Fisiologia do Exercicio

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Fisiologia do exercício 
Objetivos 
 Descrever o esquema geral utilizado para regular 
as vias metabólicas envolvidas nas vias 
energéticas 
 Analisar a interação entre a produção aeróbica e 
anaeróbica de ATP durante o exercício 
 Identificar rotas metabólicas predominantes 
durante exercícios físicos 
 O exercício se traduz, fisiologicamente, em 
contração muscular esquelética 
 Exercício físico x Atividade física 
Efeitos do exercício 
 Efeito agudo é toda aquela manifestação 
fisiológica que ocorre durante o exercício 
 Aumento da frequência cardíaca 
 Aumento da pressão arterial 
 Diminuição da resistência vascular periférica 
 Aumento da secreção de hormônio do 
crescimento 
 O exercício aumenta a demanda energética e a 
produção de calor, sendo, portanto, um estresse 
para o organismo. 
 
 Efeito subagudo é tudo aquilo que ocorre 
imediatamente após a prática do exercício 
 A pressão arterial diminui nos períodos pós 
esforço, de modo que, se um indivíduo se exercita 
todos os dias, nas horas após a prática do 
exercício, sua pressão arterial estará mais baixa; 
 Ao longo do tempo, esse estresse provoca um 
efeito adaptativo, então, há os efeitos crônicos do 
exercício. O débito cardíaco de um atleta 
permanece o mesmo de um indivíduo sedentário 
o que muda é a forma comose gera esse débito 
cardíaco 
 
 O indivíduo treinado aerobicamente vai 
apresentar uma frequência cardíaca de repouso 
menor com um volume sistólico maior. 
 Em um exercício físico, ao se atingir a freqüência 
cardíaca máxima, essa permanece igual à de um 
indivíduo sedentário, porém é atingida em um 
tempo maior do que o mesmo 
 A frequência cardíaca em repouso é menor no 
treinado, mas a máxima é a mesma do sedentário 
 Logicamente, isso representa um consumo de 
oxigênio muito maior o organismo consome mais 
oxigênio pelo aumento do volume sistólico. 
Algumas definições 
 Metabolismo: conjunto de reações químicas que 
ocorrem no organismo 
 Catabolismo: conjunto de reações metabólicas 
onde ocorre degradação dos macronutrientes 
com finalidade de produção energética/ 
ressíntese de ATP 
 Anabolismo: conjunto de reações metabólicas 
onde ocorre síntese de macromoléculas através 
de moléculas precursoras e para tanto necessita 
de consumo/gasto energético 
 ATP: adenosina trifosfato serve como 
transportador de energia química das reações 
catabólicas até os processos celulares que 
requerem energia biossíntese, contração, 
transporte ativo, etc A estrutura da ATP consiste 
em três partes (uma molécula de adenina uma 
molécula de ribose três moléculas de fosfatos 
ligados Ë considerado a “ corrente de energia. 
 CP: Creatina Fosfato a hidrólise da CP fornece alta 
taxa de ressíntese de ATP, mas com duração curta 
 Gliconeogênese: Síntese de glicose a partir de 
precursores não glicídios como o lactato alanina, 
oxalacetato glicerol e cetoácidos Envolve gasto 
energético 
 Glicogênese: Biossíntese de glicogênio a partir da 
glicose Envolve gasto energético. 
Bioenergética 
 
 A prática de exercícios físicos demanda grande 
gasto de energia; 
 A energia nos sistemas biológicos é medida em 
quilocalorias (kcal) 
 1kcal qtde de energia térmica para elevar 1ºC 1kg 
de água (1L) 
 
 
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1. Papel do ATP 
2. Fosfo creatina 
3. Glicólise Anaeróbia 
4. Vias Oxidativas 
5. Produção calórica dos diferentes nutrientes 
 
 Conversão dos macronutrientes (lipídeos e 
proteínas) em energia biologicamente utilizável 
 A transferência de energia no corpo depende da 
liberação de energia contida nas ligações químicas 
destes nutrientes 
 A velocidade das reações químicas celulares é 
regulada pelas enzimas. 
Conversão de energia nas células 
 Fotossíntese 
CO2 + 6 H2O ↔ C6 H12 O6 + 6 O2 
 Respiração 
C6 H12 O6 + 6 O2 ↔ 6 CO2 + 6 H2O 
NUTRIENTES → ATP → ENERGIA→ TRABALHO 
BIOLÓGICO 
Fontes de Energia 
 Sistema ATP CP (Anaeróbica Alática) 
 Anaeróbica Glicólise (Anaeróbica) 
 Aeróbia Oxidativa 
 
 
Contribuição energética durante o exercício 
 
 
 
 
ATP – CP 
 Não envolve participação de O2; 
 
 A enzima ATPase degrada o ATP, liberando assim 
energia Via anaeróbia alática. 
 A creatina fosfato (CP) (regera ATP rapidamente), 
porém sua reserva intramuscular é finita Seus 
estoques podem ser depletados durante um 
exercício intenso em menos de 10 segundos 
 A reação que catalisa a doação de um grupo 
fosfato ( e de sua ligação energética da creatina 
fosfato para a ADP, formando a ATP é a creatina 
quinase (CK) 
 Provas de curta duração como corridas de 
velocidade, salto em altura, levantamento de 
peso, arremesso de peso, dentre outras, utilizam 
se desta via energética. 
 Enzima limitadora da velocidade da via ATP CP 
creatina quinase (CK) 
 Esta enzima é ativada quando as concentrações 
de ADP sarcoplasmático aumentam e inibida por 
níveis elevados de ATP 
 O fato da depleção da creatina fosfato limitar o 
exercício de curta duração e alta intensidade 
levou à sugestão de que a ingestão de grandes 
quantidades de creatina para melhorar o 
desempenho no exercício. 
 
 
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 Durante os primeiros segundos de atividade 
muscular intensa (corrida de curta distância 
sprinting a ATP é mantida relativamente numa 
concentração constante, mas à concentração de 
creatina fosfato ( diminui de maneira significativa 
à medida que ela é utilizada para repor a ATP 
depletada. 
Via Glicolítica 
 Não envolve a participação de O2 
 A glicólise ocorre no sarcoplasma da célula 
muscular 
 Envolve a degradação de glicose ou do glicogênio 
formando duas moléculas de ácido pirúvico 
piruvato ou de ácido lático lactato com consumo 
de 2 ATP (Fase preparatória), produção de 4 ATP 
(Fase de pagamento), totalizando assim um saldo 
de 2 ATP Via anaeróbia lática. 
 Nível de atividade da enzima PFK 
fosfofrutoquinase limita provavelmente o ritmo 
da glicólise em um exercício máximo. 
 No estado de repouso e após uma refeição a 
atividade enzima glicogênio sintetase é mais 
elevada (possibilitando um armazenamento da 
glicose ingerida na forma de glicogênio) Por um 
outro lado, a enzima glicogênio fosforilase é 
ativada (possibilitando uma quebra desde 
glicogênio armazenado, e uma concomitante 
utilização do mesmo) 
 
 A reserva de glicogênio hepático sofre influência 
da enzima glicose 6 fosfatase assim o fígado pode 
ofertar glicose advinda da degradação do 
glicogênio para os tecidos periféricos 
 Glicogênio muscular não há a presença da enzima 
referida acima, dessa forma, o glicogênio 
estocado no músculo serve para fornecer energia 
para contração do próprio músculo. 
 
 A ativação da fosforilase durante o esforço se dá 
por uma elevação das concentrações de alguns 
hormônios (noradrenalina e glucagon) 
 A entrada de glicose no músculo é facilitada pela 
ação das proteínas transportadoras de glicose 
(GLUT 4) O número destes transportadores 
durante sua ação depende da ação da insulina e 
do exercício físico. 
Via oxidativa 
 
 Glicólise 
 Ciclo de Krebs ; 
 Cadeia respiratória ; 
 
 
 
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Gasto de Energia 
 ATP (anaeróbica) 3 A 5 s 
 PC (anaeróbica) 6 a 15 s 
 GLICÓLISE ANAERÓBICA 20 a 180 s 
 SISTEMA OXIDATIVA dependendo da intensidade 
e duração usa glicólise aeróbica, gordura e 
proteínas 180 s 
 
 
 
Características das vias energéticas 
 
 
Metabolismo do Exercício 
 Na transição do repouso ao exercício leve ou 
moderado, o consumo de O2 aumenta 
rapidamente e atinge um estado estável em um 
período de 1 a 4 minutos 
 O fato de o consumo de O2 não aumentar 
instantaneamente até atingir um valor de estado 
estável sugere que as fontes anaeróbicas de 
energia contribuem para a produção global de 
ATP no início do exercício 
 
 
 O principal ponto a ser enfatizadono que 
concerne à bioenergética da transição do repouso 
ao exercício é que vários sistemas energéticos 
estão envolvidos 
 Em outras palavras, a energia necessária para o 
exercício não é fornecida simplesmente ativando 
se uma única via bioenergética, mas por uma 
mistura de diversos sistemas metabólicos que 
operam com uma considerável sobreposição. 
 O termo déficit de oxigênio se aplica ao retardo 
do consumo de oxigênio no início do exercício 
 Especificamente esse déficit é definido como a 
diferença entre o consumo de oxigênio nos 
primeiros minutos de exercício e um período de 
tempo igual após o estado estável ter sido obtido. 
Exercício intenso e de curta duração 
 A energia para a realização do exercício de curta 
duração e de alta intensidade origina se 
essencialmente das vias metabólicas anaeróbicas 
 A produção de ATP é denominada pelo sistema 
ATP PC ou pela glicólise e depende primariamente 
da duração da atividade 
 O sistema ATP PC pode suprir quase toda o ATP 
necessário para o trabalho em eventos que duram 
de 1 a 8 segundos O exercício intenso com de 8 
segundos começa a utilizar a capacidade de 
produção de ATP da glicólise. 
Exercício prolongado 
 A energia para realizar um exercício prolongado 
(isto é 10 minutos) é originário do metabolismo 
aeróbico 
 Geralmente pode ser mantido um estado estável 
do consumo de oxigênio durante o exercício 
submáximo de duração moderada 
 
 
 
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Exercício progressivo 
 A capacidade máxima de transporte e de 
utilização de oxigênio durante o exercício 
(consumo máximo de oxigênio ou VO2 max é 
considerado por muitos, como a medida mais 
válida da aptidão cardiovascular. 
 O VO2 max representa o teto fisiológico da 
capacidade do sistema de transporte de oxigênio 
de liberar O 2 aos músculos que estão contraindo. 
 
Limiar de lactato e limiar anaeróbico 
 É definido como o ponto no qual o lactato começa 
a se acumular no sangue, acima dos níveis de 
repouso, em exercícios de cargas progressivas. 
 Reflete a sinergia entre o sistema aeróbio e 
anaeróbio. 
 Alguns autores sugerem que o limiar representa 
uma mudança p/ a glicólise “ com formação de 
lactato 
 O limiar de lactato normalmente é expresso em 
termos de de VO 2 máx no qual ele ocorre. 
 Habilidade p/ se exercitar em intensidades mais 
elevadas sem acumulo de lactato Ex Um limiar de 
lactato a 80 do VO 2 máx sugere uma tolerância 
maior no exercício do que um limiar a 60 VO2 máx 
 
 Entre dois indivíduos com o mesmo VO2 máx o 
que possuir o maior limiar, ira exibir uma melhor 
performance, 
 Quando expressado como de VO2 máx o limiar de 
lactato é um dos melhores indicadores do ritmo 
de um atleta em eventos de endurance como 
corrida ou ciclismo 
 Pessoas destreinadas limiar entre 50 60 do VO2 
máx 
 Treinadas limiar entre 70 80 do VO2 máx 
 O limiar de lactato é equivalente a 85 da Fcmax 
 
 
Fatores que controlam a seleção do substrato 
 Vários fatores determinam se o substrato 
predominante são os carboidratos ou as gorduras, 
incluindo a dieta a intensidade e a duração do 
exercício 
 Dieta rica em gorduras e pobres em carboidrato 
promovem maior taxa do metabolismo das 
gorduras 
 O exercício de baixa intensidade depende 
sobretudo das gorduras como substrato( 30 do VO 
2 max), enquanto os carboidratos são a fonte 
predominante de energia no exercício de alta 
intensidade 70 do VO2 max) 
 No exercício prolongado de baixa intensidade (isto 
é, 30 minutos), existe um aumento progressivo da 
quantidade de gordura oxidada pelos os músculos 
em atividade. 
Recuperação dos exercícios: respostas metabólicas 
 Imediatamente após o exercício, o metabolismo 
permanece elevado por vários minutos A 
magnitude e a duração desse metabolismo 
elevado são influenciadas pela intensidade do 
exercício 
 Débito de oxigênio foi aplicado para indicar o 
consumo de oxigênio acima do repouso após o 
exercício Vários pesquisadores argumentaram 
que o termo débito de oxigênio deveria ser 
eliminado da literatura porque seu consumo 
elevado após o exercício não parece decorrer 
totalmente do empréstimo feito pelos de oxigênio 
do organismo Nos últimos anos, vários termos de 
substituição foram sugeridos Um deles é o EPOC 
que significa excesso de consumo de oxigênio pós 
exercício 
(excesso post exerciseoxygenconsumition) 
 
 
 
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 Vários fatores contribuem para o EPOC Primeiro, 
parte do O2 consumido no início do período de 
recuperação é utilizado para ressintetizar a PC 
armazenada nos músculos e repor os estoques de 
O2 nos músculos e no sangue 
 Outros fatores que contribuem com a porção 
lenta do EPOC incluem a temperatura corporal 
elevada, o O2 necessário para converter o lactato 
em glicose e os níveis elevados de adrenalina e de 
noradrenalina. 
 
 
 Uma boa compreensão do EPOC proporciona uma 
base para estruturar os intervalos do exercícios e 
aprimorar a recuperação Tanto no exercício 
aeróbico em ritmo estável quanto nas pequenas 
séries de 5 a 10 segundos de trabalho máximo 
acionado pelos fosfatos intramusculares de alta 
energia não se acumulam quantidades apreciáveis 
de lactato. 
 As técnicas para acelerar a recuperação após um 
exercício em geral são ativas ou passivas 
 Na recuperação ativa (volta a calma), o indivíduo 
realiza um exercício submáximo 
 Na recuperação passiva, em geral a pessoas 
descansa, fica deitada, ou seja, a inatividade total 
 A recuperação ótima após um exercício em Ritmo 
estável com pouco acúmulo de lactato para 
consumo de oxigênio abaixo de 55 a 60 do VO 2 
max, nessas circunstâncias, as técnicas passivas 
facilitam a recuperação, pois um exercício 
adicional serve apenas para elevar o metabolismo 
total e retardar a recuperação. 
EPOC 
 Uma corrida de 30 minutos com freqüência 
cardíaca média de 80% pode manter o corpo 
trabalhando por 8 horas após o exercício; 
 Um treino de musculação, acredite, mantém seu 
corpo ativo por até 24 horas, e dependendo da 
intensidade até 36 horas de consumo de calorias; 
 
 
 
A recuperação após um exercício sem Ritmo Estável 
 Quando a intensidade do exercício ultrapassa o 
nível máximo em ritmo estável, a formação de 
lactato nos músculos ultrapassa sua velocidade de 
remoção e acumula se lactato no sangue Com 
isso, a realização de um exercício aeróbico 
durante a recuperação acelera a remoção do 
lactato sanguíneo 
 A remoção facilitada do lactato com a 
recuperação ativa resulta provavelmente de 
maior perfusão de sangue através do fígado e do 
coração que utilizam lactato Além disso o maior 
fluxo sanguíneo através dos músculos na 
recuperação ativa aprimora certamente a 
remoção do lactato pois esse tecido oxida 
prontamente o lactato através do metabolismo do 
ciclo de Krebs. 
 
 
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Fonte de Energia e Gasto Energético 
 PONTO DECRUZAMENTO É o ponto onde ocorre o 
desvio do metabolismo das gorduras para os 
carboidratos, por 2 motivos 1 recrutamento de fibras 
rápidas ou brancas, e 2 aumento do nível sanguíneo 
de adrenalina. 
 
 
 Quanto maior a intensidade do exercício maior 
será a utilização de carboidrato e menor de 
gordura, pois quanto maior a intensidade, maior 
necessidade de uma rota metabólica mais rápida 
..(GRÁFICO 1) 
 Quanto maior o tempo de exercício (baixa 
intensidade) maior utilização de gordura e menor 
de carboidrato, pois para usar gordura como 
energia, é preciso muito mais oxigênio do que o 
necessário na utilização de carboidratos Assim, 
em exercícios de baixa intensidade nos quais há 
farto oxigênio, gordura é a principal fonte de 
energia ..(GRÁFICO 2) 
Utilização dos substratos dependendo da 
intensidade e da duração dos exercícios 
 
 
Taxa Metabólica Basal 
 
Classificação das Atividades 
 
Taxa Metabólica Basal 
 
 Nível mínimo de energia para desempenharfunções vitais no estado acordado 
 A TMB nas mulheres é 5 a 10 menor do que nos 
homens 
 O metabolismo de repouso aumenta em 8 quando 
 homens de 50 a 65 anos aumentam seu peso 
isento de gordura (PIG) com o treinamento de 
resistência pesado 
 Cada aumento de 1 libra 454 g) no PIG eleva TMR 
( repouso) em 7 a 10 kcal por dia 
Testes para medir a potência Anaeróbia Alática 
(Sistema ATP CP Velocidade) 
 Corrida de 50 metros ( Johnson & Nelson,1979 
 Objetivo: medir a velocidade de deslocamento. 
 Tabela de classificação para a corrida de 50 
metros. 
 
 
 
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Força Explosiva 
1. Salto vertical (Johnson & Nelson, 1979) Objetivo: 
medir a potência dos membros inferiores no plano 
vertical. Equipamento: superfície lisa, de três metros 
de altura, graduada de 2 em 2 centímetros e pó de giz. 
Resultado: Subtrai se a marca mais alta do salto da 
mais baixa ;(3 tentativas) 
2. Salto Horizontal (Johnson & Nelson, 1979) 
Objetivo: medir a potência dos membros inferiores no 
plano horizontal. Equipamento: fita adesiva, para 
assinalar a linha de partida e trena. 
 
Volume de Oxigênio 
 VO 2 Máximo é a maior taxa de consumo de 
oxigênio que você pode atingir ao realizar 
exercícios exaustivos 
 Quando a intensidade do seu treino aumenta, o 
mesmo acontece com o seu consumo de oxigênio 
No entanto, chegamos a um ponto em que a 
intensidade do exercício continua a aumentar sem 
que o consumo de oxigênio aumente. 
 No momento em que aumentamos a intensidade 
do exercício e nosso consumo de oxigênio para de 
progredir, alcançamos o VO 2 Máximo, ou seja, 
nosso consumo de oxigênio chegou no limite 
 Especialistas acreditam que medir o VO 2 máximo 
é a melhor maneira de avaliar a aptidão aeróbica 
e resistência cardiorrespiratória de um atleta 
 
 Além disso, é um bom indicador do potencial que 
determinados indivíduos possuem para o sucesso 
em uma grande variedade de esportes. 
 
 
Cálculo de VO2 
 Protocolos de pista COOPER, 1977 (teste de 12 
minutos) Deverá ser realizado numa pista de 
atletismo, ou em local plano, que seja possível ter 
o controle exato da distância percorrida (pistas 
reduzidas) O indivíduo deverá percorrer em 12 
minutos a maior distância possível, que será 
anotada em metros, por exemplo D= 2900 metros 
Depois de realizado o teste, será utilizada a 
seguinte fórmula* para estimar o valor do VO 2 
máximo VO 2 máximo (ml/ min ))==(D – 504, 9 /44 
73 *Podem ser encontradas algumas variações 
para esta fórmula como (D – 504) /44 ou (D - 
504,1) / 44,9 para o exemplo acima, teríamos o 
VO 2 máximo= (2900 – 504,9) / 44,73 = 53,5 
ml/kg/ min 
 BALKE Teste de Pista Corrida em pista de 
atletismo de 400 m, com 15 minutos de duração, 
procurando percorrer a maior distância possível 
em uma cadência constante VO 2 máx (vel x 0 ,2) 
+ 3,5 Como exemplo, se um indivíduo percorreu 
3525 metros, equivale a 235 m/min Aplicando na 
fórmula VO2 máx = (235 x 0,2) + 3,5 = 50,5 
ml/kg/min. 
O teste do degrau da Queen's College 
 In 1972 McArdle et al 19 desenvolveram o teste 
do degrau da Queen's College cujo objetivo é 
semelhante ao do TDH (estimar a capacidade 
aeróbica de estudantes universitários) O teste do 
degrau da Queen's College foi inicialmente 
 
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realizado nas arquibancadas do ginásio da 
universidade (altura do degrau 41 3 cm), pois isso 
permitia que um grande número de estudantes 
fosse testado simultaneamente O teste durava 3 
min e contava com ritmos distintos para mulheres 
e homens 22 e 24 degraus/min, respectivamente) 
 Homens VO2 máx.(ml.kg 1. min 1) = 111,33 ––
(0,42 x FC bpm) 
 Mulheres: VO2 máx.(ml.kg 1. min 1) = 
65,81=(0,1847 x FC bpm)