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Fazemos parte do Claretiano - Rede de Educação BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO 25© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO 1. INTRODUÇÃO O estudo da história da Fisiologia do Exercício é muito importante, pois nos possibilita entender como foram iniciadas as pesquisas científicas e quais contribuições elas deram para a prática de atividade física. Com base no estudo dos nossos antepassados, podemos entender o processo de transformação e evolução de toda a estrutura relacionada à atividade física. O acúmulo de conhecimentos proporciona mudanças substanciais no modo de vida da humanidade e no próprio homem, além de abrir horizontes de transformações e, em se tratando deste estudo, contribuir para uma sociedade mais saudável e com melhor qualidade de vida. Então, vamos aos estudos! 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA O Conteúdo Básico de Referência apresenta, de forma sucinta, os temas abordados nesta unidade. Para sua compreensão integral, é necessário o aprofundamento pelo estudo do Conteúdo Digital Integrador. 2.1. HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO As Bases Fisiológicas do Movimento Humano tratam das adaptações agudas e crônicas durante a prática de atividade física. Vamos às suas definições. A adaptação aguda ocorre quando o indivíduo está se exercitando. Por exemplo: durante uma caminhada, a frequência cardíaca aumenta para suprir a demanda de oxigênio e nutrientes 26 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO nas células musculares. Já a adaptação crônica acontece com o decorrer do tempo (podem ser semanas, meses ou anos), quando o indivíduo pratica a atividade física regularmente. Por exemplo: a frequência cardíaca em repouso de maratonistas é menor do que a frequência cardíaca em indivíduos sedentários. Independentemente de qual conteúdo você estudará, é importante conhecer e preservar a sua história. A história da Fisiologia do Exercício possibilita ao aluno conhecer as suas "raízes". A seguir, faremos um breve resumo dos acontecimentos históricos relacionados à Fisiologia do Exercício. Em 1789, Lavoisier (Figura 1) e Sequin (França) começaram a observar a captação de oxigênio em um indivíduo em repouso e durante a prática de atividade física. Figura 1 Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). 27© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO O francês François Magendie (Figura 2), em 1821, médico e fisiologista experimental, escreveu a primeira revista sobre o estudo da Fisiologia Experimental. Ele estudou a ação da estricnina, do iodeto, do brometo, do ópio, da morfina etc. Estudou, ainda, o nitrogênio e as funções motoras e sensoriais dos nervos espinhais. Figura 2 François Magendie (1783-1855). Em 1822, o norte-americano William Beaumont estudou os líquidos estomacais com a ingestão de diferentes alimentos. O francês Jean-Baptiste Boussingault analisou, na década de 30 (século 19), a nutrição animal, comparando-a com a nutrição humana. Analisou os efeitos da ingestão de cálcio, ferro e outros nutrientes. Estudou, também, a produção de dióxido de carbono pelas plantas. O alemão Hermann von Helmholtz (Figura 3), em 1847, relatou sobre a lei de conservação da energia. 28 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Figura 3 Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894). Em 1860 (século 19), Edward Hitchcock (Figura 4) foi designado professor de Higiene e Educação Física e escreveu o livro intitulado Anatomia e Fisiologia elementar para colégios, academias e outras escolas. Além disso, estudou sobre a composição corporal, força muscular, capacidade pulmonar e pilosidade (quantidade de pelos). Figura 4 Edward Hitchcock (1793-1864). 29© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO O francês Claude-Louis Berthollet (Figura 5) estudou sobre a quantidade de calor eliminado pelo corpo e a relação com a queima de carboidrato e gordura. Figura 5 Claude-Louis Berthollet (1748-1822). Em 1866, o norte-americano Austin Flint Jr. (Figura 6) realizou várias pesquisas em Fisiologia Humana para investigar a função do fígado e a produção de glicogênio. Escreveu várias obras sobre a fisiologia do corpo humano. Figura 6 Austin Flint Jr. (1836-1915). 30 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Outro alemão, chamado Max Rubner (Figura 7), em 1894, realizou experiências com a utilização de um calorímetro direto para observar o gasto de energia em cães. Essas experiências, junto às dos norte-americanos Atwater e Benedict, determinaram que é possível medir as taxas metabólicas no ser humano, medindo o volume e a composição do ar expirado. O que essas experiências têm a ver com o nosso dia a dia? São elas que possibilitam medir as calorias dos carboidratos, gorduras e proteínas, dos alimentos ingeridos. Além disso, foram a base para, posteriormente, calcular o gasto calórico no repouso e durante a prática de atividade física. Figura 7 Max Rubner (1855-1949). Otto Meyerhof (Figura 8) estudou a Bioenergética e ganhou o Prêmio Nobel em 1923. Estudou, também, o sistema enzimático que intensificava a formação de ácido lático a partir do glicogênio. 31© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Figura 8 Otto Fritz Meyerhof (1884-1951). Em 1929, Frederick Gowland Hopkins (Figura 9) ganhou o Prêmio Nobel por estudar o aminoácido triptofano, também pesquisando sobre a química muscular e a cinética do ácido lático durante o repouso e a prática de atividade física. Figura 9 Frederick Hopkins (1861-1947). 32 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Os bioquímicos nascidos em Praga, na República Tcheca, Carl Ferdinand Cori e sua esposa Gerty Cori (Figura 10), ganharam o Prêmio Nobel de 1947 de Fisiologia por terem descoberto a sequência da conversão do glicogênio para a regulação da glicose sanguínea. Além disso, criaram o Ciclo de Cori (que leva os seus nomes) para explicar a conversão de lactato a glicose no fígado. Figura 10 Carl Ferdinand Cori (1896-1984) e Gerty Theresa Cori (1896-1957). Claude Bernard (Figura 11), médico francês, foi aclamado como o grande fisiologista do século 19 e originou o pensamento sobre a Fisiologia Moderna. Por volta de 1860, denominou o meio interno como milieu intérieur. Estudou o suco gástrico e a sua ação na digestão dos alimentos, o fígado e a produção de glicose, a secreção pancreática na digestão dos lipídios, bem como a temperatura corporal e a ação do monóxido de carbono na respiração. 33© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Figura 11 Claude Bernard (1813-1878). A norte-americana Rosalyn Sussman Yalow (Figura 12) ganhou o Prêmio Nobel em 1977 por ter estudado e desenvolvido o Radioimunoensaio (RIA, do inglês Radio Imuno Assay), um método que usa elementos radioativos para estudar doenças e reações químicas, medindo substâncias químicas ou biológicas como hormônios, vírus, vitaminas, enzimas e medicamentos. Figura 12 Rosalyn Sussman Yalow (1921-2011). 34 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Você, provavelmente, não está entendendo muito bem todos esses “estudos” e as conquistas desses diversos fisiologistas no decorrer dos séculos 19 e 20. Quando você começar a estudar o próximo tópico e prosseguir, perceberá que estes mesmos fisiologistas serão citados no decorrer daleitura. Por isso, não precisa ficar assustado com todas essas terminologias mencionadas anteriormente. Você será capaz de entendê-las e, assim, estará preparado para aplicar esses conceitos na prática de atividade física com diferentes indivíduos e populações. Antes de realizar as questões autoavaliativas propostas no Tópico 4, você deve fazer a leitura indicada no Tópico 3.1. para compreender a evolução do treinamento físico através da História. Vídeo complementar ––––––––––––––––––––––––––––––– Neste momento, é fundamental que você assista ao vídeo complementar. • Para assistir ao vídeo pela Sala de Aula Virtual, clique no ícone Videoaula, localizado na barra superior. Em seguida, selecione o nível de seu curso (Graduação), a categoria (Disciplinar) e o tipo de vídeo (Complementar). Por fim, clique no nome da disciplina para abrir a lista de vídeos. • Para assistir ao vídeo pelo seu CD, clique no botão “Vídeos” e selecione: Bases Fisiológicas do Movimento Humano – Vídeos Complementares – Complementar 1. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 35© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO 3. CONTEÚDO DIGITAL INTEGRADOR O Conteúdo Digital Integrador representa uma condição necessária e indispensável para você compreender integralmente os conteúdos apresentados nesta unidade. 3.1. A EVOLUÇÃO DO TREINAMENTO FÍSICO No artigo indicado a seguir, o conteúdo abordado é muito importante para garantir o seu aprendizado com profundidade e abrangência. Como você poderá constatar no referido artigo, a evolução do treinamento físico se deu graças ao embasamento da ciência do desporto. Para tanto, acesse o seguinte link: • ALMEIDA, H. F. R.; ALMEIDA, D. C. M.; GOMES, A. C. Uma ótica evolutiva do treinamento desportivo através da história. Revista Treinamento Desportivo, Curitiba, v. 5, n. 1, p. 40-52, 2000. Disponível em: <https://www. antoniocgomes.com/cms/pdf/28022011154104.pdf>. Acesso em: 27 ago. 2015. 4. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS A autoavaliação pode ser uma ferramenta importante para você testar o seu desempenho. Se encontrar dificuldades em responder às questões a seguir, você deverá revisar os conteúdos estudados para sanar as suas dúvidas. 1) Lavoisier e Sequin (França) começaram, em 1789, a observar em indivíduos no repouso e durante a prática de atividade física: a) a captação de oxigênio num indivíduo em repouso e durante a prática de atividade física. b) o consumo máximo de oxigênio e a diferença arteriovenosa de oxigênio. 36 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO c) o retorno venoso e a frequência cardíaca. d) o débito cardíaco e o volume sistólico. e) o distúrbio do meio interno e o estado estável. 2) Qual médico francês foi aclamado como o grande fisiologista do século 19 e originou o pensamento sobre a Fisiologia Moderna? Por volta de 1860, ele denominou o meio interno como milieu intérieur. Além disso, estudou o suco gástrico e a sua ação na digestão dos alimentos; o fígado e a produção de glicose; a secreção pancreática na digestão dos lipídios; a temperatura corporal e a ação do monóxido de carbono na respiração. a) Claude Bernard. b) Lavoisier. c) François Magendie. d) William Beaumont. e) Hermann von Helmholtz. 3) Em 1821, o francês François Magendie escreveu a primeira revista sobre o estudo da Fisiologia Experimental. Ele estudou: a) a ação muscular durante o exercício. b) a ação da estricnina, do iodeto, do brometo, do ópio, da morfina; além disso, estudou o nitrogênio e as funções motoras e sensoriais dos nervos espinhais. c) a frequência respiratória e o volume corrente. d) o metabolismo corporal e o exercício na prevenção das doenças. e) a retroalimentação negativa e o centro de integração. 4) Na década de 30 (século 19), o francês Jean-Baptiste Boussingault anali- sou a nutrição animal, comparando-a com a nutrição humana. Analisou também: a) a homeostasia e o centro efetor. b) a insulina e a glicemia. c) os efeitos da ingestão de cálcio, ferro e outros nutrientes; estudou, também, a produção de dióxido de carbono pelas plantas. d) o aumento do desempenho e o distúrbio do meio interno. e) a sacarose e a frutose. 37© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO 5) Edward Hitchcock, na década de 60 (século 19), estudou: a) os sítios ativos e as moléculas reagentes. b) a fosforilação oxidativa e o sistema ATP-PC. c) a degradação da glicose e a ressíntese de PC. d) a composição corporal, a força muscular, a capacidade pulmonar e a pilosidade (quantidade de pelos). e) a fosfofrutoquinase e a creatina quinase. 6) O francês Claude-Louis Berthollet estudou a quantidade de calor eliminado pelo corpo e a relação entre: a) as proteínas e os carboidratos. b) os carboidratos e o exercício de longa duração. c) as enzimas oxidativas e a creatina quinase. d) os íons hidrogênio e a acetil-CoA. e) a queima de carboidratos e gorduras. 7) O norte-americano Austin Flint Jr., em 1866, escreveu sobre a fisiologia do corpo humano e realizou várias pesquisas em Fisiologia Humana sobre: a) a função do fígado e a produção de glicogênio. b) a função dos pulmões e a produção da substância surfactante. c) a função do cérebro e a produção de acetilcolina. d) a função dos rins e a produção de renina. e) a função do coração e a hipertensão. 8) Otto Meyerhof é reconhecido devido aos seus estudos relacionados ao (à): a) metabolismo das gorduras durante o repouso. b) formação de ácido lático a partir do glicogênio. c) consumo máximo de oxigênio. d) metabolismo do ácido cítrico. e) débito de oxigênio. 9) Hopkins, em 1929, ganhou o Prêmio Nobel por estudar o: a) aminoácido triptofano. b) aminoácido valina. 38 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 1 – BREVE HISTÓRICO DA FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO c) aminoácido fenilalanina. d) aminoácido aspartato. e) aminoácido glutâmico. 10) Quem ganhou o Prêmio Nobel em 1947, na República Tcheca, por terem descoberto a sequência da conversão do glicogênio para a regulação da glicose sanguínea? Além disso, criaram o Ciclo de Cori para explicar a conversão de lactato a glicose no fígado. a) Max Rubner e Claude-Louis Berthollet. b) Carl Ferdinand Cori e sua esposa Gerty Cori. c) Claude Bernard e Rosalyn Sussman Yalow. d) Frederick Gowland Hopkins e Edward Hitchcock. e) Otto Meyerhof e Hermann von Helmholtz. Gabarito Confira, a seguir, as respostas corretas para as questões autoavaliativas propostas: Questões Resposta 1 A 2 A 3 B 4 C 5 D 6 E 7 A 8 B 9 A 10 B 45© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Ciclo energético biológico e Adenosina Trifosfato (ATP) A energia solar provém da energia nuclear. Essa energia alcança a Terra em forma de energia térmica (por isso, sentimos o calor do Sol) e luminosa (responsável pela claridade). Por meio da fotossíntese, com a água e o dióxido de carbono, os vegetais verdes utilizam a energia da luz, transformando-a em energia química. Essa energia é utilizada para elaborar moléculas alimentares de glicose, proteínas, lipídios e celulose. Os animais alimentam-se dos vegetais verdes para se abastecer de energia. Os seres humanos alimentam-se desses vegetais ou dos animais para obter energia e, consequentemente, dependem da luz solar para a sobrevivência. Os alimentos que ingerimos junto ao oxigênio que absorvemos são transformados em dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), sendo liberada grande quantidade de energia química. Essas reações químicas recebem o nome de respiração. Esta, por sua vez, fornece energia para a realizaçãode trabalho. Como já mencionado, o trabalho pode ser externo (correr, nadar, pedalar etc.) e/ou interno (para o funcionamento dos órgãos). Todo esse processo é conhecido como ciclo energético biológico (Figura 1). 46 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 19). Figura 1 Ciclo energético biológico. Infelizmente, não temos a capacidade de converter os nutrientes (carboidratos, gorduras, proteínas) diretamente em energia. Esses nutrientes que ingerimos durante a alimentação são utilizados para produzir o composto denominado Adenosina Trifosfato (ATP) (Figura 2). 47© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Powers; Howley (2014, p. 35). Figura 2 Adenosina Trifosfato. O ATP é composto por uma base denominada “adenina” e um açúcar chamado “ribose”, que se unem para formar a “adenosina”. Além disso, possui três grupos fosfatos. A ligação entre esses grupos é rica em energia. Para qualquer trabalho interno (funcionamento do corpo) ou externo (prática de atividades físicas), a energia provém do ATP. Quando este é utilizado, converte-se em difosfato de adenosina (ADP, de Adenosine Diphosphate), ou Adenosina Difosfato, e fosfato inorgânico (Figura 3). Para que essa reação química ocorra, é necessária a água, sendo liberados, aproximadamente, 9 quilocalorias de energia. A enzima que participa dessa reação é a Adenosinatrifosfatase (ATPase, do inglês Adenosinetriphosphatase). 48 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Kenney; Wilmore; Costill (2013, p. 120). Figura 3 Separação do fosfato da molécula de ATP pela ação da enzima ATPase. Nessa reação, é liberado íon hidrogênio em sua forma livre (H+), que, por sinal, provoca acidez no interior celular. Observe a presença de íons H+ na formação estrutural do trifosfato de adenosina na Figura 4. Fonte: Powers; Howley (2014, p. 35). Figura 4 Formação estrutural do trifosfato de adenosina. 49© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA A quantidade de ATP no interior da célula muscular é bastante limitada. Se uma pessoa correr na maior velocidade (ou intensidade) possível, as suas reservas de ATP intramuscular acabam em torno de 3 a 4 segundos. Mas, e se a pessoa continuar correndo? Como poderia obter mais energia? Lembre-se de que os seres humanos só podem obter energia da desintegração do ATP e, como já mencionado, ele é bastante limitado na célula muscular. Ainda bem que há três vias (ou sistemas) que produzem energia para formar novamente o ATP, ou seja, juntar o ADP com o fosfato. Desse modo, a referida pessoa terá mais ATP para obter mais energia e continuar realizando a sua atividade física. Esses três sistemas são: • Anaeróbio alático. • Anaeróbio lático. • Aeróbio. Sistema anaeróbio alático ou sistema ATP-PC Iniciaremos nossa discussão com este sistema porque ele é mais simples e, assim, você poderá entender facilmente como o ATP é formado novamente. O sistema anaeróbio alático pode também ser denominado como sistema ATP-PC ou ATP-CP ou, ainda, sistema dos fosfagênios. Recebe o nome de sistema ATP-PC ou CP porque nessa reação química é utilizada a fosfocreatina. E o nome de sistema dos fosfagênios é devido ao fato de que tanto o ATP quanto a PC têm fosfato em suas ligações. Qualquer uma dessas terminologias é válida, por isso devemos conhecê-las. 50 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Uma grande vantagem desse sistema é que ele é muito rápido, e a energia liberada é imediatamente utilizada para formar novamente o ATP, porque a ligação entre o fosfato e a creatina é muito simples. Por isso, ela é fácil de "quebrar" e liberar energia, funcionando da seguinte maneira: após a formação de ADP, a reação pode ser convertida para formar novamente o ATP. Tal processo requer mais energia, que pode provir da fosfocreatina (PC) armazenada nos músculos, como mostra a Figura 5. Fonte: Kenney; Wilmore; Costill (2013, p. 121). Figura 5 Utilização da PC para ressíntese do ATP. Uma desvantagem desse sistema é que as nossas reservas de PC no músculo são bastantes limitadas. Por exemplo, se uma pessoa corresse na maior intensidade possível, as suas reservas musculares de PC depletariam (acabariam) em torno de 6 a 9 segundos. Se você analisar o conteúdo citado, irá perceber que o ATP depletaria em torno de 3 a 4 segundos e a PC, de 6 a 9 segundos. Isso corresponde ao total de 9 a 13 segundos de atividade física máxima. Um bom exemplo de atividade que usa predominantemente esse sistema é a prova de 100 metros no atletismo ou a prova de 25 metros na natação. É importante 51© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA lembrar que ambas as provas devem ser realizadas na maior intensidade possível. Quando mencionamos a palavra “predominantemente”, queremos dizer que esse é o principal sistema utilizado, mas não o único. Os demais sistemas indicados a seguir participam menos das atividades físicas. Exemplos de atividades em que há participação predominante do sistema ATP-PC: 1) Saltos em altura e a distância. 2) Corridas de 50 m e 100 m. 3) Levantamento e arremesso de peso. 4) Lançamento de disco, martelo etc. O ATP vai sendo depletado e, ao mesmo tempo, a fosfocreatina quebra e libera energia para a ressíntese do ATP. Isso ocorre a todo momento até que as reservas de PC terminem. Dessa maneira, as reservas de ATP vão acabando, pois não há mais PC para ressintetizá-lo (Figura 6). 52 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Kenney; Wilmore; Costill (2013, p. 121). Figura 6 Utilização do ATP e da PC durante o exercício. Sistema anaeróbio lático ou sistema glicolítico Este “sistema” é chamado de “anaeróbio” porque o oxigênio não participa das séries de reações químicas para a produção de energia. E é “lático” porque um dos produtos formados na reação é o ácido lático. É também denominado “sistema glicolítico” porque utiliza a glicose ou o glicogênio. Quando ingerimos carboidratos em nossa dieta, estes são transformados em glicose durante o processo de digestão. A glicose pode ir para a corrente sanguínea ou ser armazenada no fígado ou no músculo sob a forma de glicogênio. Quando necessário, o glicogênio pode ser transformado novamente em glicose. Tal processo é denominado “glicogenólise”. 53© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Nesse sistema, o glicogênio ou a glicose passa por várias sequências glicolíticas até formar o ácido pirúvico. Como não há oxigênio, o ácido pirúvico, catalisado pela enzima Lactato Desidrogenase (LDH, do inglês Lactate Dehydrogenase), é convertido em acido lático (Figura 7). Fonte: Powers; Howley (2014, p. 38). Figura 7 Utilização do glicogênio e formação do ácido lático. O sistema glicolítico ocorre no citoplasma da célula muscular (denominado “sarcoplasma”) e produz energia para a ressíntese de duas moléculas de ATP e duas moléculas de ácido pirúvico ou ácido lático por molécula de glicose utilizada. Esse sistemapode ser explicado detalhadamente da seguinte maneira: a primeira fase, em que há investimento de energia, sendo necessária a degradação de ATP, e a segunda fase, de geração de energia, em que é liberada energia para a ressíntese de ATP (Figura 8). 54 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Powers; Howley (2014, p. 38). Figura 8 Fase de investimento e fase de geração de energia. A Figura 9 mostra, detalhadamente, em duas fases, esse sistema e todas as enzimas que participam das reações químicas até a formação do lactato. 55© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 37). Figura 9 Fontes de ATP proveniente da glicólise anaeróbia. Esse sistema não é tão rápido quanto o sistema anaeróbio alático (sistema ATP-PC), mas consegue fornecer energia por mais 56 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA tempo. As maiores concentrações de ácido lático encontradas nos músculos são aquelas que permitem que o indivíduo corra (ou outra atividade física que envolva grande massa muscular) entre 30 e 40 segundos, na maior intensidade possível. Exemplos de provas em que esse sistema tem participação predominante: dos 400 metros no atletismo e dos 100 metros na natação. Sistema aeróbio ou oxidativo Este sistema pode utilizar a glicose (ou glicogênio), os ácidos graxos e os aminoácidos para a produção de energia. Porém, são utilizados, principalmente, a glicose e os ácidos graxos. Para compreender o funcionamento desse sistema, podemos dividi-lo em três partes: 1) Glicólise aeróbia. 2) Ciclo de Krebs. 3) Cadeia transportadora de elétrons. Glicólise aeróbia Glicólise é a quebra da glicose. Nesta fase, a glicose (ou o glicogênio) é convertida em piruvato. A única diferença entre a glicólise anaeróbia, vista anteriormente, e a glicólise aeróbia é que nesta última não há a formação do ácido lático devido à participação do oxigênio nas reações químicas (Figura 10). 57© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 28). Figura 10 Comparação entre a glicólise aeróbia e a glicólise anaeróbia. Nessas reações, um mol de glicogênio é transformado em 2 moles de ácido pirúvico, com a liberação de energia para a ressíntese de 3 moles de ATPs. Ciclo de Krebs Nesta etapa, o ácido pirúvico formado na glicólise aeróbia continua sendo metabolizado nas mitocôndrias. Como resultado, são produzidos hidrogênio, elétrons, dióxido de carbono e ATP. Além disso, no Ciclo de Krebs, é liberada energia para a ressíntese de 2 moles de ATPs (Figura 11). 58 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Powers; Howley (2014, p. 41). Figura 11 Ciclo de Krebs. 59© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Sistema de transporte de elétrons (STE) No sistema de transporte de elétrons, os íons hidrogênio e elétrons formados no Ciclo de Krebs unem-se ao oxigênio que respiramos para formar água. Nesse sistema, são produzidos 34 moles de ATPs (Figura 12). Fonte: Powers; Howley (2014, p. 44). Figura 12 Sistema de transporte de elétrons. Exemplos de atividades em que há a participação predominante do sistema aeróbio (Figura 13): 1) corridas de longa duração; 2) natação em águas abertas; 3) ciclismo de estrada; 4) ou qualquer atividade em que a execução ultrapassa 1 minuto de duração. 60 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 111). Figura 13 Participação dos sistemas durante o exercício. Sistema aeróbio e metabolismo das gorduras Enquanto os carboidratos podem ser metabolizados na presença ou ausência de oxigênio, as gorduras só podem ser metabolizadas na presença do oxigênio (Figura 14). A maior diferença entre a metabolização das gorduras e a dos carboidratos é que, para que as gorduras sejam utilizadas, são necessários 3,96 litros de oxigênio por mol de ATP ressintetizado, contrastando com os 3,45 litros por mol de ATP ressintetizado, utilizando o glicogênio. As gorduras, portanto, apesar de necessitarem de mais oxigênio, produzem mais energia e são mais utilizadas em atividades de baixa intensidade, tais como caminhada, natação, pedalar etc. 61© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: adaptado de Powers; Howley (2014, p. 45). Figura 14 Sistema de transporte de elétrons. 62 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Sistema aeróbio e metabolismo das proteínas A participação das proteínas na produção de energia é muito pequena, apenas entre 5% e 10% da energia total utilizada ou até menos do que isso. Apenas em provas de ultraduração (vários dias) ou em casos de inanição, como greve de forme, as proteínas podem ter participação mais efetiva. Essa energia é proporcionada pelo ciclo de glicose-alanina (Figura 15). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 44). Figura 15 Ciclo de glicose-alanina e Ciclo de Cori. Comparação entre os sistemas De maneira bastante resumida, podemos comparar os três sistemas energéticos da seguinte forma: 63© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA • O sistema anaeróbio alático não utiliza oxigênio; a velocidade de produção de energia é muito rápida; e a quantidade de produção de ATP é muito baixa. • O sistema anaeróbio lático não usa oxigênio; a velocidade de produção de energia é rápida; e a quantidade de produção de ATP é baixa. • O sistema aeróbio utiliza oxigênio; a velocidade de produção de energia é lenta; e a quantidade de produção de ATP é alta. No Quadro 1, mostramos as características gerais dos três sistemas pelos quais o ATP é formado. Quadro 1 Características gerais dos sistemas energéticos. Sistema Combustível alimentar ou químico O2 necessário Velocidade Produção relativa de ATP Sistema ATP-PC Fosfocreatina Não Mais rápida Pouca; limitada Sistema da glicólise Glicogênio ou glicose Não Rápida Pouca; limitada Sistema aeróbio Glicogênio, gorduras, proteínas Sim Lenta Muita; ilimitada Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 33). Demandas energéticas no repouso e no exercício No repouso, aproximadamente 65% da energia é obtida a partir das gorduras e cerca de 35% dos carboidratos (Figura 16). 64 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Figura 16 Contribuição dos substratos durante o repouso. Além disso, o sistema aeróbio é o responsável pela produção de quase 100% da energia requerida. Consequentemente, as concentrações de ácido lático no sangue são baixas (entre 0,8 e 1,2 milimol por litro). Transição do repouso para o exercício Se você está em repouso e vai iniciar um exercício, como correr em uma velocidade de 12 km por hora, há aumento do consumo deoxigênio até atingir um estado estável dentro de 1 a 4 minutos. Antes desse estado, a energia para o início do exercício foi fornecida pelo sistema anaeróbio. Provavelmente, no início do exercício, a energia foi suprida pelo sistema ATP- PC e, em menor parte, pelo sistema glicolítico. Mesmo assim, o sistema aeróbio é o principal fornecedor de energia para a realização dessa atividade. Observe, na Figura 17, o aumento da frequência cardíaca e do consumo de oxigênio do repouso até atingir o estado estável. 65© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 19). Figura 17 Aumento da frequência cardíaca e do consumo de oxigênio até atingir o estado estável. Como pode ser observado na figura anterior, demorou quase 3 minutos para a frequência cardíaca e o consumo de oxigênio atingirem um estado estável. Exercício intenso de curta duração e alta intensidade Como exemplos de exercícios intensos de curta duração e alta intensidade, podemos citar os 100 e os 200 m no atletismo e 25 m e 50 m na natação. 66 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA O principal nutriente utilizado para a realização dos 100 m no atletismo ou dos 25 m na natação é o carboidrato, com a gordura tendo uma pequena participação (Figura 18). Figura 18 Contribuição dos substratos durante o exercício intenso de curta duração e alta intensidade. O sistema energético predominante é o ATP-PC. Contudo, para correr os 400 m no atletismo ou nadar os 50 m, há participação do sistema ATP-PC, do sistema aeróbio e, principalmente, do sistema anaeróbio lático. Para atividades com duração acima de 5 a 6 segundos, portanto, a participação do sistema anaeróbio lático é cada vez maior, até atingir o ápice. Depois de, aproximadamente, 1 minuto de exercício, a participação do sistema aeróbio passa a ser mais predominante. Duffield, Dawson e Goodman (2004) analisaram a contribuição energética nos 100 m e 200 m. Eles concluíram que a participação do sistema anaeróbio é, respectivamente, de 79% e 72%para os homens, de 75% e 67% para as mulheres. Os mesmos autores citados anteriormente compararam a contribuição dos sistemas energéticos nos 400 m e 800 m. 67© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Eles observaram que a contribuição do sistema anaeróbio era, respectivamente, de 59% e 40% para os homens, de 55% e 30% para as mulheres (Quadro 2). Quadro 2 Contribuição em termos percentuais do sistema anaeróbio para produção de energia em diferentes provas do atletismo. 100 m 200 m 400 m 800 m 1.500 m Homens 79% 72% 59% a 63% 39% a 40% 20% Mulheres 75% 67% 55% a 62% 30% a 39% 17% Hill (1999), após realizar um estudo com atletas corredores de meia distância, mencionou que, para o sexo feminino, nos 400 m, 800 m e 1.500 m, a contribuição de energia advinda do sistema anaeróbio era, respectivamente, de 62%, 33% e 17%, ao passo que, para o sexo masculino, a contribuição era de 63%, 39% e 20%. Após analisar os Quadros 1 e 2, podemos mostrar a participação, em termos percentuais, dos sistemas anaeróbio e aeróbio em diferentes provas do atletismo, como ilustra o Quadro 3. Quadro 3 Contribuição em termos percentuais do sistema aeróbio para produção de energia em diferentes provas do atletismo. 100 m 200 m 400 m 800 m 1.500 m Homens 21% 28% 37% a 41% 60% a 61% 80% Mulheres 25% 33% 38% a 45% 61% a 70% 83% 68 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA É interessante notar que, para a prova dos 400 m, cujo tempo é de aproximadamente 45 segundos para os homens e de 50 segundos para as mulheres (alto nível) e, para a dos 800 m, cujo tempo é de aproximadamente 1min45s para os homens e de 1min55s para as mulheres, a participação aeróbia é próxima ou levemente superior à participação anaeróbia. Dessa forma, para provas com duração entre 45s e 50s, a participação aeróbia fica entre 37% e 45% e, para provas com duração entre 1min45s e 1min55s, ela mantém-se entre 60% e 70%. Exercício prolongado Para a realização de exercícios prolongados, ou seja, exercícios com duração acima de 10 minutos, a predominância é do sistema aeróbio. Para esses exercícios, a capacidade aeróbia é imprescindível para um bom desempenho na atividade (Figura 19). Os principais nutrientes utilizados nesses exercícios são as gorduras e, principalmente, os carboidratos. Figura 19 Contribuição dos substratos durante o exercício intenso de curta duração e alta intensidade. 69© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Dependendo da temperatura ambiente e da umidade rela- tiva do ar ou da intensidade do exercício, o organismo não con- segue ficar em "estado estável", ou seja, durante a realização da prática esportiva, há aumento da frequência cardíaca e do con- sumo máximo de oxigênio, devido ao aumento da temperatura corporal e ao aumento dos hormônios adrenalina e noradrena- lina (que você estudará adiante). Nesse tipo de exercício, há pou- co acúmulo de ácido lático, em razão da pequena participação do sistema anaeróbio lático. Já o sistema anaeróbio alático (ATP-PC) participa somente no início do exercício. Nas atividades com duração superior a uma hora, começa a ocorrer uma depleção das reservas de glicogênio, e a participação das gorduras como fonte de energia aumenta. Porém, a participação dos carboidratos e das gorduras depende, também, do nível de aptidão física, do estado de treinamento e das reservas iniciais de glicogênio do indivíduo. É comum, em provas de longa duração, os indivíduos, ao estar próximo o término da prova, realizarem um sprint, ou seja, aumentarem bastante a intensidade do exercício. Quando isso acontece, aumenta a participação do sistema anaeróbio alático e glicolítico e, consequentemente, diminui a participação do sistema aeróbio. Em provas com duração acima de 2 horas, os indivíduos alcançam a fadiga devido aos seguintes fatores: 1) Diminuição das reservas de glicogênio hepático e mus- cular, como também diminuição da glicose sanguínea. A baixa concentração de glicogênio muscular está as- sociada à queda do desempenho (Figura 20). 2) Perda de água e eletrólitos (desidratação). 3) Aumento da temperatura corporal. 4) Cansaço ou abatimento físico. 70 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 123). Figura 20 Diminuição do glicogênio muscular, taxa de percepção de esforço e da glicose sanguínea durante o exercício. 71© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Com a leitura proposta no Tópico 3.1., você conhecerá os efeitos do treinamento aeróbio de alta intensidade sobre a economia de corrida em atletas. Antes de prosseguir para o próximo assunto, realize a leitura indicada, procurando assimi- lar o conteúdo estudado. 2.2. RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO Todos nós já realizamos, em algum momento, uma atividade física. Quando a intensidade dessa atividade física é alta, como ao correr uma certa distância, percebemos que, mesmo após o término do exercício, a nossa frequência cardíaca e respiratória continua alta. Por que será que, mesmo parados, isso acontece?É isto que iremos estudar neste tópico: a recuperação do nosso organismo após o término do exercício. Antes de iniciarmos a nossa discussão, é importante definir o termo "oxigênio de recuperação". O oxigênio de recuperação é a quantidade total de oxigênio que consumimos após o término do exercício, além daquela quantidade que consumimos em repouso (Figura 21). Esse oxigênio de recuperação também pode ser denominado como consumo excessivo de oxigênio após o exercício (EPOC, do inglês Excess Post-exercise Oxygen Consumption). 72 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 126). Figura 21 Oxigênio de recuperação. Para calcularmos o oxigênio de recuperação, é necessário, em primeiro lugar, saber qual o consumo de oxigênio que estamos utilizando no repouso. Em segundo lugar, é necessário saber qual a quantidade de oxigênio total que estamos consumindo após o término do exercício em determinado momento. E, assim, utilizamos a seguinte fórmula: –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Oxigênio total da recuperação = consumo de oxigênio da recuperação – consumo de oxigênio em repouso. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Por exemplo: vamos imaginar que você realizou uma atividade física durante um minuto e, após o término dessa atividade, o consumo total de oxigênio foi de 5 litros. É sabido que, durante o repouso, nós consumimos, aproximadamente, um litro de oxigênio. Então, vamos aos cálculos: 73© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Oxigênio total da recuperação = 5 litros – 1 litro. Oxigênio total da recuperação = 4 litros. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– São necessários, portanto, 4 litros de oxigênio adicionais para suprir o oxigênio, além do que é consumido normalmente. De acordo com o exemplo, esse gasto de oxigênio corresponde a 1 minuto. Se você fizer 10 minutos de atividade, basta multiplicar esse valor (4 litros) por 10. Então, haverá oxigênio total de recuperação de 40 litros por 10 minutos de atividade. Componentes rápido e lento Como você pode observar na Figura 22, com o passar do tempo, após o término do exercício, o consumo de oxigênio diminui exponencialmente. No início, entre 2 e 3 minutos, essa diminuição é muito acentuada. Depois, a diminuição é mais gradativa. 74 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 28). Figura 22 Consumo de oxigênio e componentes rápido e lento. Essa diminuição acentuada é denominada "componente rápido" e a diminuição mais gradativa, “componente lento”. No componente rápido de recuperação, o consumo de oxigênio supre as necessidades de energia após o término do exercício para: • refazer o oxigênio que estava na mioglobina muscular e na hemoglobina sanguínea; 75© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA • fornecer oxigênio para a musculatura respiratória e cardíaca que está consumindo oxigênio em um ritmo acima do consumo durante o repouso; • fornecer oxigênio para restaurar as reservas de PC que foram depletadas durante o exercício. No componente lento de recuperação, o consumo de oxigênio acima daquele utilizado no repouso é fundamental para: 1) fornecer oxigênio para a musculatura respiratória e cardíaca que está em um ritmo de trabalho mais intenso quando comparado com o repouso; 2) redistribuição iônica; 3) ajustar as demandas de oxigênio devido a uma atividade metabólica mais alta; 4) contribuir para o fornecimento de energia devido ao aumento das atividades da bomba de sódio e potássio; ressíntese de glicogênio; 5) oxidação do ácido lático. Resumindo, todos os sistemas do nosso corpo que aumentaram o trabalho durante o exercício ainda ficam "acelerados" durante a recuperação. A quantidade de oxigênio de recuperação é diferente entre os atletas (Figura 23). 76 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 281). Figura 23 Oxigênio de recuperação de diferentes atletas treinados. Qual a importância de você saber por que o oxigênio está sendo utilizado em uma intensidade maior após o término do exercício? Porque, dependendo, principalmente, da intensidade e duração do exercício, a recuperação tem que ser diferente para o indivíduo estar novamente possibilitado a realizar o mesmo ou outro tipo de exercício. Por exemplo: se você deu um tiro de 100 m (correu 100 m na maior intensidade possível), em quanto tempo você estaria 100% recuperado para dar outro tiro? O conhecimento desse "tempo" é extremamente importante para saber prescrever corretamente como o indivíduo 77© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA deve treinar, como também para aprimorar o funcionamento dos sistemas energéticos (anaeróbio e aeróbio). Em razão dessa importância, nós vamos agora explicar como cada sistema se recupera após determinado exercício. Restauração da PC A energia para restaurar a PC provém do sistema aeróbio (oxigênio) durante o componente rápido de recuperação. Após a realização de um exercício de alta intensidade, por exemplo, um tiro de 100 metros, 50% das reservas de PC são reabastecidas em aproximadamente 30 segundos. No entanto, para abastecer totalmente as reservas de PC, são necessários entre 6 e 9 minutos. Existe alguma maneira de melhorar o desempenho em provas de alta intensidade e curta duração? A resposta é sim! O indivíduo pode treinar e aumentar as suas reservas de PC no músculo. Além disso, pode usar um suplemento com creatina para aumentar essas reservas. Ainda, como o sistema aeróbio é utilizado para fornecer energia para a ressíntese da PC, aumentando a eficiência do sistema aeróbio, consegue-se ressintetizar a PC mais rapidamente. Dessa forma, o indivíduo estaria mais prontamente preparado para realizar outra atividade. Restauração do glicogênio muscular Para que o glicogênio possa ser depletado, é importante saber qual o tipo de exercício realizado e a quantidade de carboidrato consumido durante a recuperação. 78 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Tipo de exercício realizado • Exercício contínuo de resistência: após a realização de uma hora de um exercício contínuo de resistência, apenas uma pequena quantidade de glicogênio é ressintetizada nas duas primeiras horas. Para ressintetizar totalmente as reservas de glicogênio, são necessárias, aproximadamente, 48 horas de recuperação e uma dieta rica em carboidratos. Se a dieta for pobre em carboidratos, a ressíntese de glicogênio é muito menor (Figura 24). Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 53). Figura 24 Ressíntese de glicogênio durante a recuperação, sem alimento, com uma dieta rica em carboidrato e outra com gordura e proteína. Dessa forma, se você fosse um treinador, e o seu atleta utilizasse todas as reservas de glicogênio, o ideal seria que esse 79© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA atleta tivesse uma alimentaçãorica em carboidratos para que sua recuperação fosse mais rápida. • Exercício intermitente de curta duração: é importante que você saiba, já de início, que exercício intermitente é realizado com estímulos e pausas. Nesse tipo de exercício, a ressíntese de glicogênio é muito mais rápida e são suficientes entre 30 minutos e duas horas de recuperação para reabastecer quase totalmente as reservas de glicogênio. Em aproximadamente 5 horas, todo o estoque de glicogênio é reabastecido. Para essa ressíntese, não é necessária uma dieta rica em carboidratos (Figura 25). Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 53). Figura 25 Ressíntese de glicogênio durante a recuperação, com uma dieta normal e rica em carboidratos. Após a explicação do componente rápido e lento e de como ocorre a recuperação da PC tanto quanto do glicogênio muscular, esperamos que você tenha compreendido a importância de 80 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA saber qual exercício está sendo realizado, qual a intensidade dele e como deverá proceder para que o indivíduo se recupere mais rápido e esteja preparado para um novo estímulo. 2.3. MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Ergometria O gasto energético durante o exercício é estudado utilizando diferentes ergômetros. No entanto, você sabe o que é um ergômetro? Ergo = “trabalho”, e metro = “medida”. Consequentemente, o ergômetro “mede o trabalho realizado”. Quais os principais tipos de ergômetros encontrados? • Esteira ergométrica (Figura 26). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 57). Figura 26 Esteira ergométrica. 81© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA • Bicicleta ergométrica ou cicloergômetro (Figura 27). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 57). Figura 27 Bicicleta ergométrica. • Ergômetro de natação (Figura 28). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 60). Figura 28 Ergômetro de natação. 82 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA • Ergômetro para esqui (Figura 29). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 57). Figura 29 Ergômetro para esqui. • Ergômetro para remar (Figura 30). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 57). Figura 30 Ergômetro para remar. 83© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA • Ergômetro step (Figura 31). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 57). Figura 31 Ergômetro step. Mensuração de trabalho e potência Para iniciar o nosso estudo sobre mensuração de trabalho, potência e energia, é necessário conhecermos algumas definições. Trabalho é a aplicação de uma força por uma distância. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Trabalho = força x distância. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Por exemplo: se você levantar um peso de 10 kg em uma distância vertical de 1 metro, o trabalho realizado será: Trabalho 10 kg 1 m 10 kgm= ⋅ = Potência é a realização de um trabalho num determinado tempo. 84 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Potência = T t P = Potência; T = Trabalho; t = Tempo. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Utilizando o exemplo anterior, qual a potência para levantar um peso de 10 kg em uma distância vertical de 1 metro, em meio segundo? Potência T t = 10Potência 0,5 = Potência 20 kgm / s= Banco de step O banco de step é um ergômetro muito utilizado devido ao seu baixo custo e à facilidade de operação. Para calcular o trabalho realizado, basta o indivíduo subir e descer do step. Exemplo: • Um indivíduo do sexo masculino, com 60 kg de peso corporal, sobe e desce de um step de 0,30 metro (30 cm) de altura, durante 20 minutos, em um ritmo de 30 passos por minuto. 85© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA O trabalho realizado é calculado da seguinte maneira: –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Força = 60 kg (é o peso do indivíduo). Distância = 0,30 metro (é a altura do step) x 30 (passos por minuto) x 20 (tempo realizado do exercício). O trabalho realizado é: 60 0,30 20 30 10800 kpmT = ⋅ ⋅ ⋅ = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Como você pôde observar, o resultado foi expresso em kpm, porque kg é uma medida de massa e kp, de força. Em outras palavras, 1 kp é a força que atua sobre a massa de 1 kg na aceleração normal da gravidade. O correto, portanto, é expressar o resultado em kpm. Bicicleta ergométrica A bicicleta ergométrica é um dos ergômetros mais utilizados para avaliar a eficiência do componente cardiorrespiratório do indivíduo. Exemplo: • Um indivíduo pedala durante 20 minutos, com uma resistência contra o volante de 1,5 kp. A distância percorrida por rotação do pedal é de 6 m, e a velocidade de pedalagem, 60 rpm. O trabalho total realizado é, portanto: ( ) ( ) ( )1,5 kp 6 metros por rotação 60 RPM 20 minutos 10800 kpm =⋅ ⋅ ⋅ = Para calcular a potência, basta dividir o trabalho total realizado pelo tempo: 86 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA 10800Potência 20 minutos = 1Potência 540 kpm min−= ⋅ Você pode transformar o resultado em kpm para watts. Para isso, basta consultar o Quadro 4 a seguir: Quadro 4 Tabela de conversão. Termo Abreviatura Tabela de conversão Watt W 11 W 6,12 kpm min −= ⋅ Kilopond-metro.min-1 Kpm.min-1 11 kpm min 0,163 W−⋅ = Fonte: adaptado de McArdle, Katch e Katch (2008, p. 232). Dessa forma: 1540 kpm min 88,12 W−⋅ = . Esteira ergométrica Com a esteira na horizontal, não é possível calcular facilmente o trabalho realizado. Isso ocorre porque o deslocamento vertical do centro de gravidade do corpo não é facilmente mensurado. Portanto, para calcular o trabalho realizado, é necessário que a esteira esteja inclinada. 87© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Geralmente, a inclinação da esteira é expressa em graus de inclinação. Por exemplo: se um indivíduo caminha na esteira com 10% de grau de inclinação, isso quer dizer que ele percorre 10 metros verticalmente para cada 100 metros de deslocamento. Vamos aprender a calcular o trabalho total realizado utilizando o exemplo a seguir: • Um indivíduo do sexo masculino, de 60 kg de peso corporal, caminha na esteira numa velocidade de 180 mmin-1, durante 20 minutos, com uma inclinação da esteira de 10% ( 10% 0,10 100 = como grau funcional). –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Peso corporal do indivíduo = 60 kg (massa utiliza 60 kp). Velocidade da esteira = 180 mmin-1. Ângulo da esteira = 0,10. Tempo de exercício = 20 minutos. Distância vertical total percorrida 1180 mmin 0,10 20 360 m−= ⋅ ⋅ = . Portanto, o trabalho realizado 60 kp 360 m 21600 kpm= ⋅ = . –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Você sabe transformar esse resultado em watts? Para isso, basta pegar o resultado e dividir por 6,12 (observe o Quadro 1 já mostrado anteriormente no subtópico Sistema aeróbio e metabolismo das proteínas). Trabalho realizado 21600 kpm 3529,41 W= = . 88 © BASES FISIOLÓGICASDO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Mensuração direta de energia: produção de calor É muito importante saber qual o gasto de energia quando estamos no repouso ou realizando algum tipo de exercício. Com o conhecimento desse conteúdo, você será capaz de saber qual o gasto calórico em determinada atividade e como o indivíduo deverá realizar para diminuir (ou, se for o caso, aumentar) o percentual de gordura corporal. Além disso, você poderia indicar qual o trabalhador está mais apto a realizar alguma atividade específica em determinado local. Quando o nosso corpo gasta energia, é produzido calor. Essa energia provém dos alimentos que ingerimos. Para saber a quantidade de energia gasta em determinada atividade, portanto, basta saber a quantidade de calor liberada. Essa afirmação é confirmada pela primeira lei da ter- modinâmica, cujo enunciado é: "a energia mecânica transforma- da em energia térmica, ou a energia térmica transformada em energia mecânica, é constante". Existem dois tipos de determinação do gasto energético humano: calorimetria direta e calorimetria indireta. Vamos a elas! Calorimetria direta é o processo de mensuração da taxa metabólica, tendo como referência a produção de calor. Durante a realização de trabalho, é liberado calor. A liberação de calor pelas células do nosso corpo ocorre por meio da denominada "respiração celular", como mostrado no esquema a seguir: Alimento + oxigênio (O2) ATP + calor. 89© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Dessa forma, a taxa de produção de calor é proporcional à taxa metabólica. Portanto, conhecendo a produção de calor, podemos calcular a taxa metabólica. Uma caloria (cal) é definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água em 1 grau Celsius. Geralmente é mais comum a utilização da quilocaloria (kcal), que é igual a 1.000 calorias. Nessa técnica, é colocado um animal, ou até mesmo um ser humano, em uma câmera totalmente fechada denominada calorímetro, permitindo apenas a troca livre de O2 por CO2 (Figura 32). Fonte: Foss; Keteyian (2000, p. 72). Figura 32 Calorímetro para medir a energia térmica. 90 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA A temperatura do corpo dentro da câmara aumenta a temperatura da água que circula em volta. Podemos calcular o aumento da temperatura corporal, observando o aumento da temperatura da água e a quantidade circulante. Calorimetria indireta: “todas as reações que liberam energia no corpo dependem essencialmente da utilização de oxigênio” (McARDLE; KATCH; KATCH, 2008, p. 185). A calorimetria indireta não mensura a produção de calor diretamente. A mensuração de calor pode ser explicada pela relação a seguir: Nutriente + O2 Calor + CO2 + H2O. Como você pode observar, há uma relação direta entre o oxigênio (O2) consumido e o dióxido de carbono (CO2) eliminado. Diante disso, basta analisar o consumo de O2 e a produção de CO2 para analisar a taxa metabólica. Para relacionar o O2 consumido com o calor produzido, é necessário saber qual alimento (carboidrato, gordura ou proteína) foi metabolizado. Quando a gordura é o único nutriente metabolizado, a energia liberada é de 4,74 kcal. Se for metabolizado carboidrato, a energia liberada é de 5,05 kcal. Caso seja proteína, a energia liberada é de 4,46 kcal. Para facilitar os cálculos para determinar o gasto calórico, quando um carboidrato, gordura ou proteína é utilizado para produção de energia, o rendimento energético é de aproximada- mente 5 kcal para cada litro de oxigênio consumido (kcal/l). 91© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Para calcular o gasto calórico em determinada atividade física, siga o exemplo a seguir: Um indivíduo está se exercitando em determinada intensidade e consumindo 3,0 litros de oxigênio por minuto (3,0 l.min-1). 3,0 5 kcal 15 kcall ⋅ = de energia gastas por minuto. Espirometria de circuito aberto é o método mais comum para medir o consumo de oxigênio (Figura 33). Fonte: Robergs; Roberts (2002, p. 57). Figura 33 Análise do consumo de oxigênio. Nesse método, são medidas a quantidade de oxigênio absorvida e a quantidade de dióxido de carbono produzida. Resumidamente, o consumo de oxigênio (VO2) é calculado da seguinte maneira: VO2 = (volume de O2 inspirado) – (volume de O2) expirado). 92 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Para expressar o custo energético de uma atividade ou exercício em uma unidade simples e de fácil cálculo, foi desenvolvido o termo "Equivalente Metabólico", que hoje é denominado MET (do inglês Metabolic Equivalent Task). Um MET é igual ao consumo de oxigênio (VO2) de repouso, que é de aproximadamente 3,5 ml.kg-1·min-1. Portanto, o gasto energético na atividade física ou exercício pode ser descrito em múltiplos de METs. Por exemplo: se você está fazendo uma atividade física que tem um consumo de oxigênio 10 vezes superior ao que você consome no repouso, isso representa um consumo de oxigênio de 35 ml.kg-1·min-1. Observe o cálculo a seguir: Atividade física 1 110 3,5 m kg minl − −= ⋅ ⋅ ⋅ Atividade física 1 135 m kg minl − −= ⋅ ⋅ . Para calcular quantas calorias o indivíduo está gastando durante uma atividade física, basta seguir o que ensinamos anteriormente. Só para lembrar: para cada litro de oxigênio consumido, serão gastas aproximadamente 5 kcal. Por exemplo: suponhamos que um indivíduo com 70 kg de peso corporal esteja se exercitando em intensidade correspondente a 8 METs durante 30 minutos. Inicialmente, você deve calcular quanto será consumido de oxigênio: 93© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA 1 1 2VO 8 METs 3,5 m kg min 70 kg 30 minl − −= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 2VO 58800 m ou 58,8 l l= . ( )Kcal 58,8 5 kcal por litro de oxigênio 294 kcall= ⋅ = Portanto, esse indivíduo gasta 294 kcal de energia para se exercitar durante 20 minutos. A realização desses cálculos é muito importante quando o indivíduo tem como objetivo diminuir o percentual de gordura corporal ou se deseja saber qual o gasto calórico de determinada atividade. Porém, é preciso praticá-los para conseguir fazê-los com facilidade e destreza. Antes de realizar as questões autoavaliativas propostas no Tópico 4, você deve fazer as leituras indicadas nos Tópicos 3.2. e 3.3., para compreender como se dá a determinação visual do componente rápido do excesso do consumo de oxigênio após o exercício e a avaliação da resistência de força explosiva em voleibolistas mediante testes de saltos verticais. Vídeo complementar ................................................................. Neste momento, é fundamental que você assista ao vídeo complementar. • Para assistir ao vídeo pela Sala de Aula Virtual, clique no ícone Videoaula, localizado na barra superior. Em seguida, selecione o nível de seu curso (Graduação), a categoria (Disciplinar) e o tipo de vídeo (Complementar). Por fim, clique no nome da disciplina para abrir a lista de vídeos. 94 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA • Paraassistir ao vídeo pelo seu CD, clique no botão “Vídeos” e selecione: Bases Fisiológicas do Movimento Humano – Vídeos Complementares – Complementar 2. ...................................................................................................... CONTEÚDO DIGITAL INTEGRADOR O Conteúdo Digital Integrador representa uma condição necessária e indispensável para você compreender integralmente os conteúdos apresentados nesta unidade. 2.1. EFEITOS DO TREINAMENTO AERÓBIO DE ALTA INTENSI� DADE SOBRE A ECONOMIA DE CORRIDA EM ATLETAS Os conteúdos abordados nesta unidade estão relacionados com a transformação de energia de uma forma para outra, com a recuperação e utilização de diferentes substâncias após o término do exercício tanto quanto com a mensuração de energia, trabalho e potência. Esses conteúdos são muito importantes para a sua formação e devem ser estudados com bastante dedicação e entusiasmo. Por isso, nós indicamos aqui alguns artigos relacionados a esses conteúdos. Em se tratando de energia, apresentamos um artigo que relata os efeitos do treinamento aeróbio de alta intensidade sobre a economia de corrida em atletas de resistência. Esse artigo analisa os efeitos de dois tipos de programas de treinamento de alta intensidade, para verificar qual é o mais eficiente em proporcionar um menor gasto energético para o atleta. Geralmente, os alunos da Graduação têm certa dificuldade para ler e entender alguns artigos. Porém, para superar essa dificuldade, é preciso continuar lendo para, com o 95© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA tempo, compreender cada vez mais o que os autores pretendem informar aos seus leitores. Para facilitar a leitura e a compreensão de um artigo, é preciso ter em mãos um dicionário (pode ser on-line). Agora, acesse o link indicado a seguir para ler o referido artigo: • ORTIZ, M. J. et al. Efeitos do treinamento aeróbio de alta intensidade sobre a economia de corrida em atletas de endurance. Revista Brasileira de Ciência e Movimento, Brasília, v. 11, n. 3, p. 53-56, jul./set. 2003. Disponível em: <http://www.arturmonteiro.com.br/wp-content/ uploads/2009/09/treinamento-de-corrida.pdf>. Acesso em: 2 set. 2015. 2.2. DETERMINAÇÃO VISUAL DO COMPONENTE RÁPIDO DO EXCESSO DO CONSUMO DE OXIGÊNIO APÓS O EXERCÍCIO No segundo artigo indicado, abordamos a determinação visual do componente rápido do excesso do consumo de oxigênio após o exercício. Neste artigo, os autores analisam a validade, a reprodutibilidade e a objetividade do método de inspeção visual durante a identificação da fase rápida do excesso do consumo de oxigênio após o exercício. Como mencionamos anteriormente, não é tão fácil entender o artigo em sua íntegra, mas é muito importante continuar se esforçando para ampliar os seus conhecimentos. Veja agora o referido artigo: • BERTUZZI, R. C. M. et al. Determinação visual do componente rápido do excesso do consumo de oxigênio após o exercício. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, São Paulo, v. 16, n. 2, mar./abr. 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rbme/v16n2/13.pdf>. Acesso em: 2 set. 2015. 96 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA 2.3. AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE FORÇA EXPLOSIVA EM VOLEIBOLISTAS No último artigo proposto, abordamos a avaliação da resistência de força explosiva em voleibolistas mediante testes de saltos verticais. Nele, você pode estudar a variação entre os testes de salto vertical contínuo (sem parar) e o teste intermitente (com intervalos). Este artigo é de fácil compreensão e auxilia na compreensão de métodos de avaliação para determinar a potência na prática esportiva. • HESPANHOL, J. E. et al. Avaliação da resistência de força explosiva em voleibolistas através de testes de saltos verticais. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, São Paulo, v. 13, n. 3, maio/jun. 2007. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rbme/v13n3/v13n3a10. pdf>. Acesso em: 2 set. 2015. 3. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS A autoavaliação pode ser uma ferramenta importante para você testar o seu desempenho. Se encontrar dificuldades em responder às questões a seguir, você deverá revisar os conteúdos estudados para sanar as suas dúvidas. 1) Para realizar qualquer atividade física, a célula muscular precisa contrair- -se. A energia necessária para essa contração é oriunda: a) do ATP. b) dos carboidratos. c) das gorduras. d) das proteínas. e) dos minerais. 97© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA 2) São as principais fontes de energia: a) energia nuclear. b) energia térmica e luminosa. c) energia elétrica. d) energia química e mecânica. e) todas as alternativas anteriores estão corretas. 3) O(s) sistema(s) que produz (em) energia para a ressíntese de ATP é (são): a) sistema anaeróbio alático. b) sistema anaeróbio lático. c) sistema aeróbio. d) todas as alternativas anteriores estão corretas. e) todas as alternativas anteriores estão incorretas. 4) Uma modalidade esportiva cuja predominância é do sistema anaeróbio alático é: a) prova de atletismo de 100 metros rasos. b) prova de 400 metros livres na natação. c) prova de triatlo. d) prova de maratona. e) prova de 100 metros livres na natação. 5) O sistema anaeróbio lático é utilizado predominantemente em qual modalidade? a) prova de atletismo de 100 metros rasos. b) prova de atletismo de 400 metros. c) prova de triatlo. d) prova de maratona. e) prova de 1.500 metros livres na natação. 6) O sistema aeróbio utiliza o oxigênio para produzir energia. Uma prova cuja predominância é do sistema aeróbio é: a) prova de atletismo de 100 metros rasos. b) prova de 100 metros livres na natação. c) prova de arremesso de peso. 98 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA d) prova de lançamento de disco. e) prova de 1.500 metros livres na natação. 7) Em se tratando de nutrientes utilizados no repouso, a predominância é: a) de carboidratos. b) de proteínas. c) de gorduras. d) de minerais. e) de eletrólitos. 8) Na prova dos 1.500 metros no atletismo, a contribuição do sistema anae- róbio é de aproximadamente: a) 60%. b) 20%. c) 5%. d) 100%. e) 90%. 9) A quantidade total de oxigênio que consumimos após o término do exer- cício, além daquela quantidade que consumimos em repouso, é definida como: a) componente lento de recuperação. b) componente rápido de recuperação. c) oxigênio consumido no repouso. d) oxigênio de recuperação. e) crédito de oxigênio. 10) Após o término do exercício, o consumo de oxigênio diminui exponencial- mente. No início, entre 2 e 3 minutos, essa diminuição é muito acentuada, sendo definida como: a) componente lento de recuperação. b) componente rápido de recuperação. c) oxigênio consumido no repouso. d) oxigênio de recuperação. e) crédito de oxigênio. 99© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA 11) Após a realização de um exercício de alta intensidade, por exemplo, um tiro de 100 metros, 50% das reservas de PC são reabastecidas em, aproxi- madamente, 30 segundos. No entanto, para abastecer totalmente as re- servas de PC, são necessários(as) entre: a) 1 e 2 minutos. b) 50 e 60 minutos. c) 10 e 20 segundos. d) 6 e 9 minutos. e) 1 e 2 horas. 12) Para ressintetizar totalmente as reservas de glicogênio, são necessários(as), aproximadamente, _________ de recuperaçãoe uma dieta rica em carboidratos. a) 5 minutos. b) 30 minutos. c) 8 horas. d) 12 horas. e) 48 horas. 13) Se você levantar um peso de 10 kg em uma distância vertical de 2 metros, o trabalho realizado será: a) 10 kgm. b) 20 kgm. c) 30 kgm. d) 40 kgm. e) 50 kgm. 14) Um indivíduo do sexo masculino, com 60 kg de peso corporal, sobe e des- ce de um step de 0,30 metro (30 cm) de altura, durante 20 minutos, em um ritmo de 30 passos por minuto. O trabalho realizado é: a) 10.800 kpm. b) 24.000 kpm. c) 50.000 kpm. d) 100.000 kpm. e) 200.000 kpm. 100 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 2 – FONTES DE ENERGIA, RECUPERAÇÃO APÓS O EXERCÍCIO E MENSURAÇÃO DE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA 15) O processo de mensuração da taxa metabólica, tendo como referência a produção de calor, é denominado: a) calorimetria direta. b) calorimetria indireta. c) calorímetro bomba. d) calorímetro anaeróbio. e) calorímetro direto. Gabarito Confira, a seguir, as respostas corretas para as questões autoavaliativas propostas: Questões Resposta 1 A 2 E 3 D 4 A 5 B 6 E 7 C 8 B 9 D 10 B 11 D 12 E 13 B 14 A 15 A 105© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 3 – SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CARDIOVASCULAR 1. INTRODUÇÃO No início desta unidade, estudaremos a função do sistema respiratório, a definição da ventilação pulmonar, dos volumes, das capacidades e das medidas pulmonares durante o repouso e o exercício. Em seguida, examinaremos a capacidade vital em sedentários e atletas e a importância do seu conhecimento na prática da atividade física. Além disso, abordaremos o transporte de oxigênio e dióxido de carbono no sangue durante o repouso e a atividade física e, finalmente, em se tratando de sistema respiratório, analisaremos as principais variações dos padrões respiratórios normais. Após o estudo do sistema respiratório, iniciaremos o estudo do sistema cardiovascular, explicando o comportamento da pressão arterial no repouso e durante o exercício. Discutiremos, também, o ciclo cardíaco, o Volume Sistólico, a fração de ejeção, a frequência cardíaca e o Débito Cardíaco no repouso e no exercício, comparando indivíduos sedentários e treinados. 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA O Conteúdo Básico de Referência apresenta, de forma sucinta, os temas abordados nesta unidade. Para sua compreensão integral, é necessário o aprofundamento pelo estudo do Conteúdo Digital Integrador. 2.1. SISTEMA RESPIRATÓRIO A função básica do sistema respiratório é ofertar oxigênio ao organismo e remover o gás carbônico. Essa ação ocorre por meio da respiração pulmonar. 106 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 3 – SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CARDIOVASCULAR O sistema respiratório é de extrema importância na manutenção da homeostasia, regulando as concentrações de O2 e CO2 no corpo durante a atividade física. Neste tópico, você compreenderá o comportamento do sistema respiratório durante a prática de atividade física. Ventilação pulmonar, volumes, capacidades e medidas pulmonares Antes de iniciarmos a nossa discussão sobre ventilação pulmonar, é necessário que você relembre alguns conceitos relacionados ao sistema respiratório: 1) Ventilação pulmonar: é a entrada e a saída de ar dos pulmões (Quadro 1). 2) Volume Corrente (VC): é a quantidade de ar que entra ou que sai das vias respiratórias em cada inspiração ou expiração, respectivamente. 3) Frequência respiratória (f): é o número de incursões respiratórias por minuto, ou seja, o número de vezes que inspiramos ou expiramos por minuto. 4) Volume minuto respiratório: é a quantidade total de novo ar que entra nas vias respiratórias por minuto. Veja o Quadro 1 a seguir. Quadro 1 Valores típicos da ventição pulmonar durante o repouso e os exercícios moderado e intenso. Condição FR (incursões/min) VC (l/incursão respiratória) Ventilação pulmonar (l/min) Repouso 12 0,5 6 Exercício moderado 30 2,5 75 Exercício intenso 50 3,0 150 Fonte: McArdle, Katch e Katch (2008, p. 269). 107© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 3 – SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CARDIOVASCULAR O volume minuto respiratório (VMR) é o produto da frequência respiratória (f) pelo volume corrente. O VC é de cerca de 500 ml, enquanto a f é de, aproximadamente, 12 incursões respiratórias por minuto. Portanto, o VMR é de, aproximadamente, 6.000 ml ou 6 litros por minuto: –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– V VC f= ⋅ 500 12V = ⋅ 6000 m ou 6 / minV l l= –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Antes de iniciar um exercício, há um pequeno aumento do VMR. Esse aumento ocorre devido ao estímulo proveniente do córtex cerebral agindo sobre o bulbo (área de controle respiratório). Durante o exercício máximo, a ventilação pulmonar pode atingir algo próximo de 180 litros por minuto (Figura 1), com frequência respiratória de, aproximadamente, 50 incursões por minuto e volume corrente de 3,6 litros. Já que o VMR é de cerca de 6 litros por minuto, isso quer dizer que, durante o exercício máximo, há o aumento de 30 vezes em relação ao valor de repouso. Observe a Figura 1 a seguir. 108 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 3 – SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CARDIOVASCULAR Fonte: Robergs e Roberts (2002, p. 162). Figura 1 Aumento da ventilação com o aumento da intensidade do exercício (VO2). 109© BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 3 – SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CARDIOVASCULAR Nos primeiros segundos após o início do exercício, há o aumento muito rápido do VMR. Depois de alguns segundos, a elevação do VMR torna-se mais lenta. Se o exercício não for muito intenso (submáximo), a tendência é o VMR alcançar um estado estável (steady-state). Porém, se o exercício for mais intenso (máximo), o VMR continuará aumentando até o término do exercício. O aumento do VMR é proporcional aos aumentos do consumo de oxigênio e da produção de dióxido de carbono pelos músculos ativos. Paralelamente a esse aumento da ventilação pulmonar, há o aumento proporcional do fluxo sanguíneo para os pulmões. Mas, como os vasos sanguíneos pulmonares suportam um aumento tão grande? Os vasos sanguíneos pulmonares suportam esse grande aumento do fluxo sanguíneo devido à diminuição da resistência dos vasos pulmonares ocasionada pela distensão dos vasos e pelo aumento dos capilares utilizados para enviar o sangue aos músculos em atividade. Essa diminuição da resistência dos vasos pulmonares, com o aumento do fluxo sanguíneo pulmonar, se dá sem que haja o aumento significativo da pressão arterial pulmonar. Geralmente, o VMR não limita a capacidade de exercitar em uma intensidade máxima. Porém, em alguns atletas de elite, o sistema pulmonar pode limitar o desempenho no exercício máximo. Isso pode ocorrer devido à diminuição da velocidade com que as hemácias podem fluir pelos vasos capilares pulmonares. No Quadro 2, você verá as alterações dos diferentes volumes e capacidades durante o exercício. 110 © BASES FISIOLÓGICAS DO MOVIMENTO HUMANO UNIDADE 3 – SISTEMAS RESPIRATÓRIO E CARDIOVASCULAR Quadro 2 Diferentes volumes e capacidades durante o exercício. Volume ou capacidade pulmonar Definição Valores em repouso Alteração no exercício Volume Corrente (VC) Volume de ar inspirado ou expirado a cada respiração. 600 ml Aumento Volume de Reserva Inspiratório (VRI) Volume máximo de ar inspirado após uma inspiração normal. 3.000 ml Diminuição Volume de Reserva Expiratório (VRE) Volume máximo de ar expirado após uma expiração normal. 1.200 ml Diminuição Volume Residual (VR) Volume de ar que permanece nos pulmões após uma expiração máxima. 1.200 ml Pequena diminuição Capacidade
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