Resumo Fisiologia do Exercício

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Resumo Fisiologia do Exercício
Introdução à Fisiologia do Exercício – O exercício consiste no uso repetido e regular de um órgão ou função corporal, é uma atividade com o objetivo de melhorar, manter ou expressar um tipo especifico de aptidão física. Já a atividade física, embora seja confundida com o exercício, refere-se à uma atividade realizada pelo corpo com objetivos diferentes do desenvolvimento específico de aptidão física. Desta forma, aptidão física é o estado de funcionamento corporal caracterizado pela capacidade de tolerar o estresse do exercício. A aptidão física possui diversos componentes a serem analisados, como a força, potência muscular, resistência muscular, resistência cardiorrespiratória, flexibilidade, composição corporal e agilidade. 
Outro termo importante é o treinamento físico, que é o uso repetido do exercício para melhorar a aptidão física. O corpo apresenta respostas imediatas ao exercício chamadas de adaptações agudas, que funcionam para ajudar o corpo a tolerar o exercício ou atividade física. E também adaptações que são mantidas após o término do exercício, chamadas de crônicas. 
A Fisiologia do exercício é uma disciplina que envolve o estudo de como o exercício altera a estrutura e função do corpo humano e inclui o estudo das funções do corpo como um todo, seus sistemas, órgãos, tecidos, células e moléculas. 
Exercício: um desafio para o controle homeostático – A Homeostase é uma condição que significa o estado do corpo no qual ele pode mais facilmente responder a mudanças no ambiente externo, onde se encontra sem estresse e geralmente em repouso. Apesar disso, não é uma condição constante, pois existe um equilíbrio dinâmico nas funções corporais que se combinam para manter a homeostase. Já o estado estável durante o exercício não pode ser considerado homeostase, mas sim uma condição em que certas funções corporais atingem uma constância dinâmica em novo nível. É quando após um curto período de tempo, o corpo atinge um estado estável no consumo de oxigênio e nos processos fisiológicos que suportam essa adaptação ao exercício. Quando se trata de exercício contínuo prolongado, a capacidade de atingir o estado estável vai determinar o tempo que a pessoa será capaz de se exercitar. Então, quando se trata de exercício, a condição de estado estável é mais significante que a homeostase. 
Um sistema de controle biológico é uma unidade funcional que trabalha para manter a homeostase, e seus componentes são: o receptor, que detecta estímulos e libera informações para a unidade de controle integradora, que é o componente que recebe as informações sensoriais do receptor e redireciona a informação para causar uma resposta, e o mecanismo efetor, que é a resposta resultante do receptor e da função da unidade integradora. 
Na retroalimentação negativa, a resposta a um estimulo que perturba a homeostase causa uma resposta que tenta minimizar ou neutralizar a resposta do corpo a este estímulo, então os sistemas de retroalimentação negativa trabalham em oposição ao estímulo inicial, diminuindo sua magnitude, o que resulta em uma menor necessidade de maiores regulações. Respostas de retroalimentação positivas existem no corpo, mas são menos comuns, visto que esse mecanismo resulta em uma resposta que exacerbaria o sinal original, e as maneiras de parar com essa resposta envolvem mecanismo de retroalimentação negativa.
A precisão pela qual um sistema de controle pode prevenir desvios da homeostase é denominada ganho do sistema de controle. E esse ganho é a quantidade necessária de correção dividido pela quantidade de anormalidade restante após a correção. Então, sistemas de controle com grande ganho são mais precisos na regulação.
Metabolismo – O exercício e a atividade física aumentam a necessidade de energia do organismo, e a necessidade que o organismo tem de tolerar um exercício é fundamental para a existência e nos permite cumprir as atividades de vida diária. Quando as células do corpo precisam de energia, fazem a decomposição de moléculas para obter a energia armazenada nas ligações químicas entre os átomos, é a chamada energia química. A bioenergética é o estudo das transferências de energia entre as reações químicas em tecidos vivos. Um Sistema é o local onde ocorre os processos termodinâmicos e Universo é o ambiente em torno do sistema. A primeira lei da bioenergética é a conservação de energia, que diz que a energia não é destruída quando utilizada ou transformada de uma forma a outra, e a segunda lei é o aumento da desordem e explica o porquê ou em qual direção ocorreu a reação química e qual o montante de energia química liberada. A energia livre de Gibbs é a forma de energia que as células podem utilizar para realizar trabalho, enquanto que a Entropia é a forma de energia que não pode ser utilizada. E a Entalpia é o conteúdo de calor do sistema reagente, refletindo o número e os tipos de ligações químicas nos reagentes e produtos.
Adenosina trifosfato (ATP) é uma molécula grande que contém três grupamentos fosfato. É também uma molécula envolvida no fluxo de energia livre a partir de reações que liberem essa energia para outras, que utilizem essa mesma energia.
O Metabolismo é o somatório de todas as reações químicas que ocorrem no organismo e suas duas funções principais são o Catabolismo, que envolve a desintegração de nutrientes ricos em energia, a liberação de energia livre, as suas transferências acopladas para as moléculas intermediárias e a formação de produtos finais pobres em energia e o Anabolismo, que envolve a ligação covalente de elétrons, prótons e pequenas moléculas a fim de produzir moléculas maiores. 
As enzimas são catalisadores biológicos que aceleram reações químicas, mas elas também fornecem os meios para acoplar reações químicas, possibilitando a liberação de energia livre de uma reação para ser utilizada por outra, além disso, elas determinam se as reações químicas podem prosseguir em boa taxa fisiológica. 
No catabolismo, os substratos utilizados pelas células para a formação de ATP são carboidratos, lipídios e aminoácidos e suas vias metabólicas específicas são, respectivamente, a glicólise, a B-oxidação e a transaminação. 
O músculo esquelético pode produzir a ATP necessária para a contração de 3 maneiras: sistema do fosfagênio, metabolismo glicolítico e respiração mitocondrial. Sendo que, a produção de ATP pela creatinina fosfato e pela glicólise são fazem parte do metabolismo anaeróbio, enquanto que a respiração mitocondrial é aeróbia.
O sistema do fosfagênio é a regeneração de ATP catalisada pela creatina quinase, via hidrólise da creatina fosfato (CrP) e ADP. Esse sistema é importante porque regenera ATP rapidamente.
A glicogênólise é o catabolismo do glicogênio e consiste na remoção de unidades de glicose do glicogênio produzindo glicose-6-fosfato. A enzima principal desse processo é a fosforilase. A incorporação do fosfato a fosforilase ocorre quando aumenta a concentração do segundo mensageiro, o AMP ciclíco, que é produzido em resposta a adrenalina ligada a um receptor especifico no sarcolema. A importância da glicogênólise é que ela fornece em ritmo rápido a glicose-6-fosfato que é a primeira intermediaria da glicólise. 
A glicólise são as reações envolvendo o catabolismo (quebra) da glicose ao seu produto final, o piruvato, e também ATP e NADH. Possui as fases de investimento de energia, clivagem e geração de energia. Esse piruvato pode ser reduzido a lactato pela enzima lactato desidrogenase. A produção de lactato envolve a redução do piruvato e os elétrons e prótons necessários para isso são fornecidos por NADH + H+, portanto, a produção de lactato envolve a oxidação de NADH, que regenera NAD+ para a glicólise. Então, isso ajuda a manter a razão existente entre NAD+ e NADH (o denominado potencial de redox citosólico). 
Entretanto, a maioria do piruvato não é convertida a lactato, mas entra na mitocôndria para ser catabolizada por uma série de reações que produzem dióxido de carbono, liberam elétrons e prótons, consomem oxigênioe produzem muito ATP. No Ciclo do Ácido Tricarboxílico (CAT ou Ciclo de Krebs) esse piruvato vai ser convertido em acetil CoA através da enzima piruvato desidrogenase, então a acetil CoA vai entrar na via catabólica CAT que consiste em nove reações. Os produtos finais desse ciclo são dióxido de carbono (CO²), ATP, NADH + H+ e FADH, que disponibilizam íons que serão utilizados na cadeia de transporte de elétrons. 
A utilização do oxigênio se dá na Cadeia de Transporte de Elétrons (CTE), onde os prótons e elétrons adquiridos pela NAD e FADH são utilizados para adicionar elétrons aos átomos de hidrogênio e oxigênio para formar água e produzir energia livre para adicionar fosfato a ADP e formar ATP. Essa formação de água e ATP durante a CTE é denominada fosforilação oxidativa. 
O catabolismo lipídico começa com a desintegração dos triacilgliceróis (lipólise), onde uma enzima chamada lipase-hormônio-sensível é ativada pelo AMPc e libera moléculas de ácido graxo livre (AGLs) e uma outra enzima lipase, a lipase de lipoproteína catabolisa os triacilgliceróis das moléculas lipoproteicas plasmáticas. Então essas moléculas de AGLs podem ser catabolizadas pelo musculo e o glicerol remanescente é encaminhado para o fígado. 
Depois da lipólise intramuscular, os AGLs devem ser modificados pela adição de CoA, para permitir a ligação a carnitina, e transportados para dentro da mitocôndria, onde são catabolizados em uma via metabólica chamada B-oxidação, que consiste em quatro reações catabolizadas por enzima que resulta na remoção do segundo final de 2carbono (o carbono beta) produzindo acetil CoA, NADH, FADH e uma molécula de AGL, que é dois carbonos menor.
Baseado no cálculo de toda a ATP formada, sabe-se que o metabolismo de carboidratos produz mais ATP para um dado números de moléculas de acetil CoA, isso exige um menor consume de oxigênio para uma dada produção de ATP e fornece a explicação para o carboidrato possuir maior equivalente calórico por litro de oxigênio que os lipídios. 
Muitas reações que ocorrem durante a recuperação do exercício agrupam moléculas menores em moléculas maiores pela utilização de energia livre e liberação de elétrons e prótons durante o catabolismo. A soma dessas reações que necessitam de energia é chamada de Anabolismo. 
A enzima responsável pela catalisação de adição dos resíduos de glicose ao glicogênio é chamada de glicogênio sintase. Essa síntese de glicogênio depende de uma série de reações que envolve a formação de glicose-6-fosfato (G6P), glicose-1-fosfato (G1P), glicose UDP e finalmente, a adição de glicose a molécula de glicogênio. A síntese de glicogênio é um meio muito eficiente de estocar energia livre. 
As moléculas de ácido graxo livre e glicerol para a síntese muscular de triacilglicerol são provenientes do sangue, começando com várias enzimas catalisam a adição de moléculas de AGL intramuscular a glicerol-3-fosfato e o produto formado após duas adições de AGL é chamado fosfotidato. A terceira molécula de AGL é adicionada pela lipase após a remoção do fosfato, constituindo um triacilglicerol.
O controle da síntese de aminoácidos ocorre via metabolismo celular regulado pelos aminoácidos glutamato e glutamina. A transaminação é a remoção de um grupamento amina de um aminoácido e sua localização na cadeia de carbono que forma outro aminoácido. 
Já a síntese de proteínas envolve eventos moleculares que incluem a comunicação entre o núcleo e o citosol da célula. A testosterona, passa através do sarcolema, liga-se a uma proteína intracelular de transporte e é transportada para o núcleo. Esse hormônio, estimula a síntese da sequência de nucleotídeos que complementa uma sequência especifica de DNA que codifica as moléculas necessárias à hipertrofia do músculo esquelético. Nesse processo, denominado transcrição, é formada o ácido ribonucleico. A molécula transcrita de RNA é processada para produzir um RNA mensageiro. Então, no citosol o RNAm anexa-se a organela responsável pela síntese proteica, o ribossomo. Os aminoácidos são transportados para a estrutura do RNA ribossômico pelo RNA transportador. Moléculas protéicas são sintetizadas pelas interações entre os ribossomos, RNAm, RNAt e moléculas de aminoácidos. A tradução é a formação de aminoácidos a partir da associação enzimática entre ribossomos, RNAm e RNAt. 
O fígado e o tecido adiposo são importantes tecidos/órgãos de suporte para as necessidades metabólicas do musculo esquelético. O fígado sintetiza glicogênio, aminoácidos, triacilgliceróis e proteínas, mas também produz glicose e AGLs. A Gliconeogênese é a formação de glicose a partir de precursores que não são carboidrato. No fígado, a glicose é o único substrato para a síntese de glicogênio. O tecido adiposo tem sua principal via anabólica na síntese de triacilglicerol.