Resumo de Fisiologia do Exercicio

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Cap. 5 – INTRODUÇÃO A TRANSFERENCIA DE ENERGIA 
 (Energia – a capacidade de realizar trabalho) 
 Não é possível definir energia em um estado concreto de tamanho, formato ou 
massa. O termo energia reflete a um estado dinâmico, surgindo somente quando a mudança 
(trabalho). 
 A primeira lei da termodinâmica descreve um principio relacionado com o trabalho 
biológico. Fala que o corpo não produz, não consome nem utiliza energia mas transforma-se de 
uma forma para outra sem ser depletada. No corpo as ligações dos macronutrientes não se 
dissipa imediatamente na forma de calor, grande parte permanece como energia química, que 
 (Energia Potencial e cinética) 
 A energia contida em um macronutriente durante o metabolismo antes da liberação de 
sua energia armazenada é considerado energia potencial. Ao ser liberada, a energia potencial é 
transformada em energia cinética de movimento. 
 (formas de energia) 
 Química, mecânica, térmica, luminosa, elétrica e nuclear. 
 (Exemplo de conversão de energia) 
 A conversão de energia de uma forma para outra ocorre prontamente nos mundos 
animados e inanimados. Fotossíntese e respiração representam os exemplos mais fundamentais 
de conversão de energia nas células vivas. 
 (trabalho biológico nos seres humanos) 
 Na representação de trabalho biológico temos três tipos: trabalho mecânico, químico e 
de transporte. 
 O Trabalho mecânico gerado pela contração muscular é o exemplos mais claro de 
transformação de energia, quando os motores moleculares nos filamentos proteicos de uma 
fibra muscular transformam diretamente a energia química em energia mecânica. 
 No trabalho químico a síntese contínua dos componente celulares ocorre a medida que 
outros componentes são desintegrados. A síntese de tecido muscular que ocorre em resposta a 
uma sobrecarga crônica no treinamento de resistência mostra claramente o trabalho químico. 
Todas as células realizam trabalho químico com finalidade de manutenção e crescimento. 
 O trabalho de transporte basicamente é a maneira que os materiais celulares fluem de 
uma área para outra, podem ser passivo ou ativo. No passivo esse processo de difusão não 
requer energia, já no ativo requer energia porque o transporte vai de um meio menos 
concentrado para outro com uma maior concentração de material celular. 
 (Fatores que afetam o ritmo da bioenergética) 
 Quando se fala em ritmo da bioenergética, não se pode deixar de falar das enzimas e 
coenzimas. Porque é através delas que é transferida a energia química existente nos nutrientes 
alimentares para os filamentos contrateis dos músculos. 
 As enzimas são grandes catalisadores proteicos que aceleram o ritmo das reações 
químicas sem serem consumidas nem modificadas durante a reação. 
 Nem todas enzimas trabalham com a mesma velocidade, algumas trabalham 
lentamente outras mais rapidamente. 
 O PH e a temperatura podem alterar drasticamente a atividade enzimática. Tem enzimas 
que tem atividade melhor com o ph alcalino outras melhor com o ph acido e em geral as 
elevações na temperatura aceleram a reatividade enzimática, porem quando a temperatura 
sobe até acima de 40 a 50°C, as enzimas proteicas sofrem uma desnaturação permanente e sua 
atividade cessa. 
 (Hidrolise e condensação: as Bases para a digestão e a síntese) 
 Em geral, as reações de hidrólise digerem ou fracionam as moléculas complexas, 
transformando-as em subunidades mais simples; as reações de condensação elaboram 
moléculas maiores por manterem juntas suas subunidades. 
 A hidrolise cataboliza carboidratos, lipídios e proteínas em formas mais simples que o 
corpo consegue absorver e assimilar facilmente. Esse processo básico de decomposição desfaz 
as ligações químicas por acrescentar H+ e OH- (componentes da água) aos coprodutos da 
reação. 
 Na condensação as reações da hidrolise ocorre na direção oposta quando o composto 
AB é sintetizado a partir A-H e B-OH. É formada também uma molécula de água nesse processo 
estrutural (denominada também síntese por desidratação). 
 
CAP. 6 – TRASFERENCIA DE ENERGIA NO CORPO 
 (Trifosfato de adenosina: moeda corrente da Energia) 
 A energia contida no alimento não é transferida diretamente as células para a realização 
de um trabalho biológico. Pelo contrario, a energia proveniente da oxidação dos 
macronutrientes é recolhida e conduzida através do composto rico em energia trifosfato de 
adenosina (ATP). Em essência, o papel de doador de energia-receptor de energia do ATP 
representa as duas principais atividades transformadoras de energia da célula: 
Extrair a energia potencia do alimento e conservá-la dentro das ligações do ATP. 
Extrair e transferir a energia química contida no ATP para acionar o trabalho biológico. 
 A energia proveniente da hidrolise do ATP aciona todas as formas de trabalho biológico; 
assim sendo, o ATP constitui a moeda corrente da energia das células. 
 ( Fosfocreatina: O reservatório de energia) 
 A gordura e o glicogênio representam as principais fontes de energia para manter a 
ressíntese de ATP quando o mesmo torna-se necessário. Alguma energia para a ressíntese do 
ATP provem também diretamente da cisão anaeróbica de um fosfato proveniente da 
fosfocreatina (fosfato de creatina – PCr), outro composto fosfato intracelular de alta energia. 
 Os aumentos transitórios no ADP dentro da unidade contrátil do musculo durante o 
exercício desviam a reação catalisada pela creatinoquinase na direção da hidrolise de PCr e da 
produção de ATP; a reação não necessita de oxigênio e alcança uma produção máxima de 
energia em cerca de 10 segundos. Assim sendo, a PCr funciona como um reservatório de ligações 
fosfato de alta energia. 
 (Oxidação Celular) 
 As reações de oxidação e as reações de redução continuam acopladas e constituem o 
mecanismo bioquímico subjacente ao metabolismo energético. Esse processo proporciona 
continuamente átomos de hidrogênio provenientes do catabolismo dos macronutrientes 
armazenados. As mitocôndrias contem moléculas carreadoras que removem elétrons do 
hidrogênio e acabam transferindo-os para o oxigênio. A síntese do ATP ocorre durante as 
reações de oxidação-redução. 
 Durante a oxidação celular, os átomos de hidrogênio não são simplesmente despejados 
nos líquidos intracelulares. Pelo contrario, as enzimas desidrogenases especificas para o 
substrato catalisam a liberação do hidrogênio pelo substrato nutriente. 
 O transporte de elétrons por moléculas carreadoras especificas constitui a cadeia 
respiratória, que é a via final comum ao longo da qual os elétrons extraídos do hidrogênio 
passam para o oxigênio. Para cada par de átomos de hidrogênio, dois elétrons fluem através da 
cadeia e reduzem um átomo de oxigênio para formar uma molécula de agua. 
 A fosforilação oxidativa sintetiza ATP pela transferência de elétrons de NADH e FADH² 
para o oxigênio. 
 De certa forma, a fosforilação oxidativa pode ser comparada a uma cachoeira dividida 
em varias cascatas separadas pela intervenção de rodas d’agua localizadas a alturas diferentes. 
As rodas d’agua aproveitam a energia da água que cai; de maneira semelhante, a energia 
eletroquímica gerada durante o transporte de elétrons acaba sendo aproveitada e transferida 
ao ADP. 
 A relação de ligações fosfato formada para átomos de oxigênio consumidos reflete 
quantitativamente a acoplagem da produção de ATP para o transporte de elétrons. 
 (Papel do Oxigênio no metabolismo energético) 
 Metabolismo aeróbico refere-se às reações catabólicas geradoras de energia em que o 
oxigênio funciona como aceitador final de elétrons na cadeia respiratória e combina-se com o 
hidrogênio para formar agua. Em certo sentido, o termo aeróbico parece ser enganoso, pois o 
oxigênio não participa diretamente da síntese do ATP. Por outro lado, a presença de oxigênio 
no final da linha determina em grande parte a capacidade para a produção aeróbicade ATP e a 
possibilidade de manter um exercício de endurance intenso. 
 (liberação de energia pelos carboidratos) 
 Existem duas formas de fracionamento dos carboidratos em uma serie de reações de 
fermentação denominadas coletivamente de glicólise (a dissociação do açúcar) ou a via de 
Embden-Meyerhof. Em uma o lactato passa a constituir o produto final. Na outra forma, o 
piruvato continua sendo o produto final. Com o piruvato como o substrato final, o catabolismo 
dos carboidratos prossegue e acopla-se para o fracionamento adicional (ciclo do acido cítrico) e 
a produção de ATP pelo transporte de elétrons. Esse tipo de fracionamento do carboidratos (as 
vezes denominado glicose aeróbica [com oxigênio]) é um processo relativamente lento que 
resulta na formação de uma quantidade substancial de ATP. Em contrapartida, a glicose que 
resulta na formação de lactato (denominada glicose anaeróbica [sem oxigênio] representa uma 
produção rápida porém limitada de ATP. A formação globular tanto de lactato quanto de 
piruvato depende mais das atividades glicolíticas e mitocondriais relativas que da presença de 
oxigênio molecular. Glicólise rápida (anaeróbica) e lenta (aeróbica) são os termos apropriados 
para descrever a glicólise. 
 A degradação da glicose ocorre em dois estágios. No estagio um, a glicólise é fracionada 
com rapidez em duas moléculas de piruvato. A transferência de energia para a fosforilação 
ocorre sem oxigênio (é anaeróbica). No estagio dois, o piruvato é degradado ainda mais para o 
dióxido de carbono e água. As transferências de energia que resultam dessas reações tornam 
necessário o transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa concomitante (são aeróbicas). 
 (liberação de energia pelas gorduras) 
 A gordura armazenada representa a mais abundante fonte corporal de energia 
potencial. Em relação aos carboidratos e às proteínas, a gordura armazenada proporciona uma 
quantidade quase ilimitada de energia. 
 Apesar de todas as células armazenarem alguma gordura, o tecido adiposo como 
principal fornecedor de moléculas de ácidos graxos. Os adipócitos se especializam na síntese e 
no armazenamento do triacilgliceróis. As gotículas adiposas do triacilgliceróis ocupam ate 95% 
do volume celular do adipócito. Depois que a lipase sensível aos hormônios estimula a difusão 
dos ácidos graxos do adipócito para a circulação, quase todos eles combinam-se com a albumina 
plasmática para serem transportados ate o tecido ativo na forma de ácidos graxos livres (AGL). 
Assim sendo o AGL não são verdadeiramente entidades livres. Na área muscular, o complexo 
albumina-AGL para serem transportados por difusão e ou por sistemas carreador mediado 
proteínas através da membrana plasmática. Uma vez dentro da fibra muscular, os AGL 
desempenham duas tarefas: primeiro, ser reesterificados formar triacilgliceróis e, segundo, 
combinar-se com proteínas intramusculares e penetrar mitocôndrias a fim de do metabolismo 
energético pela ação da carnitina aciltransferese, localizada na membrana mitocondrial interna. 
Os ácidos graxos de cadeia media e curta não dependem desse transporte mediado por enzimas. 
Pelo contrario, esses ácidos graxos se difundem livremente e penetram nas mitocôndrias. 
 A molécula hidrossolúvel de glicerol formada durante a lipólise difunde-se prontamente 
do adipócito para a circulação. Isso permite aos níveis plasmáticos de glicerol refletirem o nível 
de catabolismo dos triacilglicerol. Quando é levado até o fígado, o glicerol funciona como um 
precursor para a síntese de glicose. O ritmo relativamente lento desse processo explica por que 
a suplementação com glicerol exógeno contribui muito pouco como substrato energético 
durante o exercício. 
 Os aumentos induzidos pelo treinamento com exercícios no nível de atividade do 
musculo esquelético e as lipases dos tecidos adiposos, incluindo as adaptações bioquímicas e 
vasculares nos próprios músculos, aceleram a utilização das gorduras para a obtenção de 
energia durante o exercício moderado. Paradoxalmente, a gordura corporal excessiva reduz a 
disponibilidade de ácidos graxos durante o exercício. 
 (liberação de energia pelas proteínas) 
 A proteína desempenha um papel auxiliar como substrato energético durante as 
atividades de endurance e treinamento intenso. Quando utilizados para a obtenção de energia, 
os aminoácidos devem ser transformados primeiro em uma forma que lhes permita penetrar 
prontamente nas vias energéticas. 
 Quando a proteína proporciona energia, o corpo terá que eliminar o grupo amina que 
contem nitrogênio e outros solutos produzidos pelo fracionamento da proteína. Esses produtos 
de desgastes terão que deixar o corpo dissolvidos em um liquido obrigatório (urina). Por essa 
razão, o catabolismo excessivo faz aumentar as necessidades hídricas do corpo. 
 
CAP. 7 - TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA NO EXERCICIO 
 
 (Energia imediata: sistema ATP-PCr) 
 O exercício de alta intensidade e curta duração requer um suprimento imediato de 
energia. Essa energia provem quase exclusivamente de fontes representadas pelos fosfatos de 
alta energia intramusculares, trifosfato de adenosina (ATP) e fosfocreatina (PCr). 
 É provável que a quantidade desses compostos de alta energia seja depletada 
completamente dentro de 20 a 30 segundos de exercício máximo. O ritmo máximo de 
transferência de energia ultrapassa em 4 a 8 vezes a transferência máxima de energia do 
metabolismo aeróbico. Em um pique de 100 metros que representa o recorde mundial, o 
corredor não consegue manter a velocidade máxima durante toda a corrida. Durante os últimos 
segundos, o corredor começa a reduzir seu ritmo, o mais das vezes com o vencedor sendo aquele 
que menos reduziu sua velocidade. 
 (Energia curto prazo: sistema do acido láctico) 
 A ressíntese dos fosfatos de alta energia terá que prosseguir com um ritmo rápido para 
continuar realizando um exercício intenso de curta duração. A energia para fosforilar o ADP 
durante esse tipo de exercício provem principalmente do fracionamento do glicogênio muscular 
armazenado através da glicose anaeróbica com subsequente formação de lactato. 
 Os acúmulos rápidos e significativos de lactato sanguíneo ocorrem durante o exercício 
máximo que dura entre 60 e 180 segundos. 
 O lactato sanguíneo não se acumula para todos os níveis de exercício. Para os atletas de 
endurance e os indivíduos destreinados, a relação geral entre consumo de oxigênio, enunciado 
como percentual do máximo, e lactato sanguíneo durante o exercício leve, moderado e 
vigoroso. Durante o exercício leve e moderado a produção de lactato sanguíneo é igual ao 
desaparecimento do lactato, e as reações que consomem oxigênio atendem adequadamente as 
demandas energética do exercício. Em termos bioquímicos, a energia gerada pela oxidação do 
hidrogênio proporciona o combustível predominante do ATP para a atividade muscular. 
Qualquer lactato formado em uma parte de um musculo ativo acaba sendo oxidado 
rapidamente pelas fibras musculares com uma alta capacidade oxidativa no mesmo musculo ou 
em músculos adjacentes menos ativo. Quando a oxidação do lactato é igual a sua produção, o 
nível sanguíneo de lactato permanece estável, apesar de ocorrerem aumentos na intensidade 
do exercício e no consumo de oxigênio. 
 Para as pessoas sadias, porem destreinadas, o lactato sanguíneo começa a acumular-se 
e sobe de maneira exponencial para aproximadamente 50 a 55% da capacidade máxima para 
metabolismo aeróbico. O desequilíbrio na liberação de oxigênio e a subsequente oxidação fazem 
com que o piruvato possa acumular aceitar o excesso de hidrogênios. O piruvato original com 2 
hidrogênios adicionais forma uma nova molécula, o ácido láctico, que começa a acumular-se. 
 O lactato sanguíneo acumula-se somente quando seu desaparecimento não acompanha 
o ritmo de sua produção. As adaptações ao treinamento aeróbico permitem os altos ritmosde 
renovação do lactato para uma determinada intensidade de exercício; assim sendo, o lactato 
começa a acumular-se em níveis mais altos do exercício do que no estado destreinado. 
 (energia a longo prazo: sistema aeróbico) 
 O consumo de oxigênio – também denominado captação d oxigênio pulmonar, pois as 
mensurações do oxigênio são feitas ao nível do pulmão e não dos músculos ativos – durante 
cada minuto de uma corrida lenta que dura 10 minutos. O consumo de oxigênio aumenta 
exponencialmente durante os primeiros minutos do exercício para alcançar um platô entre o 
terceiro e quarto minutos. A seguir permanece relativamente estável durante toda duração do 
esforço. O termo estado estável ou ritmo estável, em geral descreve a porção plana da curva do 
consumo de oxigênio. Ritmo estável reflete um equilíbrio entre a energia de que os músculos 
ativos necessitam e a produção de ATP no metabolismo aeróbico. Dentro da região de ritmo 
estável, as reações que consomem oxigênio fornecem a energia para o exercício; todo o lactato 
produzido será oxidado ou transformado em glicose. Não ocorre nenhum acumulo apreciável 
de lactato sanguíneo sob condições metabólicas de ritmo estável (aeróbicas). 
 (fibras musculares de contração rápida e lenta) 
 Existem dois tipos de fibras musculares. Uma fibra de contração rápida, ou tipo II, que 
possui uma alta velocidade de contração e uma alta capacidade para a produção anaeróbica de 
ATP na glicólise. Elas aumentam também a produção de força ao correr ou pedalar para subir 
uma colina enquanto se mantem uma velocidade constante ou durante um esforço explosivo 
que requeira movimentos rápidos e vigorosos, que dependem quase que exclusivamente da 
energia proveniente do metabolismo anaeróbico. 
 O segundo tipo de fibra muscular de contração lenta, ou tipo I, gera energia 
principalmente através das vias aeróbicas. Esta fibra possui uma velocidade de contração 
relativamente lenta em comparação com sua congênere de contração rápida. A capacidade de 
gerar ATP aerobicamente esta intimamente relacionada com suas numerosas e grandes 
mitocôndrias e com os 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 continuas que exigem um ritmo estável de transferência 
de energia aeróbica. A fadiga na corrida prolongada esta associada à depleção de glicogênio nas 
fibras musculares tipo I e IIa dos músculos das extremidades inferiores. Esse padrão seletivo de 
depleção de glicogênio ocorre também nas extremidades superiores dos atletas que dependem 
de uma cadeiras de rodas durante os longos períodos de exercício. É mais que provável que os 
predomínios das fibras musculares de contração lenta contribua para os altos limiares de lactato 
sanguíneo observados entre os atletas de endurance de elite. 
 (consumo de Oxigenio durante a recuperação) 
 Um dos ritmo estável de consumo de oxigênio representa um equilíbrio entre a 
necessidades energéticas dos músculos ativos e a ressíntese aeróbica de ATP. 
 Déficit de oxigênio define a diferença entre a demanda de oxigênio do exercício e o 
oxigênio consumido durante o exercício. 
 O consumo máximo de oxigênio (VO² max) define quantitativamente a capacidade 
máxima de uma pessoa de realizar a ressintese aeróbica do ATP. Isso funciona como um 
importante indicador da capacidade funcional fisiológica para sustentar um exercício aeróbico 
intenso. 
 O consumo de oxigênio continua elevado acima do nível de repouso após o exercício. O 
consumo de oxigênio da recuperação reflete as demandas metabólicas do exercício e os 
desequilíbrios fisiológicos induzidos pelo exercício que persistem durante o período de 
recuperação. 
 
CAP. 8 – MEDIDA DO CONSUMO (DISPÊNDIO) DE ENERGIA HUMANA 
 Todos os processos metabólicos no corpo acabam resultando na produção de calor. 
Assim sendo, a velocidade de produção de calor ( por células, tecidos ou até mesmo o corpo 
como um todo) define operacionalmente o ritmo do metabolismo energético. A caloria é a 
unidade básica da mensuração do calor e o temo calorimetria define a mensuração da 
transferência de calor. Duas abordagens diferentes, calorimetria direta e indireta, quantificam 
com exatidão a transferência de energia humana. 
 Calorimetria direta, consistia em uma câmara na qual o individuo poderia viver, comer, 
dormir e exercitar-se em uma bicicleta ergométrica. Um volume de agua conhecido a uma 
temperatura especifica circulava através de uma serie de espirais na parte superior da câmara; 
essa agua absorvia o calor produzido e irrigado pelo individuo. O isolamento circulava toda a 
câmara, de forma que qualquer mudança na temperatura da agua refletia o metabolismo 
energético do individuo. Para uma ventilação adequada, o ar exalado que provinha do quarto 
passava continuamente através de substancias químicas que removiam a umidade e absorviam 
o dióxido de carbono. Acrescentava-se oxigênio ao ar que recirculava através da câmara. 
 Todas as reações que liberam energia nos seres humanos dependem essencialmente da 
utilização de oxigênio. A mensuração do consumo de oxigênio de uma pessoa durante as 
atividades físicas fornecem aos pesquisadores uma estimativa indireta porem altamente precisa 
do dispêndio de energia. Em comparação com a calorimetria direta, a calorimetria indireta 
continua sendo mais simples e menos dispendiosa. 
 
CAP. 9 – CONSUMO DE ENERGIA HUMANA DURANTE O REPOUSO E A ATIVIDADE FISICA 
 
 O dispêndio diário de energia é, em media, de aproximadamente 2.900 kCal para 
homens e 2.200 kCal para mulheres com 19 a 50 anos de idade. Existe consideravelmente 
variabilidade entre as pessoas para o dispêndio energético diário, com a maior variação sendo 
determinada pelo nível de atividade física do individuo. 
 Os indivíduos mais pesados despendem mais energia total na atividade física que seus 
congêneres mais leves, particularmente nas atividades com sustentação do peso corporal, como 
corrida e caminhada. 
 A frequência cardíaca comporta uma utilização apenas limitada na previsão do consumo 
de oxigênio e do dispêndio calórico para a maioria das atividades físicas.