fisiologia do execício 4

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Fisiologia do Exercício
Transferência de Energia na Atividade Física
AULA 01: CONTEXTUALIZAÇÃO
Seminários integrados em Educação Física
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
A atividade física de alta intensidade e curta duração requer energia imediata.
Essa energia provém quase exclusivamente de fosfatos de alta energia intramusculares (ou fosfagênio), trifosfato de adenosina (ATP) e fosfocreatina (PCr). 
É provável que a quantidade desses compostos de alta energia seja consumida completamente em 20 a 30 s de exercício máximo.
A taxa máxima de transferência de energia pelos fosfatos de alta energia ultrapassa em quatro a oito vezes a transferência máxima de energia do metabolismo aeróbico.
ENERGIA IMEDIATA / SISTEMA ATP-PCr (ANAERÓBICO ALÁTICO)
Transferência de energia na atividade física
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Disciplina
A ressíntese dos fosfatos de alta energia é rápida durante a atividade física intensa e de curta duração. 
A energia para fosforilar o ADP durante esse tipo de movimento provém principalmente da degradação do glicogênio muscular armazenado por meio da glicólise anaeróbica rápida com subsequente formação de lactato. 
Ela se torna ativa quando uma pessoa acelera no início do movimento ou durante os últimos quilômetros em uma corrida, quando realiza um esforço máximo do início ao fim durante uma corrida de 440 m ou uma prova de natação de 100 m. 
ENERGIA A CURTO PRAZO | SISTEMA GLICOLÍTICO (ANAERÓBICO LÁTICO)
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Acúmulos rápidos e consideráveis de lactato sanguíneo ocorrem principalmente no músculo agonista, movimentos máximos entre 60 e 180 s de duração. 
A redução na intensidade para prolongar o período de movimento acarreta redução correspondente da taxa de acúmulo de lactato e no nível final de lactato sanguíneo.
ENERGIA A CURTO PRAZO | SISTEMA GLICOLÍTICO (ANAERÓBICO LÁTICO)
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O lactato sanguíneo não se acumula em todos os níveis de atividade física. 
Durante a atividade leve e moderada (< 50% da capacidade aeróbica), a formação de lactato sanguíneo é igual a sua eliminação, e as reações que consomem oxigênio atendem adequadamente às demandas energéticas. 
Todo lactato formado em uma parte de um músculo estriado esquelético ativo acaba sendo oxidado pelas fibras musculares com alta capacidade oxidativa no mesmo músculo ou em músculos adjacentes menos ativos, como coração e outros tecidos.
ACÚMULO DE LACTATO 
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Quando a oxidação do lactato é igual à sua produção, o nível sanguíneo de lactato permanece estável, mesmo que ocorram aumentos na intensidade do movimento e no consumo de oxigênio.
Quando o metabolismo glicolítico predomina, a produção de nicotinamida adenina dinucleotídio (NADH) ultrapassa a capacidade da célula de liberar seus hidrogênios (elétrons) para a cadeia respiratória, por causa da oferta insuficiente de oxigênio ou do uso de oxigênio no nível tecidual ou até mesmo por um estímulo causado pelos hormônios epinefrina e norepinefrina independentemente da hipóxia tecidual.
ACÚMULO DE LACTATO 
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O desequilíbrio na liberação de oxigênio e a subsequente oxidação (mais precisamente, a razão NAD+/NADH citoplasmática) fazem com que o piruvato aceite o excesso de hidrogênios. O piruvato original com dois hidrogênios adicionais forma uma nova molécula, o ácido láctico (alterado para lactato no corpo), que começa a se acumular.
o recrutamento das fibras de contração rápida com o aumento progressivo da intensidade no exercício favorece a formação de lactato, independentemente da oxigenação tecidual.
ACÚMULO DE LACTATO 
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Para pessoas sadias, porém não treinadas, o lactato sanguíneo começa a se acumular e sobe exponencialmente até cerca de 50 a 55% da capacidade máxima para metabolismo aeróbico.
ACÚMULO DE LACTATO 
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Alguns fatores determinam a diferença no comportamento do lactato nos atletas de endurance:
Características genéticas do atleta (p. ex., tipo de fibras musculares, responsividade do fluxo sanguíneo muscular).
Adaptações locais específicas ao treinamento que favorecem menor produção de lactato.
Taxa mais rápida de remoção do lactato via maior depuração e/ou conversão do lactato em qualquer intensidade da atividade física.
ACÚMULO DE LACTATO 
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Como já foi abordado, as reações glicolíticas produzem relativamente poucas moléculas de ATP. 
Consequentemente, o metabolismo aeróbico fornece quase toda a transferência de energia quando uma atividade física intensa prossegue por mais de alguns minutos.
ENERGIA A LOGO PRAZO / SISTEMA AERÓBICO
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O consumo de oxigênio aumenta exponencialmente durante os primeiros minutos de atividade física, componente rápido do consumo de oxigênio do exercício, para alcançar um platô entre o terceiro e o quarto minutos. 
Depois permanece relativamente estável durante toda a duração do esforço. 
O steady-state em geral descreve a porção plana ou platô da curva do consumo de oxigênio. 
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE O EXERCÍCIO
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Steady-state reflete um equilíbrio entre a energia de que os músculos ativos necessitam e a produção de ATP no metabolismo aeróbico. 
Na região de steady-state, reações redox conjugadas fornecem energia para a atividade física; todo o lactato produzido será oxidado ou transformado em glicose. Não ocorre acúmulo relevante de lactato sanguíneo em condições metabólicas de steady-state aeróbicas.
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE O EXERCÍCIO
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CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE O EXERCÍCIO
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Depois que o metabolismo aeróbico, atinge o steady-state a atividade física teoricamente poderia prosseguir indefinidamente se o indivíduotivesse a “vontade” de fazê-lo. 
Isso pressupõe que o metabolismo aeróbico em steady-state é o único determinante da capacidade do indivíduo de realizar um exercício de steady-state. 
Com muita frequência, a perda de líquido e a depleção eletrolítica durante a atividade representam fatores limitantes, especialmente em um clima quente. 
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE O EXERCÍCIO
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No início da atividade, a curva do consumo de oxigênio mostrada não aumenta instantaneamente até o steady-state. 
No início, o estágio transicional de um esforço com carga constante, o consumo de oxigênio permanece abaixo do steady-state, apesar de a demanda energética se manter inalterada durante todo o exercício. 
Um retardo no consumo de oxigênio no início do exercício não deveria surpreender, pois a energia para a ação muscular provém diretamente da degradação anaeróbica imediata do ATP.
DÉFICIT DE OXIGÊNIO
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Após vários minutos de atividade física submáxima, a produção de hidrogênios e a subsequente oxidação e a produção de ATP tornam-se proporcionais à demanda de energia do exercício. 
Nesse estágio, o consumo de oxigênio alcança um equilíbrio, indicando um steady-state relativo entre a demanda de energia e a transferência de energia aeróbica.
DÉFICIT DE OXIGÊNIO
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O déficit de oxigênio expressa quantitativamente a diferença entre o consumo total de oxigênio durante a atividade e o total que teria sido consumido se o consumo de oxigênio em steady-state tivesse sido alcançado desde o início. 
Esse déficit de oxigênio representa a transferência imediata de energia anaeróbica proveniente da hidrólise dos fosfatos intramusculares de alta energia e da glicólise rápida até que a transferência de energia steady-state seja igual às demandas de energia.
DÉFICIT DE OXIGÊNIO
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A pessoa treinada em endurance alcança o steady-state mais rapidamente, com menor déficit de oxigênio que os atletas de sprint-potência, os pacientes cardíacos, os idosos ou os indivíduos não treinados.
As três adaptações ao treinamento aeróbico facilitam a taxa de metabolismo aeróbico quando o exercício começa:
Aumento mais rápido na bioenergética muscular.
Aumento do débito cardíaco global.
Fluxo sanguíneo regional desproporcionalmente grande para o músculo ativo complementado por adaptações celulares.
DÉFICIT DE OXIGÊNIO
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A figura a seguir mostra o consumo de oxigênio durante uma série de corridas com velocidade constante por seis colinas progressivamente mais íngremes. As colinas são simuladas no laboratório aumentando a elevação em uma esteira rolante.
Durante as primeiras colinas, o consumo de oxigênio aumenta rapidamente, com cada novo valor de equilíbrio sendo diretamente proporcional à intensidade do exercício. O corredor mantém a velocidade até as duas últimas colinas, porém o consumo de oxigênio não aumenta com a mesma rapidez nem no mesmo grau das colinas anteriores. 
CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO
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Nenhum aumento no consumo de oxigênio ocorre durante a corrida até a última colina. O trecho em amarelo na parte superior direita da figura onde o consumo de oxigênio alcança um platô ou aumenta apenas levemente com os aumentos adicionais na intensidade do exercício representa o consumo máximo de oxigênio.
A transferência de energia via glicólise anaeróbica permite realizar uma atividade física mais intensa com acúmulo inerente de lactato. Nessas condições, o corredor fica logo exausto e torna-se incapaz de continuar.
CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO
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CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO
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O VO2máx. proporciona uma medida quantitativa da capacidade do indivíduo para ressíntese aeróbica do ATP. 
Isso torna o VO2máx. um importante indicador de como uma pessoa consegue manter uma atividade intensa por mais de 4 ou 5 min. 
CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO
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Existem dois tipos distintos de fibras musculares nos seres humanos, cada um deles gerando ATP diferentemente. 
Uma fibra de contração rápida (CR), ou tipo II, possui duas subdivisões primárias, tipo IIa e tipo IIx. 
Cada tipo de fibra apresenta alta velocidade de contração e alta capacidade para a produção anaeróbica de ATP via glicólise. 
FIBRAS MUSCULARES DE CONTRAÇÃO RÁPIDA E LENTA
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A subdivisão representada pela fibra tipo IIa também tem capacidade aeróbica bastante alta. 
As fibras tipo II tornam-se ativas durante as atividades com mudança de ritmo e com paradas e arranques.
Elas aumentam também a produção de força ao correr ou pedalar para subir a colina enquanto se mantém uma velocidade constante ou durante um esforço de alto impacto que precise de movimentos rápidos e intensos, que dependem quase exclusivamente da energia proveniente do metabolismo anaeróbico.
FIBRAS MUSCULARES DE CONTRAÇÃO RÁPIDA E LENTA
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O segundo tipo de fibra, a fibra muscular de contração lenta (CL), ou tipo I, gera energia principalmente através das vias aeróbicas. 
Esta fibra tem velocidade de contração lenta em comparação com a fibra de contração rápida.
 
A capacidade de gerar ATP aerobicamente está intimamente relacionada com numerosas fibras do tipo I e grandes mitocôndrias, incluindo altos níveis das enzimas necessárias para o metabolismo aeróbico, particularmente o catabolismo dos ácidos graxos. 
As fibras musculares de contração lenta realizam principalmente as atividades contínuas que exigem um steady-state de transferência de energia aeróbica. 
FIBRAS MUSCULARES DE CONTRAÇÃO RÁPIDA E LENTA
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Depois da atividade física, os processos corporais nãoretornam imediatamente aos níveis de repouso. 
Após um esforço físico relativamente leve e de curta duração, a recuperação processa-se rapidamente e passa despercebida. 
Em contrapartida, a corrida de meia milha (800 m) ou uma prova de natação de 190 m mais extenuante realizada com a maior rapidez possível, requer um período de tempo considerável para que o metabolismo de repouso possa retornar aos níveis observados antes da atividade. 
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE A RECUPERAÇÃO
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A rapidez com que o indivíduo responde na recuperação após uma atividade física leve, moderada e intensa depende de processos metabólicos e fisiológicos específicos durante e na recuperação após cada tipo de esforço.
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE A RECUPERAÇÃO
Transferência de energia na atividade física
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Cada uma das curvas na figura demonstra que o consumo de oxigênio durante a recuperação é sempre superior ao valor de repouso, independentemente da intensidade do exercício. 
O excesso de consumo de oxigênio era classicamente chamado dívida de oxigênio, ou consumo de oxigênio da recuperação; o termo novo preferido é consumo excessivo de oxigênio após o exercício ou EPOC (indicado pela área sombreada em azul escuro embaixo de cada curva da recuperação). 
O EPOC é calculado como o oxigênio total consumido na recuperação menos o oxigênio total que seria teoricamente consumido em repouso durante o período de recuperação.
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE A RECUPERAÇÃO
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No exercício aeróbico leve de duração relativamente curta e pouca modificação na temperatura corporal e no meio ambiente hormonal, cerca de metade do consumo total de oxigênio da recuperação ocorre no transcorrer de 30 s, e a recuperação completa ocorre em 2 a 4 min. 
O declínio no consumo de oxigênio obedece a uma curva exponencial com um único componente, denominado componente rápido no consumo de oxigênio da recuperação.
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE A RECUPERAÇÃO
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A recuperação após uma atividade extenuante representa um quadro diferente, presumivelmente porque três fatores – o lactato sérico, a temperatura corporal e os níveis dos hormônios termogênicos – aumentam substancialmente. 
Além do componente rápido da fase de recuperação, existe uma segunda fase de recuperação, o componente lento. 
Dependendo da intensidade e da duração da atividade física precedente, o componente lento pode levar até 24 h para retornar ao consumo de oxigênio pré-exercício.
CONSUMO DE OXIGÊNIO DURANTE A RECUPERAÇÃO
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O metabolismo aeróbico elevado na recuperação restaura o corpo para sua condição pré-exercício. 
Na atividade de curta duração de leve a moderado, o consumo de oxigênio na recuperação em geral reabastece os fosfatos de alta energia depletados pela atividade. 
A recuperação costuma processar-se rapidamente em alguns minutos. No exercício aeróbico intenso e de maior duração, de 60 min ou mais, o consumo de oxigênio da recuperação mantém-se elevado por um período consideravelmente mais longo.
DINÂMICA METABÓLICA DO CONSUMO DE OXIGÊNIO NA RECUPERAÇÃO
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No esforço físico exaustivo com seu grande componente anaeróbico e acúmulo de lactato, uma pequena parte do EPOC ressintetiza o lactato em glicogênio. 
Um componente significativo de EPOC relaciona-se com os processos fisiológicos que ocorrem durante a recuperação, além dos eventos metabólicos observados durante a atividade física. Por exemplo, a temperatura corporal sobe cerca de 3°C durante uma longa sessão de atividade aeróbica intensa e pode permanecer elevada por várias horas durante a recuperação. 
A temperatura corporal elevada estimula diretamente o metabolismo de forma a aumentar o consumo de oxigênio da recuperação.
DINÂMICA METABÓLICA DO CONSUMO DE OXIGÊNIO NA RECUPERAÇÃO
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Outros fatores também afetam o EPOC. Até 10% do consumo de oxigênio da recuperação reabastecem o sangue que retorna aos pulmões proveniente dos músculos previamente ativos. 
Outros 2 a 5% restauram o oxigênio absorvido nos líquidos corporais e aquele ligado à mioglobina no músculo. 
Os volumes ventilatórios na recuperação após uma atividade física intensa permanecem 8 a 10 vezes acima da demanda de repouso, custo esse que pode ser igual a 10% do EPOC. 
DINÂMICA METABÓLICA DO CONSUMO DE OXIGÊNIO NA RECUPERAÇÃO
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O coração também trabalha mais intensamente e necessita de um maior suprimento de oxigênio durante a recuperação. 
O reparo tecidual e a redistribuição dos íons cálcio, potássio e sódio no músculo e em outros compartimentos corporais também exigem energia. 
Os efeitos residuais dos hormônios termogênicos epinefrina, norepinefrina, tiroxina, incluindo os glicocorticoides liberados durante a atividade física, mantêm o metabolismo elevado durante a recuperação. 
DINÂMICA METABÓLICA DO CONSUMO DE OXIGÊNIO NA RECUPERAÇÃO
Transferência de energia na atividade física
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Em suma, todos os sistemas fisiológicos ativados durante a atividade física aumentam suas próprias necessidades particulares em termos de oxigênio durante a recuperação.
Dois fatores influenciam o consumo de oxigênio da recuperação:
O nível de metabolismo anaeróbico durante a atividade física.
Os ajustes respiratórios, circulatórios, hormonais, iônicos e térmicos que elevam o metabolismo durante a recuperação.
DINÂMICA METABÓLICA DO CONSUMO DE OXIGÊNIO NA RECUPERAÇÃO
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DINÂMICA METABÓLICA DO CONSUMO DE OXIGÊNIO NA RECUPERAÇÃO
Transferência de energia na atividade física
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Uma boa compreensão da dinâmica do EPOC proporciona uma base para estruturar os intervalos da atividade física e aprimorar a recuperação. 
Não são acumuladas apreciáveis quantidades de lactato nem na atividade aeróbica em steady-state nem nas pequenas séries de 5 a 10 s de trabalho máximo acionado pelos fosfatos intramusculares de alta energia. 
Consequentemente, a recuperaçãoprogride rapidamente, e a atividade poderá começar de novo com apenas um curto período de repouso, com a recuperação passiva sendo mais desejável. 
IMPLICAÇÕES DO EPOC PARA O EXERCÍCIO E RECUPERAÇÃO
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Em contrapartida, as durações prolongadas de esforço anaeróbico por mais de 2 min produzem considerável acúmulo de lactato nos músculos ativos e no sangue, com uma ruptura em vários sistemas fisiológicos. 
Nesses casos, com frequência será necessário um período de tempo considerável para que o consumo de oxigênio da recuperação retorne ao nível pré-atividade basal.
IMPLICAÇÕES DO EPOC PARA O EXERCÍCIO E RECUPERAÇÃO
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Os procedimentos para acelerar a recuperação após atividade física em geral são ativos ou passivos. Na recuperação ativa, geralmente denominada “esfriamento” (cooling down), o indivíduo realiza um esforço submáximo com grandes grupos musculares, por acreditar que a atividade física contínua previne de alguma forma as cãibras e a rigidez muscular e facilita a remoção do lactato e a recuperação global. 
Na recuperação passiva, em geral a pessoa fica deitada, supondo-se que a inatividade total reduz as demandas energéticas de repouso e, dessa maneira, “libera” o oxigênio para alimentar o processo da recuperação. 
IMPLICAÇÕES DO EPOC PARA O EXERCÍCIO E RECUPERAÇÃO
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
 
Consumo de oxigênio durante o exercício e recuperação
AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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