespiratórias e neurovasculares. • As características importantes e a atuação das frequências cardíacas máximas e de repouso frente à prática de exercícios. • A prática de exercícios físicos é uma atitude muito sábia, para prevenção e tratamento das doenças desencadeadas pelo descontrole da PA. • Os exercícios físicos acentuam o trabalho dos sistemas cardiorrespiratórios, intensificando, por consequência, a PA e seus parâmetros, como o volume sistólico, diastólico, médio e ainda o débito e frequência cardíaca e respiratória, ocasionando um aumento da pressão cardíaca para suprir o gasto energético exigido durante o exercício físico. • O sistema imunológico é um sistema formado por um emaranhado de órgãos, moléculas e células, com o principal objetivo de realizar ação protetora, é o sistema de defesa natural contra micro-organismos invasores. • O anticorpo é uma glicoproteína plasmática solúvel específica, gamaglobulina, conhecida como imunoglobulina, que exerce oposição ao antígeno. UNIDADE 2 TÓPICO 1 113 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O • O antígeno é reconhecido como um agente invasor, um organismo estranho capaz de provocar uma resposta imune. • A imunidade inata, natural ou Resposta Imune Inata (RII) corresponde a uma resposta imediata do organismo frente a qualquer estímulo de forma não específica. • A imunidade adaptativa, ou Resposta Imune Adaptativa (RIA), caracteriza-se por responder de forma específica. Esse tipo de imunidade ocorre quando os primeiros esforços da imunidade inata combatem o invasor; é a segunda linha de defesa, com formação de anticorpos, ação protetora contra o mesmo agressor, reconhece o patógeno invasor. • A prática regular de exercícios físicos de caráter não competitivo exerce relevante eficácia clínica, interagindo, estimulando e promovendo alterações do sistema imunológico. UNIDADE 2TÓPICO 1114 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O AUT OAT IVID ADE � Agora responda às questões a seguir e teste seu conhecimento. 1 – O sistema cardiorrespiratório compreende um conjunto de estruturas que são responsáveis por: Assinale V para verdadeiro e F para falso sobre as informações a seguir: ( ) Executar uma função muito importante, que são as trocas gasosas, a mudança do oxigênio para dióxido de carbono aos músculos e ao ambiente natural. ( ) Executar uma função muito importante, que é o bombeamento de oxigênio e dióxido de carbono para a corrente sanguínea, é o oxigênio que promove as batidas do coração. ( ) Executar uma função muito importante, que são os estreitamentos das veias e artérias para melhor passagem do sangue para irrigar o coração. ( ) Executar uma função muito importante, que são as trocas sanguíneas para os pulmões em ambiente natural. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: a) ( ) V – F – F – F. b) ( ) F – V – F – F. c) ( ) V – F – V – F. d) ( ) F – V – V – F. 2 – Sobre a frequência cardíaca e o exercício físico, assinale a alternativa correta: a) ( ) Frequência cardíaca não aumenta com a prática de exercícios físicos, e o número de vezes em que os ventrículos cardíacos se contraem em um minuto também não se altera. b) ( ) Ocorrem inúmeras reações e efeitos fisiológicos, e um deles é o aumento significativo do débito cardíaco. c) ( ) As BPM (batidas por minuto) são consideradas como estado normal de batimentos do coração, 312 bpm no início do exercício. d) ( ) A frequência cardíaca de repouso fica extremamente elevada após o término do treinamento físico. 3 – A pressão arterial (PA) é compreendida como a resultante da força do sangue dentro das artérias, dos vasos sanguíneos, que é determinada pela resistência ao fluxo sanguíneo e débito cardíaco (MARTELLI, 2013). UNIDADE 2 TÓPICO 1 115 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O A pressão arterial sofre alterações durante a realização do exercício físico. PORQUE: A PA sofre alterações fisiológicas em decorrência de inúmeros estímulos internos e externos, posturais e comportamentais, por exemplo, a movimentação decorrente da respiração, débito cardíaco, fases do sono, e o exercício físico (ACCORSI-MENDONÇAet al., 2005). a) ( ) Ambas as afirmações são falsas. b) ( ) As duas são verdadeiras, mas não têm relação uma com a outra, são assuntos distintos. c) ( ) A primeira e a segunda afirmações são verdadeiras e uma complementa a outra. d) ( ) A primeira afirmação está correta e a segunda é complemento oposto da primeira. 4 – Sobre a imunidade humoral, de quem é a responsabilidade? a) ( ) Eosinófilos. b) ( ) Neutrófilos. c) ( ) Linfócitos T. d) ( ) Linfócitos B. 5 – O anticorpo é uma ............................ plasmática solúvel .............................., conhecida como imunoglobulina que exerce oposição ao .................... . É formado pela junção de cadeias polipeptídicas caracterizadas de leves e pesadas, e geralmente são apresentadas numa combinação de .......cadeias leves e cadeias pesadas, unidas por pontes de dissulfeto, construindo assim a estrutura do anticorpo (GUYTON, 2002). Assinale a alternativa certa que preenche a citação acima: a) ( ) Glicoproteína, específica, gamaglobulina, antígeno, duas e duas. b) ( ) Hapteno, específica, betaglobulina, três e duas. c) ( ) Epítopos, não específica, gamaglobulina, anticorpo, quatro e quatro. d) ( ) Sítio de ligação, específica, alfaglobulina, anticorpo, duas e cinco. UNIDADE 2TÓPICO 1116 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O APRIMORAMENTO DA CAPACIDADE ENERGÉTICA II 1 INTRODUÇÃO TÓPICO 2 Neste tópico você está convidado a entender fisiologicamente o funcionamento do sistema endócrino e suas relações e interações com o exercício físico. Estudamos no tópico anterior que os efeitos benéficos de exercícios moderados ressaltam o sistema imune. Agora veremos que esses benefícios também interagem no sistema endócrino a partir da ativação das funções hormonais em resposta ao estímulo físico, compreendendo que há indícios de interação entre os sistemas imune, nervoso e endócrino frente ao exercício físico, e que o sistema endócrino interfere nas condições de vitalidade, metabolismo, emoção, sexualidade, crescimento e desenvolvimento (VULCZAK; MONTEIRO, 2008). UNIDADE 2 2 SISTEMA ENDÓCRINO E EXERCÍCIO FÍSICO O sistema endócrino é um sistema de regulação importante para o organismo humano, modulando e integrando as funções corporais, mantendo o equilíbrio do corpo nos estados de repouso e no exercício (VULCZAK; MONTEIRO, 2008). É composto por um conjunto de órgãos hospedeiros, GLÂNDULAS ENDÓCRINAS, as quais produzem substâncias químicas sintetizadas, mensageiros químicos, HORMÔNIOS, que ativam os sistemas enzimáticos, estimulam a atividade secretória, induzindo a síntese das gorduras e proteínas que são liberadas para a corrente sanguínea, espalhada pelo corpo e auxiliando o organismo a responder ao estresse físico e fisiológico gerado com a prática física (BUENO; GOUVÊA, 2011). O sistema nervoso envia seus impulsos eletroquímicos de uma forma rápida e local, já a transmissão do sistema endócrino é feita de forma química, que responde de forma mais lenta e duradoura na síntese e permite a liberação de hormônios na circulação sanguínea, onde realizam suas funções de várias maneiras: por alterações da permeabilidade da membrana aos UNIDADE 2TÓPICO 2118 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O íons (norepinefrina, epinefrina), por ativação de genes por meio de sua ligação aos intracelulares (ligação dos esteroides e tireoides aos receptores proteicos no interior da célula) e por formação de AMP (Adenosina monofosfato cíclico), que é um segundo mensageiro, emite sinal celular, age como um modulador fisiológico (GUYTON; HALL, 2006). Assim, caro acadêmico, podemos entender que o sistema nervoso informa ao sistema endócrino as condições do meio externo e esse sistema faz a regulação da resposta interna do organismo frente à externa. Voltaremos a nos aprofundar no sistema nervoso no próximo tópico, o importante é que compreendemos a afinação de trabalho em parceria entre esses dois sistemas (GUYTON; HALL, 2006). Para obtermos bom entendimento, caro acadêmico, faremos uma breve revisão conceitual das principais glândulas endócrinas, a classificação hormonal, as características da resposta celular, solubilidade hormonal, mecanismo de ação e controle da síntese hormonal existentes no corpo humano. 2.1 PRINCIPAIS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS Na composição do sistema endócrino estão as glândulas endócrinas, que são controladas pelo sistema nervoso por meio do hipotálamo, onde os sistemas exercem inter- relações neuroendócrinas. Além do hipotálamo, encontramos a hipófise (glândula pituitária, que controla o funcionamento de quase todo o corpo humano). Ainda fazem parte do sistema endócrino a glândula tireoide, a glândula paratireoide, as glândulas suprarrenais (ou adrenais), a glândula pineal, pâncreas endócrino (ilhotas de Langerhans) e as gônadas (masculina e feminina) (GUYTON; HALL, 2006). UNIDADE 2 TÓPICO 2 119 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 65 - LOCAIS ANATÔMICOS DAS PRINCIPAIS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS FONTE: Disponível em: <http://www.ogrupo.org.br/glandulas_supra-renais.asp>. Acesso em: 19 jul. 2016. No quadro a seguir, caro acadêmico, esquematizamos um resumo das principais glândulas endócrinas, quais são os hormônios produzidos por cada uma, seus órgãos/ tecidos-alvos e suas ações. QUADRO 9 - PRINCIPAIS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS, HORMÔNIOS PRODUZIDOS, ÓRGÃOS/ TECIDOS-ALVOS E AÇÕES GLÂNDULA E HORMÔNIO SECRETADO ÓRGÃO/TECIDO- ALVO AÇÕES HIPOTÁLAMO/LIBERAÇÃO E INIBIÇÃO – HORMÔNIOS DA HIPÓFISE - Lobo anterior da hipófise - Estimula ou inibe a secreção dos hormônios. HIPOTÁLAMO produz e o LOBO POSTERIOR DA HIPÓFISE libera e estoca: Hormônio Antidiurético (ADH) e Ocitocina - Útero - Glândulas mamárias - Rins (ductos coletores) - Estimula a contração. - Estimula a ejeção do leite para os ductos. - Estimula a reabsorção de água. UNIDADE 2TÓPICO 2120 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O LOBO ANTERIOR DA HIPÓFISE - Hormônio do Crescimento (GH) - Prolactina - Hormônio estimulante da tireoide (TSH) - Hormônio Adrenocorticotrópico (ACTH) - Geral - Glândula mamária - Glândula tireoide - Córtex adrenal - Estimula o crescimento. -Estimula a síntese de proteínas. - Estimula a secreção do leite - Estimula a secreção de hormônios pelas glândulas tireoides e o tamanho da tireoide. - Estimula a secreção de hormônios corticais pela adrenal. CÓRTEX SUPRARRENAL - Hormônio Cortisol - Hormônio Aldosterona - Geral - Sistema muscular - Controla o metabolismo das proteínas, carboidratos e gorduras. - Reduz a excreção de sódio pelos rins. - Aumenta a excreção de potássio. - Os níveis de cortisol interferem no ritmo circadiano. - HORMÔNIOS GONADOTRÓPICOS - Hormônio estimulante folicular (FSH) - Hormônio luteinizante (LH) - Gônadas - Estimulam as funções das gônadas. - Estimulam o crescimento dos folículos nos ovários durante a ovulação e estimulam a formação de esperma nos testículos. GLÂNDULA TIREOIDE - Tiroxina (T4) - Tri-iodotiroxina (T3) - Calcitonina - Geral - Ossos - Estimulam a velocidade do organismo. - Inibição da remoção de cálcio dos ossos quando o nível de cálcio no sangue diminui. UNIDADE 2 TÓPICO 2 121 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O ILHOTAS DE LANGERHANS - Insulina - Glucagon - Pâncreas - Promove a entrada de glicose no tecido celular, controlando o metabolismo dos carboidratos. - Estimulam o aumento da liberação hepática da glicose nos líquidos circundantes. OVÁRIOS - Estrogênio - Progesterona -Órgãos sexuais femininos -Estimulam o desenvolvimento dos órgãos femininos, das mamas e outras características sexuais secundárias. - Estimulam a secreção de leite uterino pelas glândulas endometriais do útero, promovem o desenvolvimento das mamas. TESTÍCULOS - Testosterona - Testículos - Estimula o crescimento dos órgãos sexuais masculinos, promove o desenvolvimento das características sexuais secundárias. GLÂNDULA PARATIREOIDE - Paratormônio - Rins - Ossos - Estimula a absorção intestinal de cálcio, e excreção de cálcio pelos rins e a liberação de cálcio para ossos. PLACENTA Gonadotropina, Estrogênio, Progesterona, Somatomamotropina. - Útero - Mamas - Promove o crescimento do corpo lúteo, assim como a secreção de estrogênio e de progesterona. - Promove o crescimento das glândulas sexuais da mãe e alguns tecidos do feto. - Promove o desenvolvimento do endométrio uterino. FONTE: Adaptado de: Guyton; Hall (2006) UNIDADE 2TÓPICO 2122 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Depois de entendermos, caro acadêmico, as principais glândulas endócrinas, os hormônios produzidos por cada uma, seus órgãos/tecidos-alvos e suas ações, veremos como são classificadas. Na Classificação Hormonal, o sistema endócrino realiza constante interação com o sistema nervoso, assistindo o controle neural para regulação do controle hormonal ativando os órgãos-alvo (estrutura específica em que o hormônio atua (os receptores)) e assegura a síntese proteica no metabolismo, a homeostasia no meio ambiente interno, essencial para o bom funcionamento do corpo durante o estado de repouso e exercício (BUENO; GOUVÊA, 2011). E a Classificação Química Hormonal é realizada da seguinte forma: proteicos e polipeptídeos, esteroides (derivados do colesterol) e amínicos (derivados dos aminoácidos) (GONZALEZ; SILVA, 2006). Proteicos e polipeptídeos: são os hormônios que se fixam na superfície, produzidos pela hipófise (hormônios de crescimento, TSH, FSH, prolactina, LH), paratireoides (PTH) e pâncreas (insulina e glucagon) (GONZALEZ; CERONI DA SILVA, 2006). Amínicos: são os hormônios derivados do aminoácido tirosina, que se fixam na parte superior da membrana, ou por vezes atravessam-na, são os hormônios produzidos pela medula, pela suprarrenal (adrenalina, cortisol) e pela tireoide (T3, T4) (GONZALEZ; CERONI DA SILVA, 2006). Esteroides: Esses hormônios atravessam a membrana, têm uma estrutura originada do próprio colesterol, córtex suprarrenal (cortisol e aldosterona), ovários (estrogênio e progesterona), testículos (testosterona) e a placenta (estrogênio e progesterona) (GONZALEZ; CERONI DA SILVA, 2006). Os hormônios mantêm o equilíbrio interno pelo balanço eletrolítico e ácido básico trabalhando como reguladores fisiológicos, podendo acelerar ou diminuir a velocidade das respostas celulares. Veremos a seguir quais são as características de resposta celular, realizada pelos hormônios que se organizam numa divisão estabelecida como: hormônios gerais e específicos (GUYTON; HALL, 2006). Hormônios gerais: São os hormônios receptores encontrados em vários tipos celulares (GUYTON; HALL, 2006). Hormônios específicos: São os hormônios receptores encontrados em um conjunto limitado de células (GUYTON; HALL, 2006). UNIDADE 2 TÓPICO 2 123 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Os hormônios, para que desempenhem suas funções com máxima eficácia, precisam ser solúveis. Assim, estudaremos agora, caro acadêmico, a solubilidade hormonal. Os hormônios são solúveis em água e em lipídios. Os solúveis em água são polares e são reconhecidos no exterior celular, entre eles glucagon, melatonina, serotonina, histamina, adrenalina, dopamina (aminoácidos); FSH e LH (peptídeos) e PTH, ADH, GH, insulina (proteínas). E os hormônios solúveis em lipídios são apolares e são reconhecidos no interior da célula, no núcleo ou no citoplasma, entre eles T3, T4 (originados dos aminoácidos) e cortisol, aldosterona, testosterona, progesterona, estrógenos e andrógenos (originados do colesterol) (GUYTON; HALL, 2006). Agora que você viu as várias características das glândulas endócrinas, vamos ver como funciona seu mecanismo de ação. Os mecanismos de ação das glândulas endócrinas são realizados pelos hormônios que agem como mensageiros químicos, sintetizados e armazenados nas glândulas endócrinas, são liberados na corrente circulatória pelo processo exocitose quando for solicitado (GUYTON; HALL, 2006). Exercem as funções de controlar a velocidade das reações químicas celulares, interagindo com seu receptor específico, que, por sua vez, emite um sinal intracelular, formando assim um segundo mensageiro intracelular, gerando uma resposta biológica. Regulam o crescimento e o desenvolvimento de certos órgãos, tais como sexuais e reprodutivos, nervosos e mentais, influenciando no desenvolvimento da personalidade (GUYTON; HALL, 2006). Os hormônios atuam por meio de receptores específicos presentes nas células-alvo. Depois de entender as várias características das glândulas endócrinas e seu mecanismo de ação, vamos conhecer os hormônios e seus receptores (órgãos-alvos). São considerados receptores os Guanilil Ciclase (recebem o citosol); o receptor Tirosina Cinase (aminoácidos tirosina); os receptores associados à ligação de proteínas; os receptores tirosina fosfatases, que retiram o fosfato do aminoácido tirosina das proteínas sinalizadoras, e os receptores serinas, que fosforizam as proteínas nos aminoácidos serinas (GUYTON; HALL, 2006). Os receptores são as células-alvo em que o hormônio se liga, interagindo inicialmente na superfície externa da membrana plasmática das células-alvo, e assim, após essa ligação ocorre a cascata bioquímica dentro da célula, alterando a permeabilidade da membrana, e ativam as enzimas (adenilciclase e a guanilciclase) que produzem o AMPc (adenosina monofosfato cíclica) (mediador comum dos hormônios) e o GMPc (guanosina-monfosfato cíclico) (guanosina monofosfato cíclico) (nucleotídeo que atua como segundo mensageiro), tendo o segundo mensageiro como resposta ao hormônio primário que modificam e regulam a velocidade da transcrição de genes específicos (GUYTON; HALL, 2006). Os receptores não UNIDADE 2TÓPICO 2124 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O possuem componentes fixos, e por isso podem variar o número de receptores para cada tipo de célula, e assim variar a intensidade da resposta (GUYTON; HALL, 2006). Veremos, então, caro acadêmico, como são essas respostas diante da prática do exercício físico. A resposta das informações fornecidas pelo exercício é feita da seguinte forma: pela secreção de hormônios por meio das glândulas exócrinas e endócrinas do corpo inteiro, pela contração dos músculos esqueléticos e pela contração da musculatura lisa interna dos órgãos (CANALI; KRUEL, 2001). O exercício físico age como um estímulo para a secreção de alguns hormônios e como fator inibitório para outros, e essas alterações hormonais ainda necessitam de mais estudos para serem mais bem compreendidas (CANALI; KRUEL, 2001). Entre as respostas hormonais ao exercício destacam-se a liberação do GH, sendo nos treinos anaeróbios em que os níveis de GH são mais liberados, e nos treinos aeróbios a liberação de GH é bem menor, isso porque nas condições anaeróbias as adaptações necessárias realizam mais síntese tecidual do que nos treinos aeróbios (CANALI; KRUEL, 2001). Também como resposta ao exercício há a elevação dos níveis hormonais e liberação de ACTH, o cortisol, FSH, LH, ADH (regulador da tonicidade dos líquidos corporais), glucagon, as catecolaminas, testosterona, progesterona, estrogênio. Assim, entendemos que as respostas hormonais aosexercícios são estimuladas tanto na prática de exercícios sem frequência como bem mais nos praticados com regularidade (CANALI; KRUEL, 2001). UNI No estudo a seguir você pode conferir a interação dos receptores de hormônios frente ao exercício e ao dano muscular, corroborando com nosso aprendizado. FOSCHINI, D.; PRESTES, J.; CHARRO, M. A. Relação entre exercício físico, dano muscular e dor muscular de início tardio. Revista Brasileira de Cineantropometria & Desempenho Humano, v. 9, n. 1, p. 101-106, 2007. Disponível em: <http://sites.google.com/site/jailsonfisio/ Exerciciofisicodanomuscularesoreness.pdf>. Acesso em: 20 jul. 2016. Agora, caro acadêmico, veremos as descrições de cada glândula e alguns órgãos do sistema endócrino e sua relação com os exercícios físicos, sendo elas: hipotálamo, hipófise, tireoide, paratireoide, suprarrenais, pâncreas e gônadas. O complexo e importante sistema hipotálamo-hipófise é o que produz os hormônios e os envia para as glândulas. Este eixo controla as funções vegetativas e endócrinas do corpo. UNIDADE 2 TÓPICO 2 125 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O É extremamente exigido pelo sistema endócrino, onde o hipotálamo faz a conexão do sistema nervoso com o endócrino, que libera hormônios que são sintetizados na eminência mediana, local exato de ligação do hipotálamo e hipófise (também conhecida como glândula pituitária), que por sua vez direcionam para a sela túrsica, que compreende as áreas hipófise anterior (ou adeno-hipófise, tem a função de receber os hormônios inibidores e a de liberação) e a hipófise posterior (ou neuro-hipófise, tem a função de armazenar e distribuir os hormônios recebidos do hipotálamo); com a adeno a ligação é realizada por meio do eixo hipotálamo-hipófise, que utilizam um sistema de ligação via neuronal (GUYTON; HALL, 2006). Conhecido também como sistema porta-hipotálamo-hipófise, onde vários elementos inibidores e liberadores são secretados neste sistema porta e direcionados para síntese dos hormônios adeno-hipofisiários. E podemos imaginar, caro acadêmico, que a função do hipotálamo seria como a de um intérprete dos estímulos e a hipófise age como porta-voz destas informações hipotalâmicas, aumentando ou diminuindo a secreção de hormônios (FOSCHINI; PRESTES; CHARRO, 2007). Observe na figura a seguir, caro acadêmico, a localização desse sistema hipotálamo-hipófise. FIGURA 66 - COMPLEXO HIPOTÁLAMO, HIPÓFISE E EXERCÍCIO FONTE: Disponível em: <http://corticoides.files.wordpress.com/2012/06/1.jpg>. Acesso em: 20 jul. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 2126 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Os principais hormônios secretados pelo eixo hipotálamo-hipófise são: hormônio liberador de tireotrofina (TRH); hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH); somatostatina ou hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIRH); hormônio liberador de hormônio do crescimento (GHRH); hormônio liberador de corticotrofina (CRH); hormônio liberador de prolactina (PrlRH). E a ocitocina (OC) e a arginina-vasopressina (AVP) para a neurohipófise (CANALI; KRUEL, 2001). A relação-interação dos exercícios com hormônios secretados a partir do hipotálamo e hipófise acontece por fatores não osmóticos, o exercício estimula a secreção de ADH (hormônio antidiurético) fazendo uma retenção hídrica, podendo levar ao aumento da ingestão de líquidos, e posterior hiponatremia (baixo nível de sódio no sangue) por exercício. Isso acontece pela capacidade do ADH de, durante o exercício, realizar a modulação da osmolalidade sérica, sendo assim, durante a realização de exercícios é importante a ingestão de líquidos para estimular a redução dos níveis de ADH (GUYTON; HALL, 2006). Além de os exercícios estimularem o aumento do cortisol, principalmente em exercícios intensos, estimular o GH para obter aumento de massa magra (GUYTON; HALL, 2006). UNI Caro acadêmico! Acabamos de entender o eixo hipotálamo- hipófise como parte atuante no sistema endócrino, e a seguir você verá a glândula tireoide e a relação com o exercício físico. A tireoide é uma glândula importante, porque tem como função a produção, armazenamento e liberação dos seus próprios hormônios tireoidianos na corrente sanguínea, localizada na base do pescoço, em formato de uma borboleta de asas abertas, controlada pela glândula pituitária ou hipófise, utiliza o eixo hipotálamo-hipófise na regulação de diversos órgãos corporais (GUYTON; HALL, 2006). Por exemplo: as contrações cardíacas, o peristaltismo intestinal e a frequência das evacuações, o metabolismo e a temperatura corporal, do humor, da memória, no sistema ósseo e muscular e ainda interferindo na ovulação e no ciclo menstrual das mulheres se houver qualquer disfunção na glândula tireoide (GUYTON; HALL, 2006). Os hormônios formados na tireoide são os tiroxina ou tetraiodotironina (T4 – quatro iodos) e tri-iodotironina (T3 – três iodos), determinam a velocidade de trabalho celular (metabolismo), são impulsionados pelo TSH (hormônio estimulante da tireoide) secretado pela hipófise anterior com função de estimular o processo de captação do iodo, aumentar o metabolismo basal estimulado por um aumento da necessidade de energia e do consumo de O2, e elevação da temperatura corporal. Ainda auxiliam na elaboração de proteínas, favorecendo o crescimento e inibem o sistema nervoso simpático (CANALI; KRUEL, 2001). UNIDADE 2 TÓPICO 2 127 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Durante a prática do treinamento físico, esses hormônios estimulam a síntese de enzimas e produzem um aumento da massa de mitocôndrias, importante em práticas que exijam resistência, porque geram energia nos músculos e aumentam a força. O cérebro fica mais insensível à fadiga, aumentando o desempenho e proporcionando efeitos positivos com exercício físico, pois quanto maior o treinamento, maior será a produção do hormônio da tireoide, interferindo no metabolismo das gorduras, aumentando os ácidos graxos livres no sangue (CANALI; KRUEL, 2001). FIGURA 67 - GLÂNDULA TIREOIDE FONTE: Disponível em: <http://lh3.ggpht.com/FmiYSgUpe30/TsuyRmch4YI/ AAAAAAAAEQE/xJDeofx_LI/cap145_fig1%25255B3%25255D. jpg?imgmax=800>. Acesso em: 20 jul. 2016. UNI Caro acadêmico! Agora que entendemos as características da glândula tireoide, a seguir você verá a glândula paratireoide e sua relação com o exercício físico. As glândulas paratireoides são compostas por quatro pequenas glândulas endócrinas, de cor amarelada, estão dispostas na parte superior e inferior da face posterior da glândula tireoide, sua função é secretar o hormônio paratireoide ou paratormônio (PTH). Esse hormônio faz a regulação da concentração plasmática do fosfato e do cálcio, responsável pelo equilíbrio metabólico do cálcio, canalizado pela calcitonina e sua ação é nos órgãos-alvos intestino, rins e no sistema ósseo (GUYTON; HALL, 2006). O PTH gera uma maior concentração de cálcio no trato digestivo e ativa os osteoclastos, que liberam cálcio nos ossos, aumentando os níveis de cálcio no sangue, sendo que a manutenção desses níveis é garantida pelo efeito antagônico da calcitonina (regula a economia de cálcio), reduzindo o cálcio, e o hormônio paratireoide eleva UNIDADE 2TÓPICO 2128 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O o cálcio no sangue. A ativação dos osteoclastos e osteoblastos possibilita maior mineralização e desmineralização do osso estimulado pela carga corporal, sendo que a falta desse hormônio pode causar contrações musculares, e o contrário, pode levar à descalcificação dos dentes e ossos (GHISELLI; JARDIM, 2007). A relação do PTH com exercício ainda necessita de estudo, mas o fato é que com a prática de um treinamento duradouro ocorre o estímuloósseo, com aumento da absorção de cálcio e a reabsorção pelos tubos renais, com consequente fortalecimento ósseo, sendo esse o principal efeito de exercícios nas glândulas paratireoides (CANALI; KRUEL, 2001). FIGURA 68 - GLÂNDULAS PARATIREOIDES FONTE: Disponível em: <http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/08/ glandula-paratireoides.jpg>. Acesso em: 20 jul. 2016. Caro acadêmico! Acabamos de estudar as glândulas paratireoides. A seguir você verá a importância das glândulas suprarrenais ou adrenais (córtex adrenal e medula adrenal) e sua relação com o exercício físico. As glândulas suprarrenais exercem funções vitais para o nosso organismo, principalmente na regulação do metabolismo do sódio, potássio, da água e dos carboidratos, assim como também regula os efeitos corporais sentidos pelo estresse (variação da temperatura, tensão emocional, infecções e o próprio exercício físico) e mantêm o equilíbrio do meio interno (homeostase) (GUYTON; HALL, 2006). Elas estão localizadas sobre os rins, por isso recebem esse nome, secretam entre outros hormônios a aldosterona, adrenalina e noradrenalina (GUYTON; HALL, 2006). As glândulas suprarrenais são formadas por duas regiões e cada uma delas é responsável pela produção de hormônios diferentes: a Medula Adrenal, uma camada interna que secreta as catecolaminas (as principais são: adrenalina, noradrenalina, dopamina, b-endorfina) UNIDADE 2 TÓPICO 2 129 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O que têm função pleiotrópica (mecanismo genético controlador das características de um gene apenas) e o Córtex Adrenal, camada externa que é dividida em três áreas, a glomerulosa (produz aldosterona, desoxicorticoesterona e corticoesterona), a fascicular (produz cortisol, corticoesterona e cortisona) e a reticular (produz os androgênios, hormônio esteroide sexual masculino e o hormônio de-hidroepiandrosterina – DHEA) (TORTORA; DERRICKSON, 2012). As glândulas suprarrenais também formam um eixo complexo hipotalâmico-hipófise- suprarrenal que é ativado em resposta à demanda orgânica à qual o indivíduo foi exposto, por exemplo, um estado de tensão. Assim, as catecolaminas produzem hormônios além do necessário, sobrecarregando e hiperativando as suprarrenais, que por sua vez exigem da hipófise que reflete no hipotálamo, provocando consequente diminuição das defesas imunológicas (TORTORA; DERRICKSON, 2012). As relações da prática do exercício físico com as glândulas suprarrenais são relevantes, acelerando a síntese e a secreção das catecolaminas com consequente aumento da atividade das glândulas suprarrenais, acelerando o metabolismo e o aumento dos níveis de testosterona, assim como a regulação da lipólise (transformação da gordura em energia) no tecido adiposo, e ainda a diminuição de insulina (FRENCH et al., 2007). Os níveis de catecolaminas aumentam durante o exercício físico, variando com a intensidade na prática, sendo a epinefrina a que mais aumenta, seguida da noradrenalina, quando ao término do treinamento os níveis de epinefrina se normalizam de imediato e os níveis da noradrenalina persistem elevados por algumas horas. Acompanhando os níveis hormonais também ocorrem a elevação do aporte sanguíneo e o acréscimo na força das contrações cardíacas para suprir a imposição da atividade muscular (CANALI; KRUEL, 2001). FIGURA 69 - GLÂNDULAS SUPRARRENAIS FONTE: Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/ conteudo_legenda/71f581317b3fcc47bdc754ef4ff95262.jpg>. Acesso em: 22 jul. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 2130 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O UNI Agora que entendemos o funcionamento das glândulas suprarrenais, a seguir você verá a importância do pâncreas e sua relação com o exercício físico. O pâncreas é um órgão importantíssimo, é uma glândula mista de realização de secreção externa e interna. A externa apresenta a secreção do suco pancreático, atuante no sistema digestivo e internamente participa na secreção de dois hormônios essenciais, a insulina e o glucagon (GUYTON; HALL, 2006). Essa secreção interna é realizada por um conjunto de células denominado de Ilhotas de Langerhans (ou ilhotas pancreáticas). É um conjunto de células esféricas que formam a parte exócrina do pâncreas e secretam insulina e glucagon para a corrente sanguínea, sendo esses dois hormônios os principais reguladores dos níveis de açúcar no sangue (GUYTON; HALL, 2006). As ilhotas pancreáticas são constituídas por quatro tipos celulares diferentes: as células alfa (a), as células beta (b), as células delta (d) e as células PP (F) (GUYTON; HALL, 2006). As células a produzem e liberam o glucagon (é um polipeptídio que tem como função elevar os níveis de glicemia), é antagonista da insulina, promove a glicogenólise (a degradação do glicogênio) e o aumento da gliconeogênese (conversão dos aminoácidos, lactato, piruvato e glicerol em glicose, isso acontece no fígado e durante o estado de jejum), com liberação de moléculas de glicose na corrente sanguínea; também diminui a síntese do colesterol pelo fígado, inibe a reabsorção pelos rins e aumenta o débito cardíaco (GUYTON; HALL, 2006). A insulina trabalha para que o índice glicêmico não supere os 160-180mg/dl após a alimentação, e ainda intervém na reserva energética em forma de tecido adiposo e participação no crescimento muscular e ósseo (GALVIN et al., 2014). As células b secretam a insulina, hormônio anabólico, é uma proteína que age sobre o metabolismo dos carboidratos, tem função contrária à do glucagon, diminui o nível de açúcar no sangue, acelerando o transporte e a conversão da glicose, acelera os movimentos dos aminoácidos e diminui a conversão do glicogênio em glicose no fígado (GUYTON; HALL, 2006). Já as células d, caro acadêmico, são produtoras de somatostatina, inibidoras da secreção de insulina e glucagon, diminuem a motilidade da vesícula biliar, do estômago e do duodeno, e nas células F está contido o polipeptídio pancreático (PP), que é liberado no plasma durante a alimentação pelas proteínas e gorduras, e tem como função a inibição do estímulo gástrico e a secreção exócrina do pâncreas (GUYTON; HALL, 2006). Caro acadêmico! Cabe aqui ressaltar a relevância da insulina e do glucagon para o metabolismo dos carboidratos, eles controlam os níveis de produção e degradação da UNIDADE 2 TÓPICO 2 131 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O glicose, que possuem efeitos contrários em diversos processos enzimáticos no fígado, sendo estimulados pelos exercícios físicos, quando os músculos secretam uma substância chamada Interleucina 6 (IL-6), que aumenta a sobrevida das células pancreáticas produtoras de insulina, o que é extremamente importante no controle da diabetes (PAULA et al., 2015). FIGURA 70 - DEMONSTRAÇÃO DA ILHOTA DE LAGERHANS, CÉLULAS E PÂNCREAS FONTE: Disponível em: <http://3.bp.blogspot.com/b_Gu2Em2s50/UU_PBhQcRWI/ AAAAAAAAAtw/dRugDnXcY2M/s1600/diabetes-pancreas.gif>. Acesso em: 23 jul. 2016. UNI Caro acadêmico! A seguir sugerimos uma leitura de artigo muito interessante: GALVIN, E. A.; NAVARRO, F.; GREATTI, V. R. A importância da prática do exercício físico para os portadores de Diabete Mellitus: uma revisão crítica. Salusvita, v. 33, n. 2, p. 209-222, 2014, onde os autores abordam profundamente a questão da insulina e os benefícios do exercício. Você poderá encontrar o artigo no link a seguir: <http://www.usc.br/biblioteca/salusvita/salusvita_v33_ n2_2014_art_05.pdf>. Acesso em: 23 jul. 2016. O nosso organismo tem uma leitura para o exercício físico, interpreta como um estresse, e para responder a esse estímulo, já que todas as suas funções orgânicas estão sendo exigidas e alteradas, imediatamente ocorre um aumento na secreção hormonal. E um desses hormônios é o glucagon, que emresposta ao exercício aumenta a concentração de glicose por meio da glicogenólise e gliconeogênese, liberando o próprio glucagon e a glicose durante todo o período do treinamento na corrente sanguínea, entendendo que com a prática do exercício há uma elevação do glucagon e um declínio da insulina (PAULA et al., 2015). UNIDADE 2TÓPICO 2132 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 71 - ESTRUTURA QUÍMICA DO GLUCAGON FONTE: Disponível em: <http://3.bp.blogspot.com/KGd7koGjsvg/TrWbIxU0qNI/ AAAAAAAAAjk/Lw8txmmt8L0/s1600/imagem%2B1.png>. Acesso em: 23 jul. 2016. O hormônio insulínico aumenta sua produção em resposta ao aumento dos níveis circundantes de glicose, com consequente captação periférica de carboidratos para os músculos e adipócitos. Assim podemos dizer, caro acadêmico, que um dos benefícios do exercício físico é a indução de captação de glicose pelos músculos, regulando o aumento da sensibilidade à insulina em nível muscular, estimulando o transporte da glicose no músculo esquelético, GLUT4 (substância que realiza o transporte da glicose), e proporciona efeito potencializador na fosforilação do IRS-2 (substrato do receptor de insulina) (ROPELLE et al., 2005). Assim, entendemos que a relação da insulina com o exercício físico é expressiva, pois a prática de exercício físico viabiliza o aumento da sinalização da insulina pelos transportadores de GLUT4, aumentando a fosforilação do receptor de insulina, favorecendo e otimizando a captação de insulina, baixando a síntese e a secreção de insulina, diminuindo o tamanho da célula adiposa, sinalizando efeitos positivos do exercício físico para o organismo humano (ROPELLE et al., 2005). FIGURA 72 - ESTRUTURA QUÍMICA DA INSULINA FONTE: <http://es.123rf.com/photo_13207592_la-insulina-humana-estructura-quimica- estilizada.html>. Acesso em: 23 jul. 2016. UNIDADE 2 TÓPICO 2 133 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O UNI Então, nós podemos entender que um indivíduo estando alimentado ocorre produção de insulina, e se estiver num estado de jejum, produz glucagon. Caro acadêmico! Acabamos de entender a composição e funcionamento do pâncreas. A seguir você verá a importância das glândulas gônadas e sua relação com o exercício físico. As glândulas gônadas são as glândulas sexuais, representadas no corpo da mulher pelos ovários e no corpo do homem pelos testículos. Têm a importante função de produzir gametas e liberar hormônios específicos que possibilitam o desenvolvimento sexual e reprodutivo (GUYTON; HALL, 2006). As gônadas estimuladas pela hipófise produzem: FSH (hormônio estimulante folicular, estimula a maturação do folículo na mulher e no homem a formação dos espermatozoides), LH (hormônio luteinizante, desenvolve o corpo lúteo no ovário feminino após a fase fértil, preparando para possível gravidez, ovulação, e no homem produz testosterona) e o LTH (hormônio luteotrofina, crescimento mamário, participa no aleitamento materno e estimula maior produção de hormônios) (GUYTON; HALL, 2006). A glândula gônada masculina (os testículos) produz a testosterona, que possibilita os caracteres sexuais masculinos (pelos, voz grave, libido, crescimento da próstata) e produção de espermatozoides, e se ocorrer alguma disfunção, isso acarretará alterações na puberdade, como um atraso, e na fase adulta possível infertilidade, diminuição da libido e impotência (GUYTON; HALL, 2006). Já a glândula gônada feminina, os ovários, comandados pela hipófise e hipotálamo, produzem os hormônios estrogênio e progesterona, que regulam o ciclo menstrual e acertos fisiológicos durante a gravidez, bem como definem as características femininas (GUYTON; HALL, 2006). Se essas características sofrerem qualquer disfunção, esta poderá refletir em todas as fases etárias da mulher. Na puberdade, alteram a regularidade menstrual, podendo evoluir para possível infertilidade futura, até mesmo na fase da menopausa, com a cessação da produção hormonal, podendo desencadear osteoporose (GUYTON; HALL, 2006). Assim, a relação do exercício físico com as gônadas é bastante significativa, pois seus benefícios auxiliam no alívio dos sintomas provocados pela tensão pré-menstrual na mulher, e no homem estimula a produção de esperma (GUYTON; HALL, 2006). Ainda na prática de um treinamento muito intenso podem ocorrer alguns desajustes hormonais, tanto na mulher como no homem. Na mulher, uma alta intensidade de exercícios físicos interfere diretamente em seu ciclo menstrual. Atletas femininas têm um índice muito baixo UNIDADE 2TÓPICO 2134 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O de gordura, o que impossibilita a síntese dos hormônios esteroides (estrógeno e progesterona); assim, as paredes do útero e o endométrio não sofrem o espessamento necessário, e mesmo que tenha óvulo, este não é liberado, pelo fato de a área não estar preparada, e com isso essas atletas não menstruam, são amenorreicas, por que o hormônio não foi induzido (CANALI; KRUEL, 2001). Já nos homens a alteração hormonal é inversa, ocorre um aumento da produção de testosterona pela alta intensidade de treinamento físico, o que faz com que aumente a síntese proteica que resulta no aumento gradual e proporcional da massa muscular, gerando potência e força muscular (CANALI; KRUEL, 2001). FIGURA 73 - GÔNADAS MASCULINAS E FEMININAS FONTE: Disponível em: <http://cdn3.slideserve.com/5384319/slide1-n.jpg>. Acesso em: 25 jul. 2016. Caro acadêmico, você acabou de estudar composição e funcionamento das glândulas gônadas. A seguir você entenderá os mecanismos de feedback (retroalimentação) que acontece no sistema endócrino. Todo o nosso organismo utiliza os sistemas de feedback, e o sistema endócrino não é diferente, passa por várias alterações e processos fisiológicos para manter o funcionamento estável. Esses processos são contidos por um mecanismo de regulação denominado feedback ou retroalimentação, ou ainda, retroação. Este mecanismo corresponde a um autocontrole do organismo, faz a regulagem dos níveis de hormônios atuantes na corrente sanguínea, equilibrados pela estimulação (ativados) ou inibição (desativados) deste mecanismo, conforme necessidade do corpo, podendo ser positivo ou negativo (GHISELLI; JARDIM, 2007). Vamos pensar em um exemplo para podemos elucidar esse mecanismo: quando o nível de um hormônio qualquer estiver baixo na corrente sanguínea, o trajeto de produção é imediatamente ativado para que tudo se restabeleça; e vice-versa: quando os níveis de hormônios estiverem muito elevados, a via de comunicação de produção é desativada, sendo estes os mecanismos de feedback (GHISELLI; JARDIM, 2007). Um feedback positivo ocorre quando um determinado órgão estimula outro órgão, e este, por ação de seus produtos, retroestimula o órgão primário, intensificando-o, o feedback positivo acelera a produção do produto. Mas se não existisse um mecanismo de equilíbrio, sinalizando que o trabalho já é suficiente, o mesmo ficaria sempre no retrabalho, que o levaria à falência, UNIDADE 2 TÓPICO 2 135 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O para tanto, o feedback negativo atua em contrapartida do feedeback positivo, equilibrando-o, porque o feedback positivo gera modificação e o feedback negativo, estabilidade (GHISELLI; JARDIM, 2007). O feedback positivo necessita de estímulo constante para acontecer, por exemplo, no período da lactação, quando a sucção do neném estimula a secreção de mais e mais prolactina, e em resposta ocorre o aumento do leite; assim que o desmame é realizado, termina o estímulo e acaba a produção. E o feedback negativo ocorre quando um órgão estimula outro órgão, então esse segundo órgão inibe a ação do primeiro órgão estimulado, ou seja, o estímulo inibeseu próprio estimulante, para contrabalancear, manter o equilibrio e fechar o ciclo (GHISELLI; JARDIM, 2007). Perceba, na figura a seguir, que a hipófise estimula o hormônio estimulante da tireoide (TSH), que estimula a produção dos hormônios tireoidianos T3 e T4 produzidos na tireoide, que por sua vez os libera na corrente sanguínea, e o mecanismo de feedback entra em ação controlando o excesso ou a insuficiência de sua produção (NEVES et al., 2007). Podemos citar outros exemplos de feedback negativo, que são os que ocorrem com mais frequência no corpo humano, como a regulação da glicemia, da pressão arterial, da pressão parcial de CO2, entre outros (NEVES et al., 2007). FIGURA 74 - MECANISMO DE FEEDBACK FONTE: Disponível em: <http://www.colegioweb.com.br/sistema- hormonal/feedback-ou-retroalimentacao.html>. Acesso em: 26 jul. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 2136 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O UNI Agora, acadêmico, que você leu e compreendeu como o sistema endócrino é dividido e quais são suas funções, vamos estudar no quadro a seguir as características hormonais e os benefícios do exercício físico, para obtermos um entendimento geral do funcionamento deste sistema complexo. QUADRO 10 - CARACTERÍSTICAS HORMONAIS E OS BENEFÍCIOS DO EXERCÍCIO FÍSICO (E.F.) Glândula Hormônio Efeitos Hormonais Benefício do E.F. Hipófise Anterior GH e Somatropina Estimula o crescimento tecidual; Mobiliza os ácidos graxos para ganho de energia. Aumenta com a proporção de exercícios, aumenta a gliconeogênese e diminui o consumo de glicose. (TSH) Tireotropina Estimula a liberação de tiroxina pela tireoide. Aumenta com a intensidade do exercício. ACTH Adrenocorticotrópico, corticotropina. Estimula a produção e a liberação de cortisol, aldosterona e mais alguns hormônios suprarrenais. Aumenta com o exercício prolongado e intenso; aumenta a gliconeogênese, diminui a síntese proteica e a captação da glicose. Gonadotrópico Estimula a liberação de tiroxina pela tireoide. Não acontecem modificações. FSH e LH Atuam na produção de estrogênio e progesterona pelos ovários, e de testosterona pelos testículos. Aumenta com a intensidade do exercício. PRL (Prolactina) Inibe a testosterona e mobiliza os ácidos graxos. Aumenta com a intensidade de exercícios de longa duração. UNIDADE 2 TÓPICO 2 137 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Hipófise posterior ADH (Vasopressina) Controla a secreção de água pelos rins. Aumenta com a intensidade de exercícios. Ocitocina Estimulam os músculos do útero e das mamas, importantes no trabalho de parto e na lactação. Desconhecidos. Córtex suprarrenal Cortisol e Corticoesterona Promove o catabolismo dos ácidos graxos e das proteínas; conserva a glicose no sangue: antagonista da insulina; exerce efeitos anti- inflamatórios com a adrenalina. Aumenta somente com exercício intenso e diminui com exercício leve. Aldosterona Promove a retenção de sódio, potássio e água pelos rins. Aumenta com a intensidade do exercício. Medula suprarrenal Adrenalina/ Noradrenalina Facilita a atividade simpática; eleva o débito cardíaco; regula os vasos sanguíneos; aumento do catabolismo do glicogênio e a liberação de ácidos graxos. Aumenta com a intensidade do exercício (moderado e intenso); aumenta a glicogenólise (adrenalina), aumenta lipólise, a frequência cardíaca, o volume de ejeção e a resistência vascular. Tireoide T4 e T3 Estimula a taxa metabólica; regula o crescimento e a atividade das células. Aumenta com a intensidade do exercício; aumenta a taxa metabólica; o GH, os ácidos graxos livres e aumenta os aminoácidos. Calcitonina Reduz a concentração plasmática de cálcio. Desconhecido. UNIDADE 2TÓPICO 2138 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Pâncreas Insulina Promove o transporte dos carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos para dentro das células; aumenta o catabolismo dos carboidratos e reduz a glicose sanguínea. Aumenta com a intensidade do exercício. Aumenta a captação de glicose. Glucagon Promove a liberação da glicose do fígado para o sangue, aumenta o metabolismo lipídico e reduz os níveis de aminoácidos. Aumenta com a intensidade do exercício; Aumenta a gliconeogênese. Paratireoides Paratormônio Eleva o cálcio sanguíneo e reduz o fosfato. Aumenta com a intensidade do exercício de longa duração. Ovários Estrogênio e progesterona Controla o ciclo menstrual, provoca aumento no depósito de gordura corporal e acentua as características sexuais femininas. Aumenta com a intensidade do exercício, é dependente do ciclo menstrual; ocorre variação dos níveis de açúcar no sangue, podendo ocorrer aumento ou diminuição da glicemia e aumento do depósito de gordura. Testículos Testosterona Controla o aumento do volume muscular; provoca o aumento do número das hemácias, reduz a gordura corporal; acentua as características sexuais masculinas. Aumenta com a intensidade do exercício; aumenta a síntese proteica; aumenta a produção de espermatozoides e a libido. Rins Renina Estimula a secreção da aldosterona. Aumenta com a intensidade do exercício. FONTE: (FUNDAÇÃO Vale, 2013) (Adaptado de McARDLE et al. (2011); ROBERGS; ROBERTS (2002) UNIDADE 2 TÓPICO 2 139 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Caro acadêmico! Não se esgotam aqui os estudos sobre o sistema endócrino e suas caraterísticas hormonais. Tão somente introduzimos, nesse tópico, os princípios e as considerações fundamentais que regem este sistema. Cabe ainda um aprofundamento no assunto com pesquisas e leituras mais específicas, e se assim for do seu entendimento, por ora conseguimos compreender que o sistema endócrino muito se favorece com a prática de exercícios físicos regulares, independentemente das modalidades, oportunizando diversos benefícios para um corpo e mente saudáveis. LEITURA COMPLEMENTAR Veja a pesquisa sobre “Cortisol e atividade física: será o estresse um indicador do nível de atividade física espontânea e capacidade física em idosos?” Leia parte do artigo escrito por Fabiane de Castro Vaz et al., (2013), que realizou um levantamento bibliográfico na base de dados Medline, por artigos publicados nos últimos cinco anos que demonstraram as potenciais associações entre o cortisol e a atividade física em idosos. Se quiser visualizar o artigo na íntegra, acesse: <http://www.ambr.org.br/wp-content/ uploads/2014/07/10_Cortisol.pdf>. Acesso em: 26 de julho de 2016. Resumo: O envelhecimento pode ser compreendido como processo fisiológico natural, integrante do ciclo de vida do ser humano, que cursa com diminuição progressiva das reservas funcionais individuais. Condições de sobrecarga física, como na vigência de doenças diversas, na ocorrência de acidentes e/ou em quadros de importante tensão emocional, podem, de forma isolada ou conjunta, ocasionar uma condição clínica que necessite de assistência especializada a essa população específica. Nesse contexto, indaga-se: haverá associação entre o estresse e grau de atividade física espontânea em idosos? Considerando-se o fato de que atividade física regular propicia importantes benefícios para a saúde, que o estresse crônico pode ter associação com o aumento na incidência de doenças crônico-degenerativas e o crescimento do contingente populacional de idosos em todo o mundo, julga-se relevante considerar essas possíveis associações no contexto da atenção à saúde do idoso. De acordo com o Instituto Brasileirode Geografia e Estatística (IBGE), existem atualmente no Brasil aproximadamente 20 milhões de pessoas com idade acima de 60 anos, o que representa pelo menos 10% da população brasileira. Segundo projeções estatísticas da Organização Mundial da Saúde – OMS, no período de 1950 a 2025 o grupo de idosos no país deverá aumentar em 15 vezes e, na população total, esse crescimento será de apenas cinco vezes. Essa previsão coloca o Brasil no sexto lugar mundial quanto ao contingente de idosos, que poderá alcançar, em 2025, cerca de 32 milhões de idosos. Portanto, o crescente envelhecimento da população traz à tona a necessidade de identificação de fatores de risco UNIDADE 2TÓPICO 2140 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O potencialmente modificáveis que possam se associar ao surgimento de incapacidades físicas nesses indivíduos. FUNÇÃO NEUROENDÓCRINA NO IDOSO: O envelhecimento não é um processo homogêneo, e os sistemas orgânicos podem ser influenciados por múltiplos fatores, incluindo os genéticos, escolhas de estilo de vida e diferentes exposições ambientais. Um estudo realizado com gêmeos dinamarqueses indica que a genética é responsável por cerca de 25 por cento da variação de longevidade entre gêmeos, e fatores ambientais representaram cerca de 50 por cento desse processo. No entanto, deve-se observar que, em se tratando de maior longevidade, da ordem de 90 anos etários ou mais, as influências genéticas tendem a se tornar mais importantes. Ao longo do processo de envelhecimento ocorre perda funcional nos sistemas cardiovascular, nervoso, imunitário e endócrino. Por seu papel regulador de diversas funções orgânicas, o sistema endócrino ganha especial destaque. Dentre as alterações endócrinas relacionadas ao envelhecimento, incluem-se a diminuição das concentrações do hormônio de crescimento (GH), dos esteroides sexuais (testosterona, estrógenos e progesterona) e alterações na secreção dos hormônios adrenais, como o cortisol, deidroepiandrosterona (DHEA) e sua forma sulfatada (SDHEA). Essas alterações estão associadas direta ou indiretamente a graus variados de perda de massa óssea e muscular, disfunção cognitiva, alterações de memória, dentre outras perdas funcionais relacionadas ao envelhecimento. Assim, eventualmente, as alterações hormonais próprias do idoso podem associar-se a desfechos indesejáveis à saúde, em decorrência das modificações dos processos metabólicos relacionados ao envelhecimento. Assim como acontece com o sistema endócrino, a função imunitária é alterada com o envelhecimento e o consequente estresse crônico a ele associado. É bem estabelecido que a mudança gradual e natural no sistema imunitário, chamada imunossenescência, conduz à progressiva diminuição na capacidade orgânica, levando à desregulação imune substancial. Assim, os idosos tornam- se mais vulneráveis e mais susceptíveis a doenças, com risco aumentado de desenvolvimento ou progressão de doenças inflamatórias. Tem-se que a resposta ao estresse fisiológico é papel da interação dinâmica entre os sistemas nervoso, endócrino e imunitário, destina-se a promover a adaptação e o equilíbrio diante das diversas adversidades ambientais e físicas. Estressores psicológicos, como a preocupação, a ansiedade e a percepção de falta de controle, são importantes ativadores dos sistemas neuroendócrinos de adaptação ao estresse. É importante ressaltar que o estresse, independentemente do envelhecimento, é considerado um dos fatores de maior impacto negativo sobre a saúde, podendo resultar em aumento da incidência de obesidade, diabetes melito tipo II, e doença cardiovascular. Tais evidências são consonantes com o papel fisiológico do cortisol, considerado o principal mediador da resposta adaptativa ao estresse, o qual está envolvido em diversas outras funções essenciais, como o metabolismo energético, a regulação do sistema imunitário e o metabolismo ósseo. Diante das associações diretas entre a resposta adaptativa ao estresse e o envelhecimento, várias linhas de pesquisa têm buscado estratégias UNIDADE 2 TÓPICO 2 141 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O que possam minimizar os efeitos deletérios sobre a função física global que sejam atribuíveis não apenas ao estresse, mas também ao processo de senescência propriamente dito. Dentre elas, a prática de exercícios físicos e/ou a mudança no estilo de vida para uma vida mais ativa podem contribuir para redução dos efeitos negativos da senescência e do estresse em indivíduos idosos. Nesse contexto, a avaliação das potenciais relações entre a secreção de cortisol e a atividade física espontânea em idosos requer especial consideração. FONTE: Disponível em: <http://www.ambr.org.br/wp-content/uploads/2014/07/10_Cortisol.pdf>. Acesso em: 26 jul. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 2142 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você viu que: • O sistema endócrino é um sistema de regulação importante para o organismo humano, modulando e integrando as funções corporais. • Esse sistema é composto por um conjunto de órgãos hospedeiros GLÂNDULAS ENDÓCRINAS, as quais produzem substâncias químicas sintetizadas, mensageiros químicos HORMÔNIOS. • O sistema nervoso informa ao sistema endócrino as condições do meio externo e esse sistema faz a regulação da resposta interna do organismo frente à externa. • Na composição do sistema endócrino estão as glândulas endócrinas, que são controladas pelo sistema nervoso por meio do hipotálamo, onde os sistemas exercem inter-relações neuroendócrinas. • As principais glândulas endócrinas controladas pelo sistema nervoso são hipotálamo, hipófise (glândula pituitária) e as glândulas reguladas pelo próprio sistema endócrino, a glândula tireoide, a glândula paratireoide, as glândulas suprarrenais (ou adrenais), a glândula pineal, pâncreas endócrino (ilhotas de Langerhans) e as gônadas (masculina e feminina). • Hormônios são divididos em gerais, que são os hormônios receptores encontrados em vários tipos celulares, e em hormônios específicos, que são os hormônios receptores encontrados em um conjunto limitado de células. • Os hormônios são solúveis em água e em lipídios. Os solúveis em água são polares e são reconhecidos no exterior celular, entre eles glucagon, melatonina, serotonina, histamina, adrenalina, dopamina (aminoácidos); FSH e LH (peptídeos) e PTH, ADH, GH, insulina (proteínas). • E os hormônios solúveis em lipídios são apolares e são reconhecidos no interior da célula, no núcleo ou no citoplasma, entre eles T3, T4 (originados dos aminoácidos) e cortisol, aldosterona, testosterona, progesterona, estrógenos e andrógenos (originados do colesterol). • Os mecanismos de ação das glândulas endócrinas são realizados pelos hormônios que agem como mensageiros químicos, sintetizados e armazenados nas glândulas endócrinas, são liberados na corrente circulatória pelo processo exocitose quando for solicitado. UNIDADE 2 TÓPICO 2 143 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O • O exercício físico age como um estímulo para a secreção de alguns hormônios e como fator inibitório para outros. • Entre as respostas hormonais ao exercício destacam-se a liberação do GH, sendo nos treinos anaeróbios quando os níveis de GH são mais liberados. • Nos treinos aeróbios a liberação de GH é bem menor, isso porque nas condições anaeróbias as adaptações necessárias realizam mais síntese tecidual do que nos treinos aeróbios. • O complexo e importante sistema hipotálamo-hipófise é o que produz os hormônios e os envia para as glândulas, este eixo controla as funções vegetativas e endócrinas do corpo. • A tireoide é uma glândula importante, porque tem como função a produção, armazenamento e liberação dos seuspróprios hormônios tireoidianos na corrente sanguínea; localizada na base do pescoço, em formato de uma borboleta de asas abertas, controlada pela glândula pituitária ou hipófise, utiliza o eixo hipotálamo-hipófise na regulação de diversos órgãos corporais. • As glândulas paratireoides são compostas por quatro pequenas glândulas endócrinas, de cor amarelada, estão dispostas na parte superior e inferior da face posterior da glândula tireoide, sua função é secretar o hormônio paratireoide ou paratormônio (PTH). • As glândulas suprarrenais exercem funções vitais para o nosso organismo, principalmente a regulação do metabolismo do sódio, potássio, da água e dos carboidratos, como também regulam os efeitos corporais sentidos pelo estresse (variação da temperatura, tensão emocional, infecções e o próprio exercício físico) e mantêm o equilíbrio do meio interno (homeostase). • O pâncreas é uma glândula mista de realização de secreção externa e interna; a externa apresenta a secreção do suco pancreático, atuante no sistema digestivo, e internamente participa na secreção de dois hormônios essenciais, a insulina e o glucagon. • As glândulas gônadas são as glândulas sexuais representadas no corpo da mulher pelos ovários e no corpo do homem pelos testículos, têm a importante função de produzir gametas e liberar hormônios específicos que possibilitam o desenvolvimento sexual e reprodutivo. UNIDADE 2TÓPICO 2144 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O AUT OAT IVID ADE � Agora responda às questões a seguir e teste seu conhecimento. 1 Os mensageiros químicos ativam os sistemas enzimáticos e estimulam a atividade secretória, induzindo a síntese das gorduras e proteínas que são liberadas para a corrente sanguínea. De que se trata? Com base nesse conhecimento, assinale a informação correta: a) ( ) Baço. b) ( ) Glicogênio. c) ( ) Hormônios. d) ( ) Células-alvo. 2 Com relação ao hipotálamo e à hipófise, qual é o órgão/tecido-alvo e sua ação? Assinale a alternativa correta: a) ( ) Córtex suprarrenal realiza liberação e inibição – hormônios da hipófise – célula- alvo: lobo posterior da hipófise – Ação: Estimula ou inibe a secreção dos hormônios. b) ( ) Hipotálamo realiza liberação e inibição – hormônios da hipófise – célula-alvo: lobo anterior da hipófise – Ação: Não realiza a secreção dos hormônios. c) ( ) Hipotálamo realiza liberação e inibição – hormônios das gônadas – célula-alvo: lobo superior da hipófise – Ação: Estimula ou inibe a secreção dos hormônios. d) ( ) Hipotálamo realiza liberação e inibição – hormônios da hipófise – célula-alvo: lobo anterior da hipófise – Ação: Estimula ou inibe a secreção dos hormônios. 3 Como a classificação química hormonal é organizada? a) ( ) São classificados em: lipídicos e polipeptídeos; amínicos; esteroides. b) ( ) São classificados em: proteicos e polipeptídeos; amínicos; esteroides. c) ( ) São classificados em: proteicos e enzimas; amínicos; esteroides. 4 – A tireoide é controlada pela glândula pituitária e utiliza um eixo para sua regulação. Qual é esse eixo e quais órgãos corporais regula? a) ( ) Eixo hipotálamo-hipófise e regula as contrações cardíacas, o peristaltismo intestinal e a frequência das evacuações, o metabolismo e a temperatura corporal, entre outros. UNIDADE 2 TÓPICO 2 145 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O b) ( ) Eixo hipófise-pituitária e regula as contrações cardíacas, o peristaltismo da derme e a frequência das evacuações, o metabolismo e a temperatura corporal, entre outros. c) ( ) Eixo hipotálamo-paratireoide e regula as contrações cardíacas, o peristaltismo intestinal e a frequência das micções, o metabolismo e a temperatura corporal, entre outros. d) ( ) Eixo hipotálamo-hipófise e regula as contrações cardíacas, o peristaltismo dos brônquios e a frequência das evacuações, o metabolismo e a elevação da temperatura corporal, entre outros. 5 As glândulas ....................... são formadas por duas regiões e cada uma delas é responsável pela produção de hormônios diferentes, a.................................., uma camada interna que secreta as ...................................... (as principais são: adrenalina, noradrenalina, dopamina, endorfina) que têm função pleiotrópica (mecanismo genético controlador das características de um gene apenas) e o .............................. .., camada externa que é dividida em três áreas: a glomerulosa (produz aldosterona, desoxicorticoesterona e corticoesterona), a fascicular (produz cortisol, corticoesterona e cortisona) e a reticular (produz os androgênios, hormônio esteroide sexual masculino e o hormônio de-hidroepiandrosterina – DHEA) (TORTORA; DERRICKSON, 2012). Assinale a alternativa certa que preenche a citação acima: a) ( ) Supraparatireoide, medula espinhal, catecolaminas e córtex adrenal. b) ( ) Suprarrenais, medula adrenal, colaminas e córtex frontal. c) ( ) Suprarrenais, medula adrenal, catecolaminas e córtex adrenal. d) ( ) Supraciliar, medula oblonga, colaminas e córtex adrenal. UNIDADE 2TÓPICO 2146 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O CONTROLE NEURAL E DA FORÇA RELACIONADA AO MOVIMENTO HUMANO 1 INTRODUÇÃO TÓPICO 3 Neste tópico você entenderá a relação entre sistema nervoso e neuromuscular, pelo fato do sistema muscular ser uma das funções do sistema nervoso. Além de entender como a adaptação neural é importante e predomina nas fases iniciais do treinamento de força, e nas fases intermediárias e avançadas passa a ser prioridade a adaptação muscular, ou seja, os fatores hipertróficos reduzem a ação neural, em relação ao início do treinamento. UNIDADE 2 2 SISTEMA NERVOSO E SUA RELAÇÃO COM O MOVIMENTO HUMANO O sistema nervoso é uma rede intrincada e altamente organizada de bilhões de neurônios e neuróglia e possui como estruturas “o encéfalo, os nervos cranianos e seus ramos, a medula espinal, os nervos espinais e seus ramos, os gânglios, os plexos entéricos e os receptores sensitivos” (TORTORA; DERRICKSON, 2012, p. 237). Veja essas estruturas na figura a seguir: UNIDADE 2TÓPICO 3148 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 75 - PRINCIPAIS ESTRUTURAS DO SISTEMA NERVOSO FONTE: Tortora; Derrickson (2012, p. 238) Segundo Tortora e Derrickson (2012, p. 239), “o sistema nervoso exerce um conjunto complexo de tarefas”, como produzir a fala, sentir os diversos odores, lembrar eventos passados, e também fornece sinais que controlam os movimentos corporais e regula o funcionamento dos órgãos internos. O sistema nervoso possui três funções básicas: Função sensitiva: os receptores sensitivos detectam estímulos internos, como um aumento na acidez sanguínea, e estímulos externos, como um pingo de chuva batendo em seu braço. Essa informação sensitiva é então levada até o encéfalo e à medula espinhal por meio dos nervos cranianos e espinais. Função integradora: o sistema nervoso integra (processa) a informação sensitiva, analisando e armazenando uma parte dela e tomando decisões para as respostas apropriadas. Uma função integradora importante é a percepção, a consciência do estímulo sensitivo. A percepção ocorre no encéfalo. Função motora: uma vez que a informação sensitiva é integrada, o sistema nervoso pode provocar uma resposta motora adequada ativando os efetores (múscu- los e glândulas) por meio dos nervos cranianos e espinais. A estimulação dos efetores causa contração muscular e secreção das glândulas (TORTORA; DERRICKSON, 2012, p. 239). Caro acadêmico! Você poderia se perguntar: por que estudar o sistema nervoso se esse tópico fala de sistema motor e movimento? Mas, como vimos acima, a funçãomotora faz parte do sistema nervoso, como uma de suas três funções e, consequentemente, de todo movimento humano. UNIDADE 2 TÓPICO 3 149 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O “O sistema nervoso consiste em duas partes principais: o sistema nervoso central (SNC), que consiste no cérebro e na medula espinhal, e o sistema nervoso periférico (SNP), que consiste nos nervos que transmitem a informação para e a partir do SNC” (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011, p. 321). Veja na figura essa divisão do sistema nervoso. FIGURA 76 - DIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO FONTE: Disponível em: <https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/564x/ca/7d/fc/ ca7dfc2525fbe08b17b58fcf847680fe.jpg>. Acesso em: 19 jul. 2016. O SNC, formado pela medula espinal e o encéfalo, tem a função de processar as diferentes informações sensitivas e é também a fonte de pensamentos, emoções e memórias, e é responsável pela “maioria dos impulsos nervosos que estimulam os músculos a se contraírem e as glândulas a secretarem” (TORTORA; DERRICKSON, 2012, p. 254). Veja na figura e no quadro a seguir as características de cada parte que compõe o SNC: QUADRO 11 – PARTES QUE COMPÕEM O SNC Partes Características Cérebro – Diencéfalo - localizado imediatamente acima do mesencéfalo - composto por quatro sub-regiões: hipotálamo, subtálamo, tálamo e epitálamo. - relacionadas às funções límbicas (ou emocionais e funções vitais como sede, fome e comportamento sexual). Cérebro – Telencéfalo - constituído pelos hemisférios cerebrais, um de cada lado - relacionado ao pensamento, memória, atenção, juízo de raciocínio, cálculo, linguagem, movimentos complexos, percepções e cognição elaborada e tantos outros aspectos do comportamento humano. UNIDADE 2TÓPICO 3150 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Tronco encefálico - constituído de bulbo, protuberância e mesencéfalo - localizado no interior do crânio - apresenta diversas funções, como o controle cardiorrespiratório e também por determinados reflexos de alta complexidade. Cerebelo - responsável pelo movimento (velocidade do movimento, funções reflexas do movimento), locomoção, ajustes posturais, coordenação e monitoração - localiza-se posteriormente à ponte e bulbo - responsável por movimentos balísticos, o que é conferido pela interação com o córtex motor, mediada por determinadas conexões. FONTE: Adaptado de MCARDLE; KATCH; KATCH (2011, p. 321-322) FIGURA 77 – DIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL FONTE: Disponível em: <http://meucerebro.com/wp-content/uploads/2014/12/sistema-nervoso- central-hipot%C3%A1lamo-tenec%C3%A9falo-mesenc%C3%A9falo-ponte-bulbo-cerebelo. jpg>. Acesso em: 20 jul. 2016. Agora, caro acadêmico, que você viu o SNC, vamos ver o SNP. O SNP inclui todo o tecido nervoso fora do SNC, incluindo os nervos cranianos e seus ramos, os nervos espinais e seus ramos, os gânglios e os receptores sensitivos, e são divididos em “sistema nervoso somático (SNS) (soma = corpo), sistema nervoso autônomo (SNA) (auto = próprio e nomo = lei) e sistema nervoso entérico (SNE) (enter = intestinos)” (TORTORA; DERRICKSON, 2012, p. 254). O SNC subdivide-se em nervos cranianos e raquidianos e o SNA é subdividido em sistemas nervosos: simpático e parassimpático, devido às suas diferenças anatômicas e fisiológicas. Veja, na figura a seguir, o SNP. UNIDADE 2 TÓPICO 3 151 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 78 - DIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO FONTE: Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/figuras/Fisiologiaanimal/ nervoso18.jpg>. Acesso em: 20 jul. 2016. O SNP inclui os neurônios aferentes, que têm a função de retransmitir a informação sensorial proveniente dos receptores existentes na periferia para o SNC, e neurônios eferentes, que transmitem a informação do cérebro para os tecidos periféricos, sendo que os dois tipos de neurônios aferentes são conhecidos como nervos somáticos e autônomos (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Vamos entender, agora, a diferença entre eles. Os nervos autônomos, ou chamados de involuntários, são os músculos do intestino, vasos sanguíneos, glândulas salivares e sudoríparas, músculo cardíaco e algumas glândulas endócrinas. Já “as fibras nervosas somáticas (ou motoneurônios) inervam o músculo esquelético e a descarga desses neurônios é sempre excitatória em sua resposta, acarretando uma contração muscular” (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011, p. 325). EST UDO S F UTU RO S! � Agora, acadêmico, que você leu e compreendeu como o sistema nervoso é dividido e quais são suas funções, vamos estudar o sistema musculoesquelético, suas divisões, funções e como está relacionado com o sistema nervoso. UNIDADE 2TÓPICO 3152 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O 3 SISTEMA MUSCULOESQUELÉTICO O sistema motor é formado por todos os músculos e os neurônios que os comandam. Estriado e liso são as duas categorias de divisão dos músculos do corpo. “O músculo liso reveste o tubo digestivo e as artérias, entre outras coisas, sendo inervado pelas fibras nervosas do sistema neurovegetativo (SNV) e é responsável do peristaltismo (movimento de material através dos intestinos) e do controle da pressão sanguínea” (BEAR; CONNORS; PARADISO, 2002, p. 437). O músculo estriado é subdividido em cardíaco e esquelético. Veja a diferença entre eles na citação a seguir: O músculo cardíaco é o do coração, e se contrai de forma rítmica na ausência de qualquer inervação, e essa inervação no coração proveniente do SNV tem como função aumentar ou diminuir a frequência cardíaca. O músculo esquelé- tico constitui a maior parte da massa muscular do corpo, movimenta os ossos nas articulações e os olhos na cabeça, controla a respiração e a expressão facial, além de produzir a fala. Cada músculo esquelético é coberto por uma camada de tecido conjuntivo que forma os tendões no final de cada músculo. Dentro de cada músculo há centenas de fibras musculares – as células do músculo esquelético – e cada fibra é inervada por uma única ramificação de axônio proveniente do SNC. (BEAR; CONNORS; PARADISO, 2002, p. 437). Agora que você viu como é dividido e subdividido o tecido muscular, vamos ver no quadro a seguir as quatro funções do tecido muscular. QUADRO 12 - FUNÇÕES DO TECIDO MUSCULAR Funções Características Movimento - produzir movimentos corporais - integra músculos, ossos e articulações para gerar o movimento (caminhar, correr, jogar, etc.). Estabilização - as contrações do músculo esquelético estabilizam articulações - mantém as posições do corpo (sentado e em pé) - responsável pela postura. Armazenamento - armazena e move as substâncias dentro do corpo - armazenamento realizado por contrações sustentadas de fixas de anel de músculo liso (esfíncteres) ou temporário de alimento no estômago, ou urina na bexiga etc. Produção de calor - na contração produz calor - muito desse calor é liberado pelos músculos e usado para manter a temperatura normal do corpo. FONTE: A autora. Adaptado de: Tortora; Derrickson (2012, p. 185). UNIDADE 2 TÓPICO 3 153 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Observamos acima que o músculo estriado esquelético é o maior do corpo humano e que ambos, liso e estriado, possuem várias funções. Mas, você sabia, caro acadêmico, que qualquer movimento, como caminhar, andar de bicicleta, jogar vôlei, requer uma interação entre ossos e músculos? (TORTORA; DERRICKSON, 2012). E que em termos de atividade muscular, “a medula espinhal é o principal centro de processamento e distribuição para o controle motor”? (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011, p. 327). Podemos nos questionar: Como a informação processada no SNC é transmitida aos músculos para gerar uma respostamotora apropriada? Iniciamos respondendo que cada músculo esquelético é um “órgão separado, composto por centenas a milhares de células, chamadas de fibras musculares em razão de suas formas alongadas, e os tecidos conjuntivos circundam as fibras musculares e os músculos inteiros, os vasos sanguíneos e os nervos penetram nos músculos” (TORTORA; DERRICKSON, 2012, p. 185). Nervos e vasos sanguíneos que suprem os músculos esqueléticos estão diretamente relacionados com a contração. “A contração muscular também requer uma boa quantidade de ATP e, portanto, grandes nutrientes e oxigênio para a síntese de ATP” (TORTORA; DERRICKSON, 2012, p. 186). As células musculares, ou seja, as fibras musculares, constituem as unidades motoras que são subdivididas por um tipo diferente de fibra com o mesmo perfil metabólico. Possuem pontos em comum com as fibras lisas e cardíacas em organização, composição (proteínas contráteis e regulatórias) e metabolismo, porém possuem grandes diferenças morfológicas, funcionais e nutricionais entre elas (MARTINEZ; ALVAREZ-MON, 1999). “Entre as fibras esqueléticas há diferença tanto em termos de rapidez de resposta (fibras de contração rápida e lenta) quanto no metabolismo (vermelhas, predominantemente oxidativas; e brancas, predominantemente glicolíticas)” (MARTINEZ; ALVAREZ-MON, 1999, p. 160). Os músculos esqueléticos envolvidos nos movimentos possuem uma combinação desses tipos de fibras. Veja, na tabela a seguir, essas características histológicas, histoquímicas, metabólicas e funcionais diferentes. UNIDADE 2TÓPICO 3154 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O TABELA 6 - CLASSIFICAÇÃO DAS FIBRAS MUSCULARES ESQUELÉTICAS FONTE: Martinez; Alvarez-Mon (1999, p. 160) Podemos nos perguntar, caro acadêmico, quando essas fibras são recrutadas durante o exercício? Respondemos usando McArdle, Katch e Katch (2011, p. 331): “As fibras de baixa capacidade de força apresentam tempos de encurtamento lentos e mais resistência à fadiga, e aquelas com capacidade mais alta de gerar força evidenciam um encurtamento rápido, mas propensas à fadiga precoce”. Veja no quadro e figura a seguir as características das fibras durante a contração muscular. QUADRO 13 - CARACTERÍSTICAS DAS FIBRAS NA CONTRAÇÃO MUSCULAR Tipos Características Fibras Tipo I - chamadas de fibras lentas e contração lenta - fibras vermelhas e altamente vasculares - tensão baixa - resistência à fadiga - predominam nos músculos posturais Fibras Tipo IIa - fibras brancas e contração rápida - elevado potencial oxidativo e glicolítico - força moderada - resistência à fadiga - produção de força relativamente alta e com diâmetro de 28 milímetros UNIDADE 2 TÓPICO 3 155 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Fibras Tipo IIb - fibras brancas e contração rápida - alta força - fadiga rápida - alta produção de força e com diâmetro de 46 milímetros Fibras do tipo IIc - intermediárias entre IIa e IIb, pouco diferenciadas e representam cerca de 1% do total das fibras. FONTE:Adaptado de: McArdle; Katch; Katch (2011, p. 331); Grillo; Simões (2007) FIGURA 79 - CARACTERÍSTICAS DAS FIBRAS NA CONTRAÇÃO MUSCULAR FONTE: Martinez; Alvarez-Mon (1999, p. 160) Veja, no quadro a seguir, o exemplo das fibras nos diferentes esportes. QUADRO 14 - COMPOSIÇÃO DAS FIBRAS MUSCULARES E TIPOS DE FIBRAS FONTE: Adaptado de Guyton; Hall (2006) UNIDADE 2TÓPICO 3156 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O EST UDO S F UTU RO S! � As fibras vermelhas, normalmente, são solicitadas em atividades de baixa intensidade, quando a tensão muscular durante a contração é pequena e quando o metabolismo energético predominante é o aeróbio. As fibras brancas, com metabolismo predominante anaeróbio, são ativadas preferencialmente nas atividades de velocidade e nas tarefas de força. Nesse último caso, no entanto, geralmente em conjunto com as fibras vermelhas (GRILLO; SIMÕES, 2007). Caro acadêmico! Veja, na figura a seguir, a imagem de um músculo com as fibras (brancas e vermelhas) que estão dentro do fascículo. FIGURA 80 - EXEMPLO DE MÚSCULO E DAS FIBRAS NA CONTRAÇÃO MUSCULAR FONTE: Disponível em: <http://3.bp.blogspot.com/-FdxJY0xJpO4/VhU5yW77XJI/ AAAAAAAAAEE/jK2i3TE3Srg/s1600/Slide11.jpg>. Acesso em: 24 jul. 2016. Caro acadêmico! Veja na foto o sarcômero e entenda que nossos músculos esqueléticos possuem milhares de fibras (brancas e vermelhas) e elas possuem uma membrana conhecida como sarcolema. “Cada fibra muscular é composta por várias miofibrilas e cada miofibrila é composta de vários sarcômeros (unidade funcional do músculo) ligados em série” (BADARO; SILVA; BECHE, 2007, p. 34). “O sarcômero (sarcolema) representa a zona que vai de uma linha Z até a outra linha Z. As miofibrilas são compostas de pequenas estruturas chamadas miofilamentos proteicos UNIDADE 2 TÓPICO 3 157 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O de actina e miosina dentro do sarcômero, e os sarcômeros são responsáveis pela contração muscular” (BADARO; SILVA; BECHE, 2007, p. 34). Veja, na figura a seguir, o exemplo do que acontece com o sarcômero com o músculo relaxado e contraído. FIGURA 81 - SARCÔMERO COM O MÚSCULO RELAXADO E CONTRAÍDO FONTE: Tortora; Derrickson (2012, p. 185) Para entender a figura acima, caro acadêmico, essas diminuições do músculo, relaxado e contraído, você tem que entender o mecanismo do filamento deslizante. Na contração muscular, as cabeças de miosina dos filamentos espessos puxam os filamentos delgados, fazendo-os deslizarem em direção ao centro de um sarcômero, e à medida que os filamentos delgados deslizam, as bandas I e as zonas H tornam-se mais estreitas e finalmente desaparecem por completo quando o músculo está contraído ao máximo (TORTORA; DERRICKSON, 2012). Você viu, caro estudante, que a função básica do músculo é a contração realizada pelo sistema musculoesquelético. Existem cerca de 430 músculos esqueléticos no corpo e, destes, uns 75 pares de músculos fornecem a maioria dos movimentos e da postura do corpo (DUTTON, 2009). Veja agora algumas terminologias que são usadas para descrever as funções desses músculos pareados durante o movimento: UNIDADE 2TÓPICO 3158 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O QUADRO 15 - FUNÇÕES DESSES MÚSCULOS PAREADOS DURANTE O MOVIMENTO Tipos Características Músculos agonistas - Um músculo agonista se contrai para produzir o movimento desejado Músculos sinergistas - Esses músculos são grupos musculares que trabalham juntos para produzir o movimento, ou seja, são os ajudantes dos agonistas, visto que a força gerada pelos sinergistas trabalha na mesma direção que a dos agonistas Músculos antagonistas - Esses músculos opõem-se ao movimento desejado, ou seja, resistem ao movimento agonista relaxando e alongando-se de maneira gradual para assegurar que o movimento desejado ocorra e que seja feito de maneira coordenada e controlada FONTE: Adaptado de Dutton (2009) Na foto a seguir veja o exemplo dos deslizamentos das fibras musculares e também do movimento de contração do bíceps – agonista (contraído) – e consequentemente o tríceps se torna o antagonista (relaxado). Isso acontece para que haja equilíbrio e segurança durante o exercício. Quando o agonista recebe o impulso para se contrair, o antagonista relaxa por meio da inibição recíproca. FIGURA 82 - EXEMPLO DE MOVIMENTO COM AGONISTA E ANTAGONISTA FONTE: Disponível em: <http://cienciadotreinamento.com.br/wp-content/uploads/2015/03/ coativa%C3%A7%C3%A3o.jpg>. Acesso em: 24 jul. 2016. UNIDADE 2 TÓPICO 3 159 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I ONO TA! � Você sabia, caro acadêmico, que atletas de potência possuem alta porcentagem de fibras rápidas, já os de endurance possuem alta porcentagem de fibras lentas? E que o exercício físico é capaz de alterar o tamanho e a composição bioquímica de uma fibra muscular esquelética, assim como a inatividade também pode alterar tais características em função da ausência de estímulos? 3.1 AÇÕES MUSCULARES Os músculos estriados esqueléticos possuem diferentes tipos de fibras que se adaptam, física e bioquimicamente, para responder “adequadamente” ao que lhe é exigido, e essas alterações que acontecem em nível muscular são determinadas pela forma de atividade contrátil que esses músculos executam, ou seja, pela ação muscular (CLEBIS; NATALI, 2001). Podemos dizer que o termo ação muscular é utilizado para descrever o “trabalho”, e precede os tipos de contrações musculares. O exercício físico consiste em ações musculares: estáticas (isométricas), dinâmicas ou isotônicas (concêntricas e excêntricas), isoladas ou combinadas (MARTINEZ; ALVAREZ-MON, 1999). A ação isométrica é chamada de estática, pois não tem movimento, ou seja, ocorre a contração muscular, mas sem aumento ou diminuição do ângulo articular. Diferentemente da ação isométrica, as ações isotônicas dividem-se em concêntricas e excêntricas e possuem variação do ângulo articular na ação muscular. A ação concêntrica é gerada por uma ação muscular que acarreta encurtamento muscular com movimento de uma parte do corpo, e uma ação excêntrica ocorre quando um músculo é ativado e produz força, mas o músculo alonga (CABRAL et al., 1998). Veja essas ações na figura a seguir. UNIDADE 2TÓPICO 3160 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O FIGURA 83 - EXEMPLO DE MOVIMENTO COM AGONISTA E ANTAGONISTA FONTE: Disponível em: <https://personalbruno.files.wordpress. com/2012/03/contrac3a7c3a3omuscular4.jpg>. Acesso em: 24 jul. 2016. Veja outro exemplo na figura a seguir, onde C representa a fase de ação EXCÊNTRICA do exercício de quadríceps e, em D, a fase CONCÊNTRICA no aparelho de cadeira extensora. FIGURA 84 - EXEMPLO DE MOVIMENTO COM AÇÃO CONCÊNTRICA E EXCÊNTRICA FONTE: Clebis; Natali (2001, p. 51) DIC AS! Se você quiser saber mais sobre as ações isométricas e isotônicas relacionadas ao movimento, veja os vídeos a seguir: Vídeo 1= <https://www.youtube.com/watch?v=4dLFncMOqlI> Vídeo 2 = <https://www.youtube.com/watch?v=Lf1r1r-X8dw>. UNIDADE 2 TÓPICO 3 161 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O 4 ADAPTAÇÕES NEUROMUSCULARES E TREINAMENTO DE FORÇA O treinamento contra resistência, também conhecido como musculação ou treinamento de força, consiste na realização de exercícios utilizando diversos modos de sobrecarga, como pesos, máquinas específicas, elásticos, massa corporal ou outra forma de equipamento que contribua para o desenvolvimento da força, potência ou resistência muscular (POLITO; FARINATTI, 2003). O treinamento da força traz inúmeros benefícios, como modificações morfológicas, neuromusculares e fisiológicas, até alterações sociais e comportamentais. Nesse item, caro acadêmico, iremos falar especificamente da força e de suas relações com o sistema neuromuscular. Podemos definir força como a “capacidade do músculo de produzir tensão contra determinada resistência” (BADILLO; AYESTARÁN, 2001). Segundo Balga e Moraes (2007, p. 199), veja os tipos de força: Força máxima: é a maior força que o sistema neuromuscular pode mobilizar através de uma contração máxima voluntária, ocorrendo (dinâmica) ou não (estática) movimento articular. Força explosiva: é definida como a força produ- zida na unidade de tempo. Força de resistência: é a capacidade de o sistema neuromuscular sustentar níveis de força moderados por intervalos de tempo prolongados. O desenvolvimento da força envolve, principalmente, mecanismos de adaptações neural e morfológica. Nas etapas iniciais do treinamento (4-6 semanas), os ganhos de força são obtidos preferencialmente através de adaptações neurais. “Após esse período inicial, a contribuição das adaptações morfológicas aumenta, enquanto das neurais tende a diminuir. O ganho de força depende, então, da otimização dessas adaptações durante o treinamento” (BARROSO; TRICOLI; UGRINOWITSCH, 2005, p. 112). Podemos dizer que as principais adaptações neurais ao treinamento de força são: “– ajustes no sistema nervoso para aquisição de habilidades e ativação máxima do músculo (maior eficiência no recrutamento); – aumento da ativação neural; – diminuição da coativação dos músculos antagonistas” (BRENTANO; PINTO, 2012, p. 66). E as principais adaptações morfológicas são: “– aumento da área da secção transversa das fibras musculares; – alterações no ângulo de penação das fibras” (BRENTANO; PINTO, 2012, p. 66). Para gerar um aumento na força, devemos ter em mente que esse aumento será proporcional à quantidade de sobrecarga que usamos, tal como medido pela força relativa desenvolvida e pelo número das ações musculares executadas durante o treinamento de força (veja o exemplo na figura a seguir). O treinamento da força conduz às adaptações UNIDADE 2TÓPICO 3162 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O neurais e estruturais no sistema neuromuscular, pois a força é caracterizada pela habilidade do sistema nervoso de ativar os músculos envolvidos em movimentos específicos e pela ativação dos motoneurônios (MAIOR; ALVES, 2003). Veja exemplo na figura a seguir: FIGURA 85 - ORDEM NO RECRUTAMENTO DAS FIBRAS DURANTE CONTRAÇÕES FONTE: Disponível em: <http://1.bp.blogspot.com/-HPIciT53Tfw/UXPk9KGb7xI/ AAAAAAAAAD4/WXnsQFse9iU/s1600/ativa%25C3%25A7%25C3%25A3o.png>. Acesso em: 24 jul. 2016. O treinamento de força, além de aumento na força, induz também aumento no tamanho da fibra muscular (hipertrofia), no número de fibras (hiperplasia e/ou na quantidade de tecido conjuntivo no músculo). Estudos mostram que o aumento da área de secção transversa (hipertrofia) ocorre nas fibras tipo II (KOMI, 2009). FIGURA 86 - ADAPTAÇÕES NEURAIS COM O TREINAMENTO DE FORÇA FONTE: Disponível em: <http://image.slidesharecdn.com/adaptacoesmuscula resesqueleticasaotreinamentodeforca-140923081613-phpapp01/95/ adaptacoes-musculares-esqueleticas-ao-treinamento-de-forca-17-638. jpg?cb=1411460384>. Acesso em: 24 jul. 2016. UNIDADE 2 TÓPICO 3 163 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Observa-se na figura acima que inicialmente temos as adaptações neurais com o treinamento de força e que a hipertrofia muscular assume, gradativamente, uma função importante em períodos posteriores (BRENTANO; PINTO, 2012). A hipertrofia muscular está associada com o aumento na área de secção transversa (AST) de todo o músculo ou das fibras musculares, isoladamente (OKANO et al., 2008). DIC AS! Se você quiser saber sobre tudo o que estudamos de fibras e mais sobre a Hipertrofia Miofibrilar e Hipertrofia Sarcoplasmática, veja o vídeo no seguinte link: Vídeo 1= <https://www.youtube.com/watch?v=eaiCny7Vsms>. Podemos nos perguntar, caro acadêmico: Como se organiza um treino de força com eficiência para que tenhamos um aumento da força muscular e/ou hipertrofia? Para responder a essa pergunta devemos levar em conta que muitas variáveis (volume, intensidade, frequência, tipo de exercício etc.) são importantes. Mas falaremos especificamente da intensidade. Ao realizarmos exercícios com a finalidade de aumento da força, devemos planejar uma rotina de treinamento e executá-la corretamente, com exercícios organizados sistematicamente, que possam desenvolver a força por meio de uma adaptação à sobrecarga, e dentre tais componentes do treinamento de força, a intensidade ou carga utilizada em um exercícioespecífico é uma das variáveis mais importantes (SIMÃO JUNIOR et al., 2006). A carga que se utiliza na prática do exercício seria a principal moduladora da intensidade, além de outras variáveis que também são consideradas variáveis de intensidade, como: – tipo de contração utilizada; – velocidade de execução das repetições; – intervalo entre as séries de exercícios; – ordem dos exercícios; – número de sessões em um mesmo dia e – número de repetições máximas (RM) (TIGGEMANN; PINTO; KRUEL, 2010). E como variável de volume pode-se considerar: – número de repetições e séries de uma sessão, bem como o número de sessões semanais (TIGGEMANN; PINTO; KRUEL, 2010). Falaremos especialmente da intensidade, que pode ser definida como: “A intensidade ou carga pode ser definida de várias formas, mas as mais comumente usadas são a absoluta, que se refere ao peso utilizado no aparelho ou barra; e a relativa, expressa em percentual de uma repetição máxima (1RM)” (SIMÃO JÚNIOR et al., 2006, p. 56). UNIDADE 2TÓPICO 3164 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O DIC AS! Se você quiser saber como se realiza o teste de 1RM, veja os vídeos a seguir: Vídeo 1= <https://www.youtube.com/watch?v=ZaS29e36nCE> Vídeo 2 = <https://www.youtube.com/watch?v=eGCxd9IXDPo> Vídeo 3 = <https://www.youtube.com/watch?v=2QVnUy3-cyE>. De acordo com a literatura, o teste de uma repetição máxima (1-RM) vem sendo o mais frequentemente utilizado para avaliação da força dinâmica, sobretudo por pesquisadores e profissionais das áreas do exercício físico e do esporte, uma vez que é “um método prático, de baixo custo operacional e aparentemente seguro para a maioria das populações” (TIGGEMANN; PINTO; KRUEL, 2010, p. 304). NO TA! � Basicamente, o teste de 1 RM se resume em: “O teste de 1RM seria a quantidade máxima de peso levantado em um esforço simples máximo, em que o indivíduo completa todo o movimento que não poderá ser repetido uma segunda vez” (RAMALHO et al., 2011, p. 169). Abordamos nesse item falar de 1RM, pois todas as adaptações neuromusculares advêm da prática do exercício, e essas variáveis afetam os resultados. Por exemplo, um treinamento de força que objetive hipertrofia deve levar em consideração algumas variáveis, como: o volume, que normalmente oscila entre 8-12 repetições repetidos por três a quatro séries, com o intervalo de descanso (ID) que deve durar de 60 a 90 segundos; e a intensidade em torno de 80% de 1RM (RAMALHO et al., 2011). Veja no quadro a seguir algumas recomendações de zona de treinamento da força: QUADRO 16 - ZONAS DE TREINAMENTO DA FORÇA Zonas de treinamento Repetições máximas (RM) Séries % de 1RM Força máxima 2 RM 4 - 10 >85% Hipertrofia 6-12 RM 1 - 3 > 3 70-85% RML 12-20 RM 2 - 3 50-60 % Força explosiva <10 1-3 30% FONTE: A autora. Adaptado de Fleck e Kraemer (1999) UNIDADE 2 TÓPICO 3 165 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Caro acadêmico! Não se esgotam aqui os estudos do treinamento de força. Apenas mostramos com esse tópico que existem muitas variáveis que influenciam a prescrição do treinamento de força na musculação e que devemos levar em consideração os diferentes componentes da carga de treinamento e as variáveis estruturais que podem influenciá-los, bem como a condição física da pessoa a quem vamos prescrever o exercício. LEITURA COMPLEMENTAR Veja a reportagem sobre “Treinamento de força e hipertrofia” Leia parte da matéria realizada por AZEVEDO, P. H. S. M.; AOKI, M. S.; SOUZA JÚNIOR, T. P.; TRICOL, V., sobre uma pesquisa conduzida pela Biomotricity Roundtable. 1. De acordo com os conceitos atuais, qual seria a velocidade de execução ideal para promover a hipertrofia muscular? Valmor Tricoli – Não existe resposta definitiva para esta pergunta. Por um bom tempo a prática profissional acreditou que execução mais lenta do movimento era recomendada. Porém, a evidência científica não comprovou esta crença. Atualmente, existem indícios de que a execução em alta velocidade, particularmente na fase excêntrica do movimento, parece ser mais eficiente para os ganhos de força e hipertrofia. Marcelo S. Aoki – O papel da velocidade de execução da ação muscular no treinamento de força não está totalmente estabelecido. Poucos estudos avaliaram o efeito da velocidade durante ações isoinerciais. Ratamess & Kraemer (2004) utilizam apenas um estudo (HOUSH et al., 1992) para afirmar que a velocidade de execução pode afetar a resposta hipertrófica. Porém, é importante ressaltar que neste estudo foi utilizado equipamento isocinético. Já Carpinelli et al. (2004), em sua análise crítica ao ACSM Position Stand on Resistance Training, atestam que não existem evidências suficientes sobre a superioridade de uma velocidade específica para o desenvolvimento da hipertrofia. Por exemplo, Young & Bilby (1993) não verificaram diferença significativa da velocidade de execução sobre o grau de hipertrofia. Tácito Pessoa de Souza Junior – A velocidade de execução realizada no treinamento de força com objetivo de hipertrofia muscular induz a respostas neurais, hipertróficas e metabólicas. Entretanto, pouco se conhece a respeito da velocidade ideal para hipertrofia. Um estudo realizado por Tesch et al. (1987) sugeriu que velocidades elevadas produzem menos estímulos hipertróficos quando comparados a velocidades mais baixas. Há ainda considerações quanto ao nível de aptidão do praticante. De acordo com o American College of Sports Medicine (ACSM), a classificação para “treinado” ou “intermediário” refere-se aos indivíduos que têm aproximadamente seis meses ou mais de experiência com treinamento com pesos, os classificados como “avançados” referem-se aos indivíduos com anos de experiência e que apresentem significantes mudanças morfológicas e funcionais, já indivíduos classificados UNIDADE 2TÓPICO 3166 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O como “elite” são atletas altamente treinados, envolvidos em competições de alto nível. Parece que uma variação de estímulos com diferentes velocidades de contração induz as melhores respostas em indivíduos classificados como avançados. 2. Qual a importância do alongamento na indução/inibição do processo hipertrófico? Valmor Tricoli – Não existe evidência científica contundente para esta relação em seres humanos e em condições fisiológicas normais. Sabe-se que em algumas espécies, o alongamento crônico e prolongado pode provocar a chamada hipertrofia longitudinal associada a um alto grau de hiperplasia. Marcelo S. Aoki – Este é um tópico bastante polêmico. Diversos estudos, conduzidos em modelo animal, investigaram o efeito do alongamento sobre o processo de hipertrofia muscular. Williams & Goldspink (1971, 1973) reportaram que a imobilização em alongamento crônico (1-3 semanas) aumentou o número de sarcômeros, principalmente nas extremidades. Este fenômeno foi descrito como hipertrofia longitudinal induzida por alongamento. Posteriormente, outros estudos demonstraram que o alongamento poderia ser utilizado com estratégia de reabilitação após o período de desuso. Coutinho et al. (2006), utilizando um modelo experimental (ratos), demonstraram que sessões de alongamento pós-desuso induzem o aumento da área de secção transversa do músculo (hipertrofia radial). Estas evidências sugerem que esta estratégia (alongamento) poderia auxiliar na recuperação da massa muscular. No entanto, não é possível extrapolar os resultados obtidos nestas circunstâncias (alongamento crônico ou sessões de alongamento pós-desuso) para o contexto de um indivíduo fisicamente/treinado, buscando hipertrofia. Em um estudo, também utilizando modelo experimental (ratos), realizado pelo nosso grupo de pesquisa, foi demonstrado que a resposta hipertróficainduzida pelo alongamento crônico (quatro dias) é modulada (parcialmente) pela inibição da via da quinase mTOR (AOKI et al., 2006). Mais recentemente, nós também verificamos que a via da miostatina está reprimida durante este processo de crescimento longitudinal (AOKI et al., 2008). Até o presente momento, não tenho conhecimento de nenhum estudo que associou a estratégia do alongamento ao treinamento de força, a fim de maximizar a hipertrofia em seres humanos. Existe também uma grande preocupação do efeito do alongamento sobre o subsequente desempenho no treino de força. Recentemente, o nosso grupo também avaliou esta questão. Nós verificamos que uma sessão de alongamento estático reduziu significativamente o desempenho no teste de 1-RM. No entanto, nós não verificamos interferência quando foi utilizado o alongamento dinâmico (BACURAU et al., 2009). É importante ressaltar que o efeito do alongamento prévio sobre o treino de força tem sido avaliado, principalmente, sob o ponto de vista funcional (produção de força ou potência), e não estrutural (hipertrofia). Atualmente, não é possível afirmar que o alongamento exerce efeito positivo ou deletério sobre o processo de hipertrofia do músculo esquelético. UNIDADE 2 TÓPICO 3 167 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O Tácito Pessoa de Souza Junior – As pesquisas relacionam mais o aumento ou diminuição de força quando aplicado o exercício de alongamento. Não há pesquisas que comprovem a importância do alongamento na aquisição de massa magra. 3. De acordo com os conhecimentos atuais, ainda se aplicam as zonas de treinamento resistido para força (90%-100% 1-RM), hipertrofia (70-85% 1-RM) e resistência (40-65% 1-RM)? Valmor Tricoli – Pode ser afirmado que estes valores são universais. Porém, deve ser lembrado que a intensidade é somente uma das variáveis para obtenção destes objetivos (força, hipertrofia e RML). Marcelo S. Aoki – Sim, as recomendações atuais sobre a prescrição da intensidade no treinamento de força são baseadas no percentual do valor de 1-RM. No entanto, a determinação do valor de 1-RM é muitas vezes inviável, em academias de ginástica, nos clubes etc. Na prática, este fato dificulta a prescrição/controle da intensidade do treinamento de força. Também acredito que a sobrecarga fisiológica (nível de estresse) do treinamento de força não é determinada somente pela intensidade do treino (%1RM). Existe uma grande preocupação sobre o efeito da intensidade, porém, é imprescindível considerar a complexa organização de todas variáveis agudas do treinamento (intensidade, densidade, volume, duração, frequência e tipo de ação). Tácito Pessoa de Souza Junior – O ACSM faz essa recomendação, porém, sugere estímulos variados e atenção quanto à aptidão do praticante. Continua... Se você quiser ver as referências que eles citaram, acesse a entrevista. FONTE: AZEVEDO, P. H. S. M.; AOKI, M. S.; SOUZA JUNIOR, T. P.; TRICOL, V. Biomotricity Roundtable – Resistance Training And Hypertrophy. Brazilian Journal of Biomotricity, v. 3, n. 1, p. 02-11, 2009. Disponível em: <https://www.researchgate.net/profile/Valmor_Tricoli/ publication/238790893_BIOMOTRICITY_ROUNDTABLE_- _TREINAMENTO_DE_FORA_E_ HIPERTROFIA_BIOMOTRICITY_ROUNDTABLE_-_RESISTANCE_TRAINING_AND_ HYPERTROPHY/links/0c9605298936410a08000000.pdf>. Acesso em: 24 jul. 2016. UNIDADE 2TÓPICO 3168 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você viu que: • O sistema nervoso é uma rede intrincada e altamente organizada de bilhões de neurônios. • O SN tem função sensitiva, integradora e motora. • O sistema nervoso consiste em duas partes principais: o sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervoso periférico (SNP). • O SNC é formado pela medula espinal e o encéfalo e tem a função de processar as diferentes informações sensitivas, é também a fonte de pensamentos, emoções e memórias. • O SNP inclui todo o tecido nervoso fora do SNC, incluindo os nervos cranianos e seus ramos, os nervos espinais e seus ramos, os gânglios e os receptores. • Os nervos autônomos ou chamados de involuntários são os músculos do intestino, vasos sanguíneos, glândulas salivares e sudoríparas, músculo cardíaco e algumas glândulas endócrinas. • As fibras nervosas somáticas (ou motoneurônios) inervam o músculo esquelético e a descarga desses neurônios é sempre excitatória em sua resposta, acarretando uma contração muscular. • O sistema motor é formado por todos os músculos e os neurônios que os comandam. Estriado e liso são as duas categorias de divisão dos músculos do corpo. • O músculo esquelético constitui a maior parte da massa muscular do corpo, movimenta os ossos nas articulações e os olhos na cabeça, controla a respiração e a expressão facial, além de produzir a fala. • O músculo estriado esquelético é o maior do corpo humano e qualquer movimento, como caminhar, andar de bicicleta, jogar vôlei, requer uma interação entre ossos e músculos. • Nervos e vasos sanguíneos que suprem os músculos esqueléticos estão diretamente relacionados com a contração. UNIDADE 2 TÓPICO 3 169 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O • As células musculares, ou seja, as fibras musculares, constituem as unidades motoras que são subdivididas por um tipo diferente de fibra com o mesmo perfil metabólico. • Entre as fibras esqueléticas há diferença tanto em termos de rapidez de resposta (fibras de contração rápida e lenta) quanto no metabolismo (vermelhas, predominantemente oxidativas; e brancas, predominantemente glicolíticas). • Tipos de fibras musculares: tipo I, tipo IIa, tipo IIb e tipo IIc. • Os músculos esqueléticos possuem milhares de fibras (brancas e vermelhas) e elas possuem uma membrana conhecida como sarcolema. • O sarcômero (sarcolema) representa a zona que vai de uma linha Z até a outra linha Z. As miofibrilas são compostas de pequenas estruturas chamadas miofilamentos proteicos de actina e miosina dentro do sarcômero, e os sarcômeros são responsáveis pela contração muscular. • No deslizamento das fibras musculares e do movimento de contração, o músculo agonista fica contraído e, consequentemente, o antagonista fica relaxado. • A ação isométrica é chamada de estática, pois não tem movimento. • As ações isotônicas dividem-se em concêntricas e excêntricas e possuem variação do ângulo articular na ação muscular. • O desenvolvimento da força envolve, principalmente, mecanismos de adaptações neural e morfológica. • Nas etapas iniciais do treinamento (4-6 semanas), os ganhos de força são obtidos preferencialmente através de adaptações neurais. • Após esse período inicial, a contribuição das adaptações morfológicas aumenta, enquanto das neurais tende a diminuir. • As principais adaptações neurais ao treinamento de força são: – ajustes no sistema nervoso para aquisição de habilidades e ativação máxima do músculo (maior eficiência no recrutamento); – aumento da ativação neural; – diminuição da coativação dos músculos antagonistas. • O treinamento de força, além de aumento na força, induz também aumento no tamanho da fibra muscular (hipertrofia), no número de fibras (hiperplasia e/ou na quantidade de tecido conjuntivo no músculo). UNIDADE 2TÓPICO 3170 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O AUT OAT IVID ADE � Agora responda às questões e teste seu conhecimento. 1 Muitos órgãos fazem parte do Sistema Nervoso Central, EXCETO: a) ( ) O encéfalo. b) ( ) Os nervos cranianos e seus ramos. c) ( ) A medula espinal. d) ( ) O tornozelo e os pés. 2 Em relação à homeostase, assinale V para verdadeiro e F para falso sobre suas características: ( ) Função sensitiva: os receptoressensitivos detectam estímulos internos, como um aumento na acidez sanguínea, e estímulos externos, como um pingo de chuva batendo em seu braço. ( ) A informação sensitiva é levada até o encéfalo e à medula espinhal por meio dos nervos cranianos e espinais. ( ) Na função integradora, o sistema nervoso integra (processa) a informação sensitiva, analisando e armazenando uma parte dela e tomando decisões para as respostas apropriadas. Uma função integradora importante é a percepção, a consciência do estímulo sensitivo. A percepção ocorre no encéfalo. ( ) A função motora não tem relação com o sistema nervoso central, mas, ao ser estimulado o músculo, a informação sensitiva é integrada, o sistema nervoso pode provocar uma resposta motora adequada ativando os efetores (músculos e glândulas) por meio dos nervos cranianos e espinais. A estimulação dos efetores causa contração muscular e secreção das glândulas. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: a) ( ) V – V – V – F. b) ( ) V – F – F – F. c) ( ) V – F – V – V. d) ( ) V – F – F – V. 3 O ................... constitui a maior parte da massa muscular do corpo, movimenta os ............. nas ................... e os olhos na cabeça, controla a ............ e a expressão facial, além de produzir a .............. . Assinale a alternativa correta que preenche a citação acima: UNIDADE 2 TÓPICO 3 171 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O a) ( ) respiração, ossos, articulações, músculo esquelético, fala. b) ( ) músculo esquelético, ossos, articulações, respiração, fala. c) ( ) ossos, músculo esquelético, articulações, respiração, fala. d) ( ) articulações, músculo esquelético, ossos, respiração, fala. 4 Sobre as fibras, analise as seguintes sentenças: As fibras vermelhas, normalmente, são solicitadas em atividades de baixa intensidade, quando a tensão muscular durante a contração é pequena e quando o metabolismo energético predominante é o aeróbio. a) ( ) A primeira é uma afirmação verdadeira e a segunda, falsa. b) ( ) Ambas afirmações são falsas. c) ( ) As duas são verdadeiras mas não têm relação entre si. d) ( ) As duas são verdadeiras e a segunda é complemento e justificativa da primeira. 5 Sobre o sistema de energia aeróbio, assinale a alternativa verdadeira: a) ( ) Os músculos agonistas se contraem para produzir o movimento desejado, enquanto os músculos sinergistas trabalham juntos para produzir o movimento, e os músculos antagonistas se opõem ao movimento desejado, mantendo-se relaxados e alongados de maneira gradual para assegurar que o movimento desejado ocorra e que seja feito de maneira coordenada e controlada. b) ( ) Os músculos sinergistas se contraem para produzir o movimento desejado, enquanto os agonistas trabalham juntos para produzir o movimento, e os músculos antagonistas se opõem ao movimento desejado, mantendo-se relaxados e alongados de maneira gradual para assegurar que o movimento desejado ocorra e que seja feito de maneira coordenada e controlada. c) ( ) Os músculos antagonistas se contraem para produzir o movimento desejado, enquanto os sinergistas trabalham juntos para produzir o movimento, e os músculos agonistas se opõem ao movimento desejado, mantendo-se relaxados e alongados de maneira gradual para assegurar que o movimento desejado ocorra e que seja feito de maneira coordenada e controlada. d) ( ) Os músculos agonistas se contraem para produzir o movimento desejado, enquanto os antagonistas trabalham juntos para produzir o movimento, e os músculos sinergistas se opõem ao movimento desejado, mantendo-se relaxados e alongados de maneira gradual para assegurar que o movimento desejado ocorra e que seja feito de maneira coordenada e controlada. UNIDADE 2TÓPICO 4172 F I S I O L O G I A D O E X E R C Í C I O AVA LIA ÇÃO Prezado acadêmico, agora que chegamos ao final da Unidade 2, você deverá fazer a Avaliação referente a esta unidade.