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FISIOLOGIA DO ESPORTE E EXERCÍCIO Tânia de Carvalho Spada 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO ............................................. 3 2 BIOENERGÉTICA .................................................................................... 13 3 SISTEMA NEUROMUSCULAR ................................................................. 25 4 SISTEMA CARDIORRESPIRATÓRIO ......................................................... 37 5 SISTEMA ENDÓCRINO E EXERCÍCIO ....................................................... 52 6 CONDICIONAMENTO FÍSICO: ADAPTAÇÕES FISIOLÓGICAS DO EXERCÍCIO E TESTES DE APTIDÃO FÍSICA .................................................................... 67 3 1 INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Fisiologia é a ciência que estuda as funções do corpo, explicando os fatores físicos e químicos que são responsáveis pela origem e manutenção da vida. Já a fisiologia do exercício é um dos campos da fisiologia que estuda os efeitos agudos e crônicos provocados pelo exercício físico no organismo. O estresse provocado pelo esforço físico faz com que o organismo se adapte a esse esforço e gere respostas agudas e crônicas. Neste bloco, você aprenderá conceitos básicos sobre fisiologia do exercício, adaptações do organismo ao exercício físico, sistemas de controle corporal como o processo de termorregulação, e reações adversas do exercício. 1.1 Metabolismo e sistemas de controle corporal 1.1.1 Metabolismo O metabolismo se refere às transformações químicas e físicas que ocorrem no organismo. Esses processos de transformação podem ser divididos em: Catabolismo: o organismo faz a degradação das macromoléculas para obter energia. É a fase de desconstrução metabólica. Anabolismo: o organismo sintetiza uma substância complexa a partir de outra substância simples. É a fase de construção metabólica. 4 1.1.2 Homeostase Em condições de repouso, o organismo se encontra em homeostase, ou seja, com ambiente interno relativamente normal e equilibrado. Com o objetivo de manter a homeostase, o corpo possui sistemas de controle para regular as variáveis fisiológicas como temperatura, pressão arterial, frequência cardíaca, glicemia, concentração de CO2 sanguínea etc. 1.1.3 Estado estável (Steady State) Ocorre quando alguma variável se encontra em um nível estável e imutável durante o exercício, por exemplo, quando a frequência cardíaca aumenta gradualmente de acordo com a intensidade do exercício até atingir uma frequência estável (atingindo um estado estável), porém diferente do repouso. Esse aumento da frequência ocorre para suprir a demanda exigida pelo exercício físico (POWERS; HOWLEY, 2017). 1.1.4 Sistemas de controle corporal As variáveis fisiológicas podem ser reguladas por mecanismos de retroalimentação chamados de feedback negativo e feedback positivo (POWERS; HOWLEY, 2017). Feedback negativo: é o mecanismo que controla a homeostase da maioria dos sistemas corporais. É denominado negativo, pois a resposta do sistema de controle é oposta em relação ao estímulo. Por exemplo: na regulação da 5 concentração de CO2 no líquido extracelular pelo sistema respiratório, após o aumento desses níveis acima do normal, um receptor envia informação ao centro de controle respiratório, o que aumenta seu ritmo e consequentemente aumenta a remoção do CO2 até chegar ao nível normal, restabelecendo a homeostase (POWERS; HOWLEY, 2017). Feedback positivo: os mecanismos de controle por feedback positivo reforçam o estímulo inicial, e é usado o termo feedback positivo, porque a resposta ocorre na mesma direção do estímulo. Por exemplo: intensificação das contrações uterinas durante o parto. Quando a cabeça do bebê se desloca ao longo do canal de parto, aumenta a pressão no colo do útero estimulando os receptores sensoriais. Como resposta, ocorre a liberação do hormônio ocitocina que promove o aumento das contrações (POWERS; HOWLEY, 2017). Aumento da pressão no colo do útero Liberação de ocitocina e aumento das contrações Intensificação das contrações Aumento da concentração de CO2 Aumento da concentração de CO2 Aumento da ventilação pulmonar Redução da concentração de CO2 Aumento da concentração de CO2 6 1.2 Termorregulação Para a manutenção das funções metabólicas, a temperatura interna do corpo humano deve ser constante e próxima de 37 °C. A temperatura superior a 45 °C pode destruir a estrutura proteica das enzimas, fazendo com que a célula se torne incapaz de produzir energia. Sem energia, a célula morre, e consequentemente, o organismo morre. Por outro lado, quando a temperatura é inferior a 34 °C, o metabolismo e a função cardíaca diminuem, o que pode levar à morte (POWERS; HOWLEY, 2017). Durante o exercício, o músculo esquelético produz calor aumentando a temperatura corporal gradativamente, e após certo tempo, ela atinge um nível novo e estável (estado estável). Para evitar o superaquecimento, o corpo dispõe de mecanismos que atuam por meio de feedback negativo (POWERS; HOWLEY, 2017). 1.2.1 Processo de regulação da temperatura corporal 1. Os termorreceptores centrais e periféricos localizados em diversas partes do corpo captam os estímulos térmicos. 2. O hipotálamo, que é o centro de controle de regulação da temperatura, recebe uma mensagem dos termorreceptores informando que a temperatura está acima do normal. 3. O centro de controle responde a esse estímulo direcionando uma resposta de promoção de perda de calor. 4. Essa resposta para perda de calor pode ocorrer por vasodilatação cutânea e sudorese. 5. A temperatura corporal é normalizada e o centro de controle é inativado. Da mesma forma, quando a temperatura atinge valores abaixo do normal (hipotermia), os sensores de temperatura enviam essa informação ao centro de controle (hipotálamo), que responde impedindo a perda de calor corporal, que pode ocorrer por meio da vasoconstrição cutânea ou piloereção (arrepio dos pelos) (POWERS; HOWLEY, 2017, BRAZ, 2005). 7 SAIBA MAIS AUTORIDADE FITNESS. Até que ponto o seu corpo aguenta treinar no calor? Autoridade Fitness, 20 mar. 2018. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=oeeFkrywBhw>. Acesso em: ago. 2018. 1.2.1.1 Respostas termorregulatórias ao calor: Vasodilatação: é a resposta vasomotora referente à dilatação dos vasos sanguíneos, o que maximiza a perda de calor. Sudorese: perda de suor pelas glândulas sudoríparas, provocando a redução da temperatura superficial do corpo. O suor é um ultrafiltrado do plasma, composto basicamente de água e outros compostos (como sódio e ureia). A presença ou não desses compostos vai depender da intensidade da sudorese, https://www.youtube.com/watch?v=oeeFkrywBhw 8 do estado de hidratação e de outros fatores. Um atleta pode perder até meio litro de suor por hora (BRAZ, 2005). 1.2.1.2 Respostas termorregulatórias ao frio: Vasoconstrição: é a resposta vasomotora referente à contração dos vasos sanguíneos, o que minimiza a perda de calor. Piloereção: é a contração dos músculos dos folículos pilosos que se contraem com o frio (arrepiando os pelos) formando uma camada de ar que servirá como um isolante térmico. Porém, é um mecanismo com pouco efeito nos seres humanos. Funciona melhor com mamíferos com maior quantidade de pelos. Calafrio: os músculos esqueléticos se contraem de forma involuntária provocando tremores. Essas contrações produzem calor. 1.3 Respostas e adaptações ao exercício físico Para a manutenção da própria sobrevivência, o ser humanotem a capacidade de se adaptar em diferentes condições, como acontece durante o treinamento físico. A prática de exercícios faz com que os sistemas biológicos se adaptem a cargas maiores que aquelas do dia a dia, aprimorando, assim, seu condicionamento físico (RASO; GREVE; POLITO, 2013). O exercício físico provoca a quebra da homeostase, ou seja, a quebra do equilíbrio interno do corpo. Para o organismo se adaptar a esse desequilíbrio, os parâmetros bioquímicos, fisiológicos e biomecânicos se alteram para se adequar a essa nova demanda. Se a prática de exercícios for constante, essas alterações tendem a permanecer enquanto essa rotina for mantida (POWERS; HOWLEY, 2017). Essas alterações fisiológicas ocorrem como resposta ao exercício físico por meio da adaptação do organismo ao esforço. Essas adaptações fisiológicas do exercício físico podem ser agudas ou crônicas. 9 1.3.1 Resposta aguda É a resposta do organismo após uma sessão de exercício, e pode ser subdividida em imediata ou tardia (KURA; TOURINHO FILHO, 2004). Resposta aguda imediata: ocorre minutos após o término do exercício, como as elevações da frequência cardíaca, da pressão arterial e da temperatura corporal (KURA; TOURINHO FILHO, 2004). Resposta aguda tardia: ocorre geralmente entre 24 e 48 horas, até 72 horas após uma sessão de exercícios, como reduções nos níveis tensionais e aumento da sensibilidade à insulina (KURA; TOURINHO FILHO, 2004). 1.3.2 Resposta crônica Trata-se de resposta do organismo em longo prazo às sessões repetidas de exercício, como bradicardia de repouso, hipertrofia muscular, elevação da potência aeróbica e aumento da densidade mineral óssea (POWERS; HOWLEY, 2017). 1.3.2.1 Respostas fisiológicas adversas Em condições adequadas (como clima ameno, hidratação e nutrição adequadas, intensidade ideal de treinamento), as adaptações, ou seja, os resultados obtidos pelos exercícios, serão satisfatórias e não irão expor o praticante a riscos. Porém, os exercícios intensos, de longa duração e realizados em condições inadequadas podem causar respostas fisiológicas deletérias. Geralmente, as respostas adversas ocorrem em praticantes com baixo condicionamento físico, em sedentários que estão iniciando um programa de exercícios, ou até em praticantes experientes que são expostos a esforços acima de suas condições físicas. 1.3.2.2 Hipertermia induzida por exercício Quando o exercício é intenso, prolongado e realizado em ambientes quentes, pode resultar em uma ampla carga de calor, podendo causar hipertermia. 10 Hipertermia é o aumento da temperatura corporal central acima de 40 °C induzido por calor, e pode ocorrer de duas formas: Hipertermia clássica: é desencadeada pela exposição prolongada a ambientes quentes e pela falha dos mecanismos termorreguladores (TARINI, 2006). Hipertermia induzida por esforço físico: é desencadeada pelo aumento da temperatura interna causada pela atividade prolongada da musculatura, e prática de exercícios em ambientes quentes e com umidade elevada (TARINI, 2006). A hipertermia pode causar ansiedade, confusão mental, perda de coordenação motora, alucinações, agitação, e até coma. Pode comprometer diversos órgãos e tecidos, causar injúria renal aguda, insuficiência hepática e respiratória, lesão cerebral e intestinal, hemorragia gastrointestinal etc. (TARINI, 2006). 1.3.2.3 Exaustão Pode se manifestar durante a prática de exercícios no calor devido à queda do volume plasmático, ocasionado pela sudorese excessiva. Essa queda no volume plasmático faz com que o sangue fique estagnado nos vasos periféricos, reduzindo de forma drástica o volume sanguíneo central. A temperatura corporal pode chegar a 38 °C, e pode causar queda da pressão arterial, dor de cabeça, tontura e fraqueza (TARINI, 2006). 1.3.2.4 Cãibra As cãibras são espasmos musculares involuntários e dolorosos que podem ocorrer durante ou após o exercício intenso realizado no calor e por tempo prolongado, e podem preceder a exaustão. A perda excessiva de suor pode causar um desequilíbrio eletrolítico, induzindo à cãibra (TARINI, 2006). 11 1.3.2.5 Desidratação A desidratação é a perda significativa de líquidos pelo corpo, e pode ocorrer após exercício prolongado e em ambientes quentes, devido à má ingestão de líquidos e pela transpiração excessiva. Pode causar fadiga, dor de cabeça, tonturas, cãibras, sede, desconforto geral, pele avermelhada, vômitos, náuseas, calafrios, queda de desempenho e falta de ar (TARINI, 2006). 1.3.2.6 Hipoglicemia A hipoglicemia é a queda da taxa de açúcar (glicose) no sangue, e pode causar sensação de tremor, fraqueza, fome, suor frio, confusão mental, agressividade, e em casos mais graves, desmaio e até coma. O exercício intenso ou prolongado pode reduzir a taxa de açúcar no sangue. No início do exercício, a principal fonte de energia é o glicogênio muscular. Ao longo do exercício, os níveis de glicogênio muscular vão diminuindo, fazendo com que a glicose sanguínea seja utilizada como combustível (MINUCCI, 2014). Conclusão Vimos neste bloco que a fisiologia do exercício é um ramo da fisiologia que estuda os efeitos agudos e crônicos provocados pelo exercício físico no organismo. Em situação de repouso, nosso organismo e nossas variáveis fisiológicas, como temperatura, glicemia e frequência cardíaca, se encontram em um estado de equilíbrio: a homeostase. Para manter esse equilíbrio, o corpo possui sistemas de controle que regulam as variáveis fisiológicas por mecanismos de retroalimentação chamados de feedback negativo e feedback positivo. O estresse gerado pelo exercício físico provoca a quebra do equilíbrio interno fazendo com que o organismo se adapte a esse esforço. Em geral, essas adaptações são positivas, provocando uma melhora do condicionamento físico e da saúde, porém, a prática de exercícios intensos em condições adversas, como calor, umidade, má nutrição e má hidratação, pode causar reações adversas à saúde. 12 REFERÊNCIAS AUTORIDADE FITNESS. Até que ponto o seu corpo aguenta treinar no calor? Autoridade Fitness, 20 mar. 2018. Disponível em: <https://bit.ly/2ZaG6VH >. Acesso em: ago. 2019. BRAZ, J. R. C. Fisiologia da termorregulação normal. Revista Neurociências (supl. versão eletrônica), v. 13, n. 3, jul./set., 2005. Disponível em: <https://bit.ly/2NfuJt5>. Acesso em: 10 abr. 2019. KURA, G. G.; TOURINHO FILHO, H. Adaptações agudas e crônicas dos exercícios resistidos no sistema cardiovascular. Rev. Paul. Educ. Fís. São Paulo, v. 18, p. 21-31, ago. 2004. Disponível em: <https://bit.ly/2Zev7KW>. Acesso em: 10 abr. 2019. MINICUCCI, W. Hipoglicemia. Sociedade Brasileira de Diabetes, 8 maio 2014. Disponível em: <https://bit.ly/2HfTf9J>. Acesso em: 13 maio 2019. POWERS, S. K.; HOWLEY, E. T. Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho. 9. ed. Barueri: Manole, 2017. RASO, V.; GREVE, J. M. D; POLITO, M. D. Pollock: fisiologia clínica do exercício. Barueri: Manole, 2013. TARINI, V. A. F. et. al. Calor, exercício físico e hipertermia: epidemiologia, etiopatogenia, complicações, fatores de risco, intervenções e prevenção. Revista Neurociências, v. 14, n. 3, p. 144-152, jul./set., 2006. Disponível em: <https://bit.ly/2Hbcu47>. Acesso em: 10 abr. 2019. 13 2 BIOENERGÉTICA O corpo humano necessita de energia para manter suas funções em repouso ou realizando alguma atividade. Essa energia é obtida por meio de nutrientes alimentares (gorduras, carboidratos e proteínas), e o processo que converte alimento em energia é denominado bioenergética (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Há três vias metabólicas, ou seja, caminhos específicos para a geração de energia, e o organismo escolhe alternativamente uma dessas vias de acordo com a demanda energética.No início do movimento, o músculo utiliza a energia imediata armazenada (ATP-CP); segundos após, aumenta a utilização de energia fornecida pela via glicolítica (anaeróbica láctica); com a manutenção da atividade será utilizada cada vez mais a energia provinda do metabolismo aeróbico. Há atividades que utilizam uma única via metabólica, porém, a maioria das atividades utiliza mais de um sistema de energia (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Neste bloco, você aprenderá sobre os três sistemas energéticos; entenderá a relação de cada um desses sistemas com os diferentes tipos, intensidades e duração do exercício. 2.1 Sistema ATP-CP (anaeróbico aláctico) O sistema ATP-CP fornece energia por meio de compostos armazenados dentro da célula muscular. A quantidade de ATP disponível nas células é limitada, e conforme sua utilização ocorre, ela é ressintetizada mantendo um equilíbrio entre sua utilização e ressintetização. Quando a demanda de energia aumenta, ocorre a queda de ATP, rompendo esse equilíbrio. Assim, se faz necessária a degradação de outros componentes com energia armazenada em suas ligações para produzir ATP (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 14 ATP (adenosina trifosfato) A ATP é uma molécula formada pela adenosina mais 3 fosfatos. Representa uma fonte imediata de energia para a contração muscular funcionando como uma moeda de troca dessa energia. Ela pode ser produzida sem a utilização de oxigênio (metabolismo anaeróbico) ou com a utilização de oxigênio (metabolismo aeróbico). A energia da ATP é liberada quando ocorre a quebra dessa molécula em ADP e Pi, pela enzima ATPase liberando energia para as ações musculares (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 2.1.1 PCr (Fosfocreatina ou creatina fosfato) A fosfocreatina, ou creatina fosfato, é uma molécula de creatina fosforilada (creatina + fosfato) com grande energia armazenada. Quando ocorre sua divisão, a energia liberada é utilizada para a formação de 1 ATP. 15 Assim como a ATP, a fosfocreatina tem uma cadeia de fosfato de alta energia, e é também armazenada no músculo. Ela é quebrada em Pi (fosfato inorgânico) e creatina pela enzima creatina quinase (CK) doando um Pi para o ADP (adenosina difosfato). Assim, forma-se uma molécula de 1 ATP (energia) (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016, McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 2.1.2 Geração de energia para a ação muscular O sistema ATP-CP representa uma fonte anaeróbica de energia imediata para a contração muscular. É uma via energética para exercícios de alta intensidade e curta duração, como aquelas atividades físicas que requerem muita energia por segundo, por exemplo, tiros de corrida e levantamento de peso, pois fornece energia por um período curto de tempo (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Sistema ATP-CP O nível de ATP se mantém constante nos primeiros segundos de uma atividade muscular intensa como o tiro de corrida. Já as concentrações de CPr declinam rapidamente para a ressíntese do ATP gasto. Na exaustão, os níveis de ATP e CP são muito baixos e insuficientes para suprir a demanda de energia necessária para as ações musculares (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 16 2.2 Sistema glicolítico (anaeróbico láctico) O sistema glicolítico gera ATP por meio da degradação da glicólise, um processo de 10 etapas que ocorre no citoplasma celular, quebrando a glicose em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), e resulta na produção de duas moléculas de ATP (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Esse processo energético é suficiente para as atividades físicas com um esforço máximo por até cerca de 90 segundos sem a utilização de oxigênio (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Glicólise Fonte: McArdle, Katch e Katch (2018, p. 144). 17 O processo de glicólise gera 4 moléculas de ATP, mas utiliza 2 moléculas no início do processo. Sendo assim, o saldo final é de duas moléculas de ATP. Esse processo também forma duas moléculas de piruvato (ou ácido pirúvico), e cada qual com dois hidrogênios adicionais forma uma nova molécula, o ácido láctico, que por sua vez, se dissocia formando o lactato (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). O lactato sanguíneo acumulado durante a atividade física é oxidado pelas fibras musculares com alta capacidade oxidativa. Quando a oxidação do lactato é igual à sua produção, o nível sanguíneo de lactato permanece estável. Quando a intensidade do exercício aumenta, a produção e o acúmulo de lactato aceleram, pois as células musculares não conseguem oxidar o lactato com a mesma taxa de sua produção. Saldo da glicólise 2 ATP 2 NADH (molécula carregadora de energia que irá transferir sua energia na última fase da produção energética aeróbica). 2.3 Via aeróbica (oxidativa) A via aeróbica gera ATP com a utilização de oxigênio, sendo utilizada quando a atividade física ultrapassa alguns minutos de duração. A glicólise libera cerca de 5% da 18 energia contida em sua molécula, e o restante de energia é obtida quando o piruvato formado na glicólise é transformado em acetilcoenzima A (acetil-CoA) e entra no ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico). O piruvato só é transformado em acetil-CoA na presença de oxigênio (O2); se não houver O2 na célula, o piruvato é convertido em ácido láctico (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 2.3.1 Ciclo de Krebs Na presença de O2, o piruvato provindo da glicólise vai para dentro da mitocôndria. Quando isso ocorre, ele perde 1 carbono (descarboxilação) liberando gás carbônico (CO2) e formando outro componente (o acetil, com 2 carbonos). Essa descarboxilação libera energia formando 1 NADH. O CO2 produzido pela descarboxilação é eliminado pela expiração. Posteriormente, o acetil se junta com a coenzima A formando a molécula acetilcoenzima A (acetil-CoA) (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Conheça o processo mais detalhadamente: 1. A acetil-CoA contendo 2 carbonos se junta com o oxaloacetato contendo 4 carbonos, formando o citrato com 6 carbonos, e entra no ciclo de Krebs. 2. O ácido cítrico perde 1 carbono que é liberado na forma de CO2, se transformando no ácido cetoglutárico com 5 carbonos; a descarboxilação, ou seja, essa perda de 1 carbono, libera energia formando 1 NADH. 3. Ocorre a descarboxilação do ácido cetoglutárico liberando CO2 e formando o ácido succínico com 4 carbonos. Nessa etapa, com a liberação de energia forma-se 1 ATP e 1 NADH. 4. O ácido succínico se transforma em malato formando dois FADH2 (molécula carregadora de energia). 5. O malato perde hidrogênio se transformando em ácido oxaloacetato, liberando energia, e formando mais 1 NADH. A partir do oxaloacetato formado, na presença de outra molécula de acetil-CoA, eles se unem e o ciclo recomeça (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 19 Saldo energético do ciclo de Krebs 3 NADH x 2 = 6 NADH 1 ATP x 2 = 2 1 FADH2 x 2 = 2 FADH2 Para cada acetil-CoA que entra no ciclo de Krebs, são formados 3 NADH, 1 ATP e 1 FADH2. Porém, como a quebra da glicose (glicólise) produz 2 piruvatos, que associados ao acetil formam 2 moléculas de acetil-CoA, ocorrem dois ciclos de Krebs, um para cada molécula de acetil-CoA. Portanto, os valores são duplicados e o saldo final será de 6 NADH, 2 ATP e 2 FADH2 (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Ciclo de Krebs Fonte: Kraemer, Fleck e Deschenes (2016). 20 Resumo do ciclo de Krebs O oxaloacetato que é produzido pela última reação do ciclo de Krebs se combina com a acetil-CoA, formando o citrato que entra no ciclo de Krebs. Em seguida, o citrato passa por várias reações resultando na formação de 2 moléculas de CO2 e 1 de ATP. Durante o ciclo, ocorre a combinação de elétrons de hidrogênio com as moléculas carreadoras de hidrogênio NAD+ e FAD formando NADH e FADH2 (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 2.3.2 Cadeia transportadora de elétrons (cadeia respiratória) A cadeia transportadorade elétrons ou cadeia respiratória é a última fase para extração de energia. Os elétrons (energia) contidos no produto gerado na glicólise (2 NADH), na formação de Acetil-CoA (2 NADH), e no ciclo de Krebs (6 NADH e 2 FADH2) serão liberadas para formar ATP. Esse processo ocorre na membrana interna da mitocôndria (nas cristas mitocondriais), pela ação de proteínas (citocromos) presentes nessa membrana. Segue o processo mais detalhado: 1. Ocorre a liberação de hidrogênio e elétrons de NADH e FADH2. 2. Esses elétrons passam pelas proteínas da membrana, para serem transferidos para a molécula de O2 provinda da respiração. 3. Essa energia liberada é utilizada para bombear íons de hidrogênio para fora da matriz mitocondrial. 4. Esse hidrogênio ao voltar para a matriz mitocondrial passa por um complexo proteico (ATPsintase), produzindo ATP. 2.3.2.1 Saldo da cadeia transportadora de elétrons Estima-se que um NADH tenha energia suficiente para formar 2,5 ATP e um FADH2 1,5 molécula de ATP. 21 2 NADH (resultado da glicólise) = 5 ATP 2 NADH (resultado da formação de acetil-CoA) = 5 ATP 6 NADH (resultado do ciclo de Krebs) = 15 ATP 1 FADH2 (resultado do ciclo de Krebs) = 3 ATP Saldo final da formação de ATP Glicólise – 2 ATP Ciclo de Krebs – 2 ATP Cadeia transportadora de elétrons – 28 ATP Total – 32 ATP 2.3.3 Consumo de oxigênio durante o exercício O consumo de oxigênio aumenta rapidamente durante os primeiros minutos de atividade física, alcança um platô (estado estável), continuando estável durante a duração da atividade. Esse estado estável, ou steady-state, representa o equilíbrio entre o gasto de energia muscular e a produção de ATP. Nesse estado, não há acúmulo significativo de lactato, pois o lactato produzido é oxidado ou transformado em glicose (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 2.3.4 Limiar de lactato (limiar anaeróbico) O limiar de lactato representa a intensidade do exercício na qual o acúmulo de lactato no sangue se acumula. Ocorre quando a produção de lactato ultrapassa a velocidade de remoção causando um acúmulo que vai se acentuando cada vez mais. Pessoas não treinadas podem alcançar o limiar de lactato em aproximadamente 50% a 60% do consumo máximo de oxigênio (VO2máx), e pessoas treinadas em aproximadamente 65% a 80% do VO2máx (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 22 2.3.5 Utilização das vias aeróbicas e anaeróbicas O uso de determinada via de fornecimento de energia, seja de forma anaeróbica ou aeróbica, varia de acordo com a intensidade e duração da atividade. Atividades de maior duração utilizam maior porcentagem de energia provinda do metabolismo aeróbico. Logo, atividades de curta duração utilizam principalmente energia provinda do metabolismo anaeróbico. As fontes aeróbicas e anaeróbicas de ATP não fornecem a energia de maneira isolada, mas sim de maneira integrada. Todas as fontes suprem parte da ATP a todo o momento (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Percentual da utilização das vias aeróbicas e anaeróbicas ao longo do exercício Fonte: Kraemer, Fleck e Deschenes (2016, p. 38). 2.3.5.1 Metabolismo anaeróbico Em grande parte, representa o maior fornecimento de ATP para realizar as atividades físicas de alta intensidade e curta duração. Atividades como levantamento de peso, arremesso de peso e salto em altura utilizam predominantemente energia provinda do sistema ATP-CP. Em atividades de alta intensidade, a partir de 3 segundos de duração, começa a utilização de maior percentual de ATP provindo da via glicolítica (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 23 2.3.5.2 Metabolismo aeróbico Fornece grande parte da ATP utilizada em atividades de baixa intensidade e longa duração. Sua demanda aumenta após minutos do início da atividade física. Conclusão Vimos neste bloco que para realizarmos as funções do nosso corpo e a contração muscular, utilizamos a energia armazenada em ligações químicas, e a moeda de troca dessa energia é ATP. Essa energia vem dos nutrientes alimentares, e o nosso organismo transforma esses nutrientes em energia por meio de três vias metabólicas: ATP-CP, Via Glicolítica e Via Aeróbica. O organismo escolhe uma dessas vias de acordo com a demanda energética. No início do movimento, o músculo utiliza a energia imediata armazenada (ATP-CP); segundos após, aumenta a utilização de energia fornecida pela via glicolítica (anaeróbica lática); e com a manutenção da atividade será utilizada cada vez mais a energia provinda do metabolismo aeróbico. O sistema ATP-CP é uma fonte anaeróbica de energia imediata para a contração muscular e sua energia é liberada pela quebra da ATP em ADP. A via glicolítica fornece 2 ATP resultantes do processo da degradação da glicose, e o sistema aeróbico fornece o total de 32 ATP após a glicólise, ciclo de Krebs e cadeia de transporte de elétrons. Atividades físicas de alta intensidade e curta duração utilizam predominantemente energia provinda do sistema ATP-CP. Em atividades de alta intensidade, a partir de 3 segundos de duração, começa a utilização de maior percentual de ATP provindo da via glicolítica, e quando a atividade ultrapassa alguns minutos, aumenta a utilização do metabolismo aeróbico. Mas lembre-se de que nenhuma das vias metabólicas trabalha sozinha. A maioria das atividades físicas utiliza mais de uma via metabólica em proporções diferentes. 24 REFERÊNCIAS KRAEMER, W. J.;FLECK, S. J.; DESCHENES, M. R. Fisiologia do exercício: teoria e prática. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. McARDLE, D. W.; KATCH, I. F.; KATCH, L. V. Fisiologia do exercício ‒ Nutrição, energia e desempenho humano. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. 25 3 SISTEMA NEUROMUSCULAR O sistema neuromuscular se refere à conexão dos sistemas nervoso e muscular. É formado por músculos e tendões e sua função principal é realizar o movimento. Também tem como função produzir calor e dar sustentação ao corpo. O sistema nervoso formado pelo encéfalo, medula e nervos, tem como função receber e processar informações e produzir uma resposta. Ele é que manda impulsos nervosos para a realização do movimento. Neste bloco, você compreenderá a relação desses sistemas, aprenderá como ocorre a ação muscular e a produção de força, conhecerá a diferença entre os tipos de fibra muscular e as adaptações provocadas nesses sistemas pelo treinamento físico. 3.1 Fisiologia do músculo esquelético Os músculos estriados esqueléticos têm como função principal o movimento. Também dão sustentação ao corpo e produzem calor para a termorregulação. Eles se conectam aos ossos por meio dos tendões, que são tecidos conjuntivos. Quando ocorre a contração muscular, os músculos que estão conectados aos ossos os deslocam, provocando o movimento (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 26 3.1.1 Estrutura muscular O músculo é formado por feixes de fibras musculares (fascículo). Essas fibras musculares (células musculares) são formadas por miofibrilas, que por sua vez são compostas por filamentos de actina e miosina (proteínas contráteis). Essas proteínas contráteis formam o sarcômero, a unidade contrátil muscular (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Sarcômero Além da miosina e da actina, outras proteínas atuam na contração muscular, como a troponina e a tropomiosina. A tropomiosina cobre os canais de ligação da actina inibindo sua interação com a miosina; e a troponina, que é um complexo de três proteínas, induz o deslizamento das miofibrilas (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 27 Essas estruturas musculares estão envoltas por tecido conjuntivo: o epimísio, que envolve todo o músculo; o perimísio, que envolve os fascículos; e o endomísio, que envolve as fibras musculares (KRAEMER; FLECK;DESCHENES, 2016). Fonte: Kraemer, Fleck e Deschenes (2016, p. 80). 3.1.2 Contração muscular A contração muscular é o encurtamento do sarcômero resultante do deslizamento dos filamentos de actina e miosina uns sobre os outros. A contração ocorre pelas seguintes etapas (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): 1. Chega o impulso elétrico na junção neuromuscular. 2. Ocorre a liberação de cálcio. 3. O cálcio liberado se liga à troponina, provocando o desvio da posição da tropomiosina e exposição dos sítios ativos da actina. 4. As cabeças da miosina se conectem aos sítios ativos da actina. 5. Ocorre o movimento giratório da cabeça da miosina, promovendo o encurtamento do sarcômero. 28 6. Quando param os impulsos nervosos, cessa também a liberação de cálcio. Sem cálcio para se ligar à troponina, a tropomiosina bloqueia os sítios ativos da actina, interrompendo a contração muscular. SAIBA MAIS Para entender a contração muscular, acesse o link a seguir e ative a legenda em português: MCGRAW-HILL ANIMATIONS. Muscle Contraction Process. McGraw-Hill Animations, 9 jun. 2017. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=ousflrOzQHc>. Acesso em: ago. 2019. 3.1.3 Tipos de fibras musculares O músculo esquelético é composto por diferentes tipos de fibras. Cada uma delas têm capacidades de geração de força diferente. Os tipos de fibras musculares são (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): Tipo I ou fibras de contração lenta: são as fibras com maior quantidade de mitocôndrias e mioglobina (carreador de oxigênio). Por essa razão, têm maior capacidade para o metabolismo aeróbico. Essas fibras são resistentes à fadiga e têm uma alta capacidade de contração por longo período de tempo; portanto, são mais adequadas aos exercícios de longa duração (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Tipo II ou fibras de contração rápida: as fibras do tipo II têm menor quantidade de mitocôndrias e menor irrigação sanguínea; portanto, têm maior tendência à fadiga rápida. Essas fibras têm maior capacidade de produção de força com maior velocidade de contração e relaxam de maneira rápida. São subdivididas em (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): o Tipo IIa: essas fibras também são chamadas de fibras intermediárias ou fibras glicolíticas oxidativas rápidas. Têm resistência intermediária à fadiga e apresentam uma mistura de características das fibras dos tipos I e IIx (POWERS; HOWLEY, 2017). https://www.youtube.com/watch?v=ousflrOzQHc 29 o Tipo IIx: essas fibras também são chamadas de fibras de contração rápida ou fibras glicolíticas rápidas. Têm um menor número de mitocôndrias; portanto, têm menor capacidade de metabolismo aeróbico e menor resistência à fadiga. 3.1.4 Produção de força O músculo produz força por meio de sua ativação. Essa ativação pode ocorrer das seguintes formas (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): Concêntrica: ocorre o encurtamento do músculo e a força produzida excede a força imposta pela resistência (carga). Excêntrica: ocorre quando o músculo está exercendo sua força máxima, mas não o suficiente para vencer a resistência, e o músculo se alonga durante a contração. A força produzida é menor que a resistência oferecida. Isométrica: na ação muscular isométrica, as cabeças de actina se conectam e desconectam no mesmo sítio do filamento de actina ativo ou próximo a ele sem que ocorra movimento visível. Mesmo assim, há geração de força, pois há uma tentativa do músculo se contrair. A força produzida é igual à resistência que se opõe ao seu movimento. 3.2 Função do sistema nervoso na geração de movimento O sistema nervoso é dividido em central e periférico. A parte central é responsável pelo processamento de informações recebidas de outros sistemas e dos órgãos dos sentidos, e pela produção de resposta. O sistema periférico é composto basicamente por nervos, e é responsável pela condução dessas informações por meio de impulsos nervosos. O sistema nervoso trabalha em conjunto com os outros sistemas corporais, pois é responsável pelo seu funcionamento. A junção do sistema nervoso com o sistema muscular é chamada de neuromuscular. 30 3.2.1 Córtex motor A camada externa do cérebro é chamada córtex cerebral que desempenha diversas funções no organismo. O controle do movimento é feito por uma porção do córtex chamada de córtex motor que prepara e manda a informação para a execução do movimento (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). O córtex motor controla o movimento, determina sua velocidade e intensidade por meio de impulsos nervosos enviados ao músculo pelos nervos (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Córtex motor 3.2.2 Unidade motora Unidade motora é composta por um neurônio motor alfa e pelas fibras musculares inervadas por esse neurônio. As informações são recebidas pelos dendritos do neurônio motor e transmitidas pelos seus axônios para a junção neuromuscular. Cada fibra muscular recebe impulso nervoso de apenas um neurônio motor, que por sua 31 vez, devido às suas numerosas ramificações, pode inervar diversas fibras musculares. Para executar um determinado movimento, são recrutadas diversas unidades motoras, e de músculos diferentes (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018, KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 3.2.2.1 Junção neuromuscular A junção neuromuscular é a união entre a parte terminal de um axônio com a fibra muscular aonde chegará o estímulo para a contração muscular (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Unidade motora e junção neuromuscular 32 3.3 Adaptações do sistema neuromuscular ao treinamento físico O ganho de força obtido no início de um programa de treinamento será provocado inicialmente pelas adaptações neurais, e posteriormente com o passar do treinamento esse ganho de força ocorrerá também pelo aumento de massa muscular. Com as adaptações neurais, o desempenho físico melhora e a ativação muscular e o recrutamento das unidades motoras se tornam mais eficientes (POWERS; HOWLEY, 2017). 3.3.1 Adaptação muscular ao treinamento aeróbico As fibras recrutadas durante a contração muscular irão se adaptar ao exercício. Em uma atividade de resistência aeróbica, as unidades motoras com fibras do tipo I serão recrutadas primeiro e com o aumento da intensidade do exercício ocorre o recrutamento das unidades motoras do tipo II (POWERS; HOWLEY, 2017). Devido à característica das fibras musculares do tipo I, pela grande quantidade de mitocôndrias e alto suprimento sanguíneo, as unidades motoras com essas fibras são mais adequadas para a realização de exercícios de resistência aeróbica, porém as unidades motoras contendo as fibras tipo II também sofrerão a adaptação ao treinamento aeróbico. Com o treinamento, as fibras do tipo II melhoram sua capacidade aeróbica, porém não podem se igualar à capacidade aeróbica das fibras do tipo I (POWERS; HOWLEY, 2017). As adaptações que ocorrem nas fibras musculares após o treinamento aeróbico são: 1. Aumento do número de capilares (vasos que trocam líquidos, oxigênio, CO2, nutrientes) por fibra muscular. Com o aumento da demanda de oxigênio muscular, o número de capilares aumenta para levar mais oxigênio para o músculo e suprir essa demanda. Esse aumento é mais expressivo nas fibras do tipo I. 2. Aumenta o tamanho e o número de mitocôndrias nas fibras musculares, aumentando a capacidade para o metabolismo aeróbico. 33 3.3.2 Adaptação muscular ao treinamento resistido A adaptação muscular causada pelo exercício resistido (exercício de força) gera aumento do tamanho do músculo devido ao aumento do tamanho das fibras musculares, denominado hipertrofia, ou pelo aumento do número de fibras musculares, a hiperplasia (POWERS; HOWLEY, 2017). Hipertrofia e hiperplasia 3.3.2.1 Hipertrofia muscular Hipertrofia é o aumento da secção transversa do músculo devidoao aumento do tamanho de suas fibras musculares após a realização de exercícios de força (POWERS; HOWLEY, 2017). O treinamento faz com que ocorra um aumento das proteínas actina e miosina nas miofibrilas. Essas miofibrilas recém-formadas são adicionadas às fibras existentes, aumentando assim o tamanho da fibra (POWERS; HOWLEY, 2017). 34 Os mionúcleos (núcleos localizados na fibra muscular) também participam do processo de hipertrofia. Um único mionúcleo consegue manejar um volume limitado de proteínas musculares. Assim, para que haja o acréscimo das proteínas musculares à miofibrila, e consequente hipertrofia, o número de mionúcleos também é aumentado. Após dano tecidual provocado pelo exercício, as células-satélites, que são fontes desses mionúcleos, são ativadas, contribuindo para o aumento da quantidade de mionúcleos. Com maior número de mionúcleos, haverá maior acréscimo de proteínas musculares, resultando no aumento da fibra muscular (POWERS; HOWLEY, 2017). As fibras musculares se hipertrofiam de formas diferentes. As fibras do tipo II apresentam maior grau de hipertrofia após o treinamento de força que as fibras do tipo I (POWERS; HOWLEY, 2017). 3.3.2.2. Hiperplasia muscular Hiperplasia é o aumento do número de fibras musculares e pode ser um possível mecanismo para auxiliar o aumento do tamanho do músculo. Ainda é muito discutido o aumento do músculo devido à hiperplasia. Há algumas evidências de que a hiperplasia possa ocorrer após o treinamento de resistência muscular. Pode ser que a hiperplasia ocorra somente após treinamento de resistência muscular de alta intensidade, e que as fibras do tipo II respondam inicialmente a essa adaptação (POWERS; HOWLEY, 2017). Mesmo que a hiperplasia aconteça, a sua participação no aumento do tamanho do músculo será pequena (entre 5% e 10%), e a hipertrofia será o mecanismo com maior participação no aumento muscular (POWERS; HOWLEY, 2017). 3.3.2.3 Adaptação da junção neuromuscular A junção neuromuscular também passa por adaptações provocadas pelo treinamento. A prática regular de exercícios pode aumentar significativamente os componentes pré- sinápticos (terminais nervosos) e pós-sinápticos (placa motora da fibra muscular) presentes na junção neuromuscular. Essa adaptação gerada na junção neuromuscular 35 torna a comunicação entre nervo e músculo mais eficiente, e menos prolongada, causando menor fadiga (POWERS; HOWLEY, 2017). Ambos os treinamentos de força ou de resistência aeróbica promovem a adaptação da junção neuromuscular, porém, os exercícios aeróbicos promovem maior adaptação, pois a atividade neuromuscular é maior durante o treinamento de resistência aeróbica, por ser uma atividade contínua, diferentemente do treinamento de força que ocorre de maneira intermitente (POWERS; HOWLEY, 2017). 3.3.2.4 Dor muscular tardia A dor muscular após a prática de exercícios ocorre pela lesão provocada pelo estresse mecânico nos músculos e nos tendões. São microlesões que ocorrem nas fibras musculares, alterando o alinhamento do sarcômero, desencadeando uma resposta imunológica com a liberação de histaminas e prostaglandinas (agentes envolvidos na regulação das respostas imunes) e edema, que provocam a sensação de dor. A dor muscular tardia está relacionada com a contração muscular excêntrica e pode aparecer entre 24 e 48 horas após a realização de exercícios. Geralmente, ocorre em pessoas destreinadas ou até mesmo em pessoas treinadas após a prática de exercícios intensos ou após realizarem uma rotina de exercícios diferente da habitual. Há o mito de que a dor muscular tardia é causada pelo acúmulo de lactato, porém, não há evidências que comprovem essa hipótese. Conclusão Aprendemos neste bloco que o sistema neuromuscular se refere à conexão dos sistemas nervoso e muscular, e que o movimento acontece por ações musculares, as contrações, que são ordenadas e controladas pelo sistema nervoso. Nossos músculos são compostos por células musculares, as fibras musculares, que contêm proteínas que deslizam umas sobre as outras, provocando o encurtamento muscular (a contração). 36 Temos diferentes tipos de fibras musculares: as fibras do tipo I de contração lenta, e do tipo II de contração rápida. As fibras do tipo I têm maior resistência à fadiga, e são mais adequadas aos exercícios aeróbicos; e as fibras do tipo II produzem maior força e fadigam com facilidade, sendo mais indicadas para os exercícios intensos de curta duração. O treinamento físico causará adaptação ao sistema neuromuscular, como o aumento de força e hipertrofia muscular, melhora da capacidade aeróbica muscular e melhora da comunicação entre nervo e músculo. REFERÊNCIAS KRAEMER, W. J.; FLECK, S. J.; DESCHENES, M. R. Fisiologia do exercício: teoria e prática. 2. d. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. POWERS, S. K.; HOWLEY, E. T. Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho. 9. ed. Barueri: Manole, 2017. McARDLE, D. W.; KATCH, I. F.; KATCH, L. V. Fisiologia do exercício ‒ Nutrição, energia e desempenho humano. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. 37 4 SISTEMA CARDIORRESPIRATÓRIO Neste bloco, vamos estudar o sistema cardiorrespiratório, que é a junção dos sistemas circulatório e respiratório. O sistema circulatório é responsável pelo transporte de substâncias para serem utilizadas ou eliminadas pelo nosso corpo. Já o sistema respiratório é responsável principalmente pela troca gasosa. Esses dois sistemas estão ligados, pois o sistema circulatório transporta os gases a serem trocados pelo sistema respiratório. Vamos conhecer as respostas agudas do exercício no sistema cardiorrespiratório, ou seja, as adaptações que acontecem no organismo quando estamos praticando exercício, além das respostas crônicas àquelas adaptações que ocorrem após um período regular de prática de exercícios. 4.1 Sistema circulatório e exercício O sistema circulatório é composto pelo coração, vasos sanguíneos e sangue, e tem como funções o transporte de substâncias necessárias para o funcionamento do organismo como nutrientes, oxigênio (O2) e hormônios, e também a remoção dos resíduos metabólicos celulares para serem eliminados, como por exemplo, o gás carbônico (CO2). O coração é um órgão muscular que bombeia o sangue para todo o corpo e se localiza no interior da cavidade torácica, entre os pulmões, com seu ápice voltado para o lado esquerdo. O coração tem quatro câmaras que são: átrio direito, átrio esquerdo, ventrículo direito e ventrículo esquerdo. A metade esquerda do coração recebe o sangue rico em O2 vindo dos pulmões e o envia para todo o organismo, e a metade direita recebe o sangue rico em CO2 que percorreu todo o organismo e o envia aos pulmões. O coração também tem duas válvulas que fazem com que o sangue siga em uma única direção, sempre dos átrios para os ventrículos. Essas válvulas são: 38 • tricúspide: comunica o átrio direito com o ventrículo direito; • bicúspide ou mitral: comunica o átrio esquerdo com o ventrículo esquerdo. Válvulas cardíacas 4.1.1 Ciclo cardíaco O ciclo cardíaco se refere às contrações e relaxamentos feitos pelo músculo cardíaco, e apresenta duas fases: a sístole, que é a fase de contração do ciclo cardíaco; e a diástole, que é a fase de relaxamento do ciclo cardíaco. Quando uma câmara (átrio ou ventrículo) se contrai, bombeia o sangue, e quando relaxa, essa câmara é preenchida por sangue para a próxima fase sistólica (contração) do ciclo cardíaco (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 39 Ciclo cardíaco 4.1.2 Controle nervoso do coração O coração possui um sistema intrínseco de controle nervoso, que controla a contração das câmaras para que o sangue se mova na direção correta. O músculocardíaco (miocárdio) é inervado por um tecido nervoso especializado, capaz de iniciar o próprio impulso para a contração. O controle para que as contrações ocorram em intervalos de tempo pode ser feito pelo próprio coração. Essa capacidade de controle é chamada de automatismo cardíaco. O tecido nervoso especializado localizado na porção superior do átrio direito se denomina nó sinoatrial (nó SA), que funciona como o marca-passo da contração cardíaca (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). O impulso elétrico do átrio para o ventrículo é conduzido pelo nó atrioventricular (nó AV). 40 Nós sinoatrial e atrioventricular Fonte: Kraemer, Fleck e Deschenes (2016, p. 156). O coração também possui um controle extrínseco, que é responsável pelo ajuste da frequência cardíaca. Esse controle é feito pelos sistemas simpático e parassimpático. Estimulação simpática: as fibras nervosas simpáticas liberam norepinefrina (mediador químico) que chega aos nós SA e AV aumentando sua atividade. O aumento da atividade dos nós SA e AV aumentam a frequência cardíaca e a força de contração do miocárdio, resultando no aumento do volume de sangue bombeado pelo coração em cada contração (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Estimulação parassimpática: as fibras nervosas parassimpáticas que inervam os nós SA e AV liberam acetilcolina, diminuindo a atividade desses nós, e consequentemente diminuindo a frequência cardíaca (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 41 4.1.3 Circulação sanguínea O sangue é um tecido líquido que leva e remove substâncias do corpo. A movimentação do sangue pelo organismo é denominada circulação sanguínea. Ela pode ser dividida em pulmonar e periférica. Circulação sanguínea Circulação pulmonar ou pequena circulação: transporta sangue do coração para os pulmões para oxigená-lo, e transporta o sangue oxigenado de volta para o coração para ser bombeado para o restante do corpo. Circulação pulmonar Circulação sistêmica 42 Circulação pulmonar Circulação sistêmica ou grande circulação: transporta o sangue oxigenado que acabou de retornar dos pulmões a todas as células do corpo, levando o oxigênio que será utilizado no metabolismo celular, e transporta esse sangue de volta, trazendo o CO2 resultante do metabolismo. 4.1.4 Panturrilha, o segundo coração A panturrilha é formada por um conjunto de músculos que bombeiam o sangue de volta ao coração, contribuindo para o retorno venoso. Quando o músculo da panturrilha contrai, comprime as veias, facilitando o fluxo do sangue de volta ao coração. Quando relaxa as válvulas das veias, evita que o sangue flua de volta na direção contrária ao coração (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 43 4.1.5 Débito cardíaco É o volume de sangue bombeado por minuto pelo coração e pode ser determinado pela frequência cardíaca e pelo volume de ejeção, que é o volume de sangue bombeado pela contração dos ventrículos (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). O volume diastólico final (VDF) é o volume de sangue nos ventrículos no final da diástole. O volume sistólico final (VSF) é o volume de sangue que permanece nos ventrículos ao final da fase sistólica, ou de contração dos ventrículos (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 4.1.6 Respostas agudas do sistema circulatório ao exercício físico Kraemer, Fleck e Deschenes (2016) descreveram várias adaptações que ocorrem no organismo durante a prática de exercícios: 1. Aumenta o fluxo sanguíneo para os músculos ativos, que receberá boa parte do débito cardíaco. 2. Aumenta o fornecimento de O2 e nutrientes necessários para o metabolismo celular. 3. Aumenta a remoção dos produtos gerados pelo metabolismo como o CO2. 4. Ocorre a vasodilatação para aumentar o fluxo de sangue para o músculo ativo e vasoconstrição para diminuir o fluxo sanguíneo para o tecido inativo. 44 5. Aumenta a frequência cardíaca, o volume de ejeção, aumentando o débito cardíaco. 6. O débito cardíaco elevado aumenta a pressão arterial. 7. Ocorre a vasodilatação dentro do músculo ativo, diminuindo a pressão arterial. 8. Ocorre a vasoconstrição dos músculos inativos fazendo com que a pressão arterial seja mantida. Nos exercícios isométricos, apesar de estáticos, ocorre também o aumento da frequência cardíaca e pequeno aumento do débito cardíaco, porém aumenta a resistência vascular periférica, aumentando significativamente a pressão arterial. Essa elevação exacerbada da pressão arterial em exercícios isométricos ocorre porque a contração muscular mantida promove obstrução mecânica do fluxo sanguíneo, promovendo um acúmulo de metabólitos produzidos durante a contração, e ativa quimiorreceptores musculares que promovem aumento significativo da atividade simpática (BRUM et al., 2004). 4.2 Sistema respiratório e exercício A principal função do sistema respiratório é garantir as trocas gasosas do organismo com o meio ambiente. É formado por órgãos que preparam e conduzem o ar e realizam a troca gasosa. Algumas estruturas do sistema respiratório funcionam principalmente como condutoras de ar. O ar entra pelo nariz, passa pela cavidade nasal, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos (ramificações dos brônquios) até chegar aos alvéolos (estruturas com capilares sanguíneos) onde ocorrerá a troca gasosa. 4.2.1 Ventilação pulmonar A ventilação pulmonar se refere ao volume de ar que entra (inspiração) e sai dos pulmões (expiração). O número de inspirações por minuto é denominada frequência respiratória, que fica em torno de 12 inspirações por minuto em uma respiração tranquila em repouso (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 45 Inspiração e expiração Inspiração: é a entrada de ar nos pulmões. Os músculos diafragma e intercostais se contraem, e as costelas se elevam, promovendo o aumento da caixa torácica. Expiração: é a saída de ar dos pulmões. Os músculos diafragma e intercostais se relaxam e ocorre a depressão das costelas, diminuindo a caixa torácica. 4.2.2 Troca gasosa A hematose é a troca gasosa de CO2 e O2, e ocorre nos alvéolos pulmonares. O CO2 chega aos alvéolos para ser eliminado pela expiração, e o O2 provindo da inspiração chega aos alvéolos, e passa para a corrente sanguínea para ser transportado para as células. 46 Troca gasosa 1. Nos alvéolos pulmonares, o O2 difunde-se nos capilares e penetra nas hemácias. 2. Nas hemácias, o O2 se combina com a hemoglobina, e é transportado para todas as partes do corpo, onde é utilizado na produção de energia. 3. Ao realizar a respiração celular, as células produzem CO2, que passa para os capilares sanguíneos. 47 4. O sangue rico em CO2 chega aos capilares sanguíneos nos alvéolos por meio de difusão, e é eliminado pela expiração. 4.2.3 Mioglobina A mioglobina é uma proteína que transporta O2 da membrana da fibra muscular para a mitocôndria. É encontrada no miocárdio e nas fibras musculares, em maiores quantidades nas fibras de contração lenta, em pequenas quantidades nas fibras intermediárias e em quantidades limitadas nas fibras de contração rápida. 4.2.4 Capacidade e volume respiratório A cada ciclo respiratório, certo volume de ar entra e sai das vias respiratórias durante a inspiração e a expiração. O volume de ar se refere ao movimento de gases para dentro e para fora dos pulmões e pode ser determinado por meio de teste de espirométrico (medida de gases expirados e inspirados), importante para medir a função respiratória (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). A capacidade e volume respiratório podem ser descritos das seguintes formas (POWERS e HOWLEY, 2017): Volume Corrente (VC): é o volume de ar inspirado e expirado a cada ciclo respiratório normal. Volume de Reserva Inspiratório (VRI): é o maiorvolume de ar que pode ser inspirado ao final de uma inspiração máxima. Volume de Reserva Expiratório (VRE): é o maior volume de ar que pode ser expirado após uma expiração máxima. Volume Residual (VR): é o volume de ar que permanece nos pulmões após uma expiração profunda, permitindo a continuação da troca gasosa. Capacidade Vital (CV): quantidade máxima de gás que pode ser expirada após uma inspiração máxima. 48 Capacidade Inspiratória (CI): quantidade máxima de ar que pode ser inalada após uma expiração normal. Capacidade Residual Funcional (CRF): quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma expiração normal. Capacidade Pulmonar Total (CPT) (VC + VR): quantidade máxima de ar nos pulmões ao final de uma inspiração máxima. 4.2.5 Respostas agudas do sistema circulatório ao exercício físico Segundo Kraemer, Fleck e Deschenes (2016), as adaptações que ocorrem no sistema respiratório durante a prática de exercícios são: 1. Há o aumento da frequência respiratória. 2. Aumenta a troca gasosa nos alvéolos e no tecido muscular para atender às maiores demandas de aporte de O2 e de remoção de CO2. 3. Aumenta a ventilação pulmonar para elevar a troca gasosa. 4. Aumenta o fluxo sanguíneo nos capilares dos alvéolos e dos tecidos para aumentar a troca gasosa. 4.2.6 Volume máximo de oxigênio (VO2máx) O consumo máximo de oxigênio (VO2máx) corresponde à capacidade do organismo em transportar e metabolizar o O2 durante o esforço máximo. O VO2máx é utilizado para medir o nível de condicionamento físico e para prescrever exercícios para o condicionamento cardiorrespiratório. O método direto de medir o VO2máx é por meio de um teste ergoespirométrico (coleta e análise de gases expirados) realizados em um laboratório, mas há métodos indiretos por meio de testes de esforço progressivo máximo ou submáximo realizados em esteira, cicloergômetro, step etc. (HEYWARD, 2013). 49 4.3 Adaptações dos sistemas cardiovascular e respiratório ao treinamento físico São adaptações crônicas causadas pelo exercício, ou seja, as transformações que ocorrem no organismo após a prática regular de exercícios. 4.3.1 Frequência cardíaca Após treinamento de resistência, ocorre o aumento do VDF ventricular em repouso e durante o exercício, fazendo com que aumente o volume de ejeção, permitindo uma frequência cardíaca menor observada comumente em pessoas treinadas (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Conheça a frequência cardíaca típica em jovens treinados e destreinados (POWERS; HOWLEY, 2017): Homens destreinados: 72 batimentos por minuto (bpm). Mulheres destreinadas: 75 bpm. Homens treinados: 50 bpm. Mulheres treinadas: 55 bpm. 4.3.2 Pressão arterial A prática regular de exercícios aeróbicos ou resistidos promove a redução da pressão arterial em indivíduos hipertensos em repouso e durante exercícios submáximos (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 4.3.3 Volume de ejeção, o débito cardíaco e o transporte de oxigênio O treinamento aeróbico provoca o aumento da quantidade de hemácias (glóbulos vermelhos), e aumento mais evidente do volume plasmático. O aumento do volume plasmático induz o aumento do volume diastólico final, aumentando o volume de ejeção, o débito cardíaco e o transporte de oxigênio tanto em repouso quanto em atividades com cargas máximas e submáximas (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 50 4.3.4 VO2máx O treinamento promove um aumento médio de 15% a 20% do VO2máx, podendo alcançar até um aumento de 50% do VO2máx após exercícios intensos em indivíduos normais sedentários. Porém, os maiores aumentos no VO2máx ocorrem em indivíduos com uma predisposição genética, que é responsável por cerca de 50% do valor de VO2máx de uma pessoa (POWERS; HOWLEY, 2017). O VO2máx é produto do débito cardíaco e da diferença arteriovenosa (representa a extração, ou remoção do oxigênio do sangue); portanto, as alterações de VO2máx induzidas pelo treinamento provavelmente são decorrentes do aumento do débito cardíaco ou do aumento da diferença arteriovenosa, ou da combinação de ambos. Conclusão Vimos neste bloco que o sistema cardiorrespiratório é a junção dos sistemas circulatório e respiratório, e vimos aspectos básicos da fisiologia de cada um desses sistemas. O sistema circulatório é composto pelo coração, vasos sanguíneos e sangue, e tem como funções o transporte de substâncias necessárias para as células e a remoção dos resíduos metabólicos celulares. Durante o exercício, ocorrem algumas alterações no funcionamento normal do sistema circulatório como aumento do fluxo sanguíneo para os músculos ativos, aumento do fornecimento de O2 e nutrientes para o metabolismo celular, aumento da remoção de metabólitos, aumento da frequência cardíaca, aumento do volume de ejeção e do débito cardíaco. O sistema respiratório tem como principal função as trocas gasosas do organismo com o meio ambiente, é formado por órgãos que preparam e conduzem o ar até os pulmões onde ocorrerá a troca gasosa. Durante o exercício, ocorre o aumento da frequência respiratória, da troca gasosa, da ventilação pulmonar e do fluxo sanguíneo nos capilares dos alvéolos e dos tecidos para aumentar a troca gasosa. Com a prática regular de exercícios, ocorrem transformações crônicas no sistema cardiorrespiratório como a redução da frequência cardíaca e da pressão arterial, 51 aumento do volume de ejeção, aumento do débito cardíaco e do transporte de oxigênio tanto em repouso quanto durante os exercícios, e aumento do VO2máx. Essas adaptações tornam o organismo mais resistente ao esforço e mais eficiente. Isso é o condicionamento cardiorrespiratório. REFERÊNCIAS BRUM, P. C. et al. Adaptações agudas e crônicas do exercício físico no sistema cardiovascular. Rev. Paul. Educ. Fís., São Paulo, v.18, p.21-31, ago. 2004. HEYWARDS, V. H. Avaliação física e prescrição de exercício. 6. ed. Porto Alegre, 2013. KRAEMER, W. J.; FLECK, S. J.; DESCHENES, M. R. Fisiologia do exercício: teoria e prática. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. McARDLE, D. W.; KATCH, I. F.; KATCH, L. V. Fisiologia do exercício ‒ Nutrição, energia e desempenho humano. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. POWERS, S. K.; HOWLEY, E. T. Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho. 9. ed. Barueri: Manole, 2017. 52 5 SISTEMA ENDÓCRINO E EXERCÍCIO Neste bloco, vamos estudar o sistema endócrino que é responsável pela regulação e ativação de diversas funções fisiológicas. O sistema endócrino é composto por glândulas secretoras de hormônios, que atuam como mensageiros levando a informação para desencadear uma ação. Os hormônios são transportados pelo sangue até a célula-alvo, cada tipo de hormônio exerce funções diferentes e são divididos em três tipos: esteroides, peptídicos e aminoácidos modificados (aminas). A quebra de homeostase decorrente do exercício desencadeia diversas ações hormonais para reestabelecer o equilíbrio. Essas ações podem ser agudas ou causar adaptações crônicas. Vamos conhecer as respostas agudas e crônicas do exercício no sistema endócrino, e entender a relação de diferentes tipos de treinamento com determinadas adaptações. 5.1 Hormônios e exercício O sistema endócrino transmite mensagens que influenciam as respostas e as adaptações fisiológicas do corpo, juntamente com o sistema nervoso, controla diversas funções do organismo por meio de informações enviadas pelo sangue, que são os hormônios. O sistema endócrino é formado por glândulas que secretam hormônios que vão atuar e desencadear ações em determinados órgãos. As respostas agudas e crônicas do exercício assim como a recuperação do estresse e o reparo tecidual são reguladas por hormônios (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 5.1.1 Tipos de hormôniosOs hormônios são divididos em três tipos, de acordo com suas estruturas químicas específicas que determinam sua interação com as células-alvo (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): 53 Esteroides: são derivados do colesterol, interagem com os elementos regulatórios do DNA, promovendo a síntese de proteínas. Peptídicos: podem conter centenas de aminoácidos, enviam seus sinais indiretamente via sistemas secundários de sinalização intracelular. Aminoácidos modificados (ou aminas): contêm nitrogênio e a forma geral de uma amina. As mais estudadas na fisiologia do exercício são as catecolaminas, derivadas do aminoácido tirosina. 5.1.2 Hormônios e suas funções Nosso organismo produz uma grande quantidade de hormônios com diferentes funções. Alguns deles têm maior destaque na regulação dos processos fisiológicos durante o exercício. a. Hormônio do crescimento (GH) O GH é um hormônio polipeptídico com 19 aminoácidos, sintetizado e secretado pela glândula hipófise. Tem como principais funções fisiológicas a síntese proteica no músculo e no osso, e o metabolismo de gordura (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). O controle de sua liberação é feito por dois hormônios. Sua liberação é regulada pelo hormônio liberador de GH, secretado pelo hipotálamo; e sua inibição é regulada pela somatostatina, um hormônio peptídico secretado pelo hipotálamo. A secreção de GH ocorre de forma pulsátil ao longo do dia, mas as maiores liberações ocorrem durante o sono (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). b. Peptídios pró-opiomelanocortina (POMC) O peptídio pró-opiomelanocortina (POMC) é um polipeptídeo formado por ligações de aminoácidos e serve de precursor para diversos outros peptídeos. A partir do POMC formam-se outros peptídios como (KRAEMER, FLECK e DESCHENES, 2016): 54 Betaendorfina: atua como neurotransmissor, ou seja, transmite sinais no sistema nervoso, regula a analgesia e a resposta ao estresse. Adrencorticotrofina (ACTH): é produzida na adeno-hipófise e atua na glândula suprarrenal estimulando a produção de cortisol. c. Testosterona A testosterona é um hormônio esteroide produzido nos testículos (homens) e nos ovários (mulheres), tem função anabólica e nos homens é responsável pelo desenvolvimento das características masculinas durante a puberdade (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). As mulheres também têm testosterona, mas em níveis inferiores aos homens, com concentrações 10 a 30 vezes menores (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). A testosterona tem efeitos diretos sobre o ganho de massa muscular, tem ação indireta sobre o conteúdo proteico das fibras musculares promovendo a liberação do GH, induzindo a síntese e liberação de IGF pelo fígado (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). d. Fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs) Os fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs) são peptídios contendo seis proteínas de ligação, e possuem função anabólica no músculo e no osso. São secretados por diferentes células. As principais formas desses hormônios são IGF-I e IGF-II. O IGF-I regula alguns dos efeitos do GH (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). e. Hormônios suprarrenais As glândulas suprarrenais estão localizadas acima de cada um dos rins, e secretam hormônios que influenciam o desempenho de alto nível e a recuperação do estresse do exercício (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). A glândula suprarrenal é dividida em córtex e medula suprarrenal, que secretam hormônios com funções diferentes. A medula da glândula é estimulada pelo sistema 55 nervoso para executar uma resposta rápida, e o córtex da glândula suprarrenal é estimulado por hormônios estimulantes do grupo das aminas (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). A medula da glândula suprarrenal produz os seguintes hormônios (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018): Epinefrina: atua no metabolismo energético e estimula a glicogenólise e a lipólise. Norepinefrina: atua como neurotransmissor simpático, e estimula a lipólise. O córtex da glândula suprarrenal produz os seguintes hormônios esteroides (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): Cortisol: regula o metabolismo da glicose por estimular processos que ajudam a aumentar e manter as concentrações normais de glicose no sangue; também estimula a liberação de aminoácidos para o uso na glicogênese. Aldosterona: ajuda a regular o equilíbrio de água e eletrólitos, atuando nos túbulos e nos dutos coletores renais. Sua secreção é estimulada pela angiotensina II e pelas concentrações de potássio locais, sinalizando para o rim para reter sódio e secretar potássio. Essas mudanças nas concentrações de eletrólitos resultam no aumento da retenção de água e consequentemente um maior volume de sangue, aumentando, assim, a pressão arterial. f. Hormônio antidiutérico (ADH) O hormônio antidiutérico ou arginina-vasopressina tem como função principal a regulação da água corporal, influencia a excreção de água pelos rins, estimula a reabsorção de água nos túbulos renais (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). g. Hormônios pancreáticos O pâncreas secreta diferentes tipos de hormônios peptídicos que serão responsáveis pelo controle da glicose sanguínea (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016): 56 Glucagon: é secretado pelas células-alfa, e sua função é aumentar as concentrações de glicose no sangue quando elas estão baixas. Insulina: é secretada pelas células-beta e sua função é diminuir as concentrações de glicose no sangue quando elas estão altas. Somatostatina: é secretada pelas células-delta e sua função é inibir a liberação de insulina e glucagon. A somatostatina também é secretada pelo hipotálamo. h. Hormônio tireoestimulante (TSH) O hormônio tireoestimulante é um polipeptídio da família de peptídios (POMC). É secretado pela hipófise e estimula a glândula tireoide a secretar os hormônios tiroxina (T4) e tri-iodotironina (T3), que são vitais para a função fisiológica normal. Sua secreção é regulada pelo hormônio liberador de tireotrofina (TRH) que é liberado pelo hipotálamo, e a somatostatina inibe sua secreção (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). i. Hormônios tireoidianos Os hormônios tireoidianos, secretados pela tireoide, são essenciais para o controle de diversas funções fisiológicas. Esses hormônios são do grupo das aminas e necessitam de iodo para serem sintetizados (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Os hormônios tireoidianos são: Tiroxina (T4): é secretado em maior quantidade do que o T3. Regula o metabolismo e ajuda a desencadear mudanças no sistema cardiovascular, aumentando o débito cardíaco e a frequência respiratória (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016, CANALI; KRUEL, 2001). Tri-iodotironina (T3): é secretado em menor quantidade, mas atua mais rapidamente que o T4. Também regula o metabolismo e pode acelerar o crescimento facilitando a síntese e secreção do GH (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 57 Calcitocina (CT): diminui a concentração de cálcio no sangue (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Os hormônios tiroxina (T4) e tri-iodotironina (T3) atuam em todos os tecidos. Entre suas funções estão: aumento da síntese proteica, aumento do tamanho e do número de mitocôndrias, aumento da atividade contrátil do coração, maior absorção de glicose pelas células e estímulo da ossificação endocondral (CANALI; KRUEL, 2001). Altas concentrações desses hormônios resultam em hipertireoidismo tornando o metabolismo acelerado. Essa condição causa perda rápida de peso e outros sintomas. Quando as concentrações desses hormônios são baixas, causam hipotireoidismo, e o metabolismo se torna lento, podendo causar aumento de peso. j. Hormônios paratireoidianos (PTH) As glândulas paratireoides secretam os hormônios paratireoidianos (PTH), ou paratormônios. Eles estimulam o aumento das concentrações de cálcio no sangue. O PTH atua em três alvos paraaumentar as concentrações de cálcio: nos ossos, estimulando a liberação de cálcio; nos rins, aumentando a reabsorção de cálcio; e nos intestinos, aumentando a absorção de cálcio (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). SAIBA MAIS NERDOLOGIA. Doping/Nerdologia. Nerdologia, 12 fev. 2015. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=QN8nP0w_Hvo>. Acesso em: ago. 2019. 5.1.3 Sistemas de retroalimentação Os sistemas de retroalimentação controlam as secreções hormonais, regulando a concentração plasmática desse hormônio (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Há basicamente dois sistemas de retroalimentação: Retroalimentação negativa: o hormônio secretado por determinada glândula estimula essa mesma glândula a reduzir sua secreção. É o mecanismo primário https://www.youtube.com/watch?v=QN8nP0w_Hvo 58 da regulação da homeostase. É o sistema de retroalimentação predominante no organismo. Retroalimentação positiva: o hormônio secretado por determinada glândula estimula essa mesma glândula a aumentar sua secreção ou a função fisiológica estimulada pelo hormônio. Ocorre em menor quantidade no organismo. Retroalimentação negativa 5.1.4 Receptores hormonais As células-alvo, nas quais determinado hormônio irá atuar, possuem receptores hormonais na membrana ou no citoplasma. Os receptores hormonais são proteínas que se ligam aos hormônios específicos que devem atuar em sua célula. A ligação do THS Estimula a secreção de T3 e T4 T3 e T4 Retroalimentação Inibição da secreção de TSH, reduzindo a secreção de T3 e T4 59 hormônio com o seu receptor é a primeira etapa que desencadeia a ação hormonal (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Quando ocorre a ligação de um hormônio com seu receptor específico, altera a permeabilidade da membrana plasmática da célula-alvo a uma determinada substância química, ou modifica a capacidade da célula-alvo em fabricar substâncias intracelulares, principalmente as proteínas, afetando assim as funções celulares (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Receptor hormonal 5.2 Respostas hormonais agudas provocadas pelo exercício Os hormônios atuam para a manutenção da homeostase que é quebrada pelo exercício modificando os padrões das ações hormonais a fim de reestabelecer a esse o estado de equilíbrio. 5.2.1 Hormônio do crescimento GH O exercício é um potente estimulador para a liberação de GH, promove o aumento na amplitude do pulso e da quantidade de GH secretado em cada pulso, e prolonga a ação do GH sobre as células-alvo (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 60 5.2.2 Peptídios pró-opiomelanocortina (POMC) O exercício estimula a liberação de betaendorfina e adrencorticotrofina na circulação. Aumentos mais expressivos foram observados em exercícios de maior demanda metabólica, que pode ocorrer devido à necessidade de analgesia e de controle metabólico de glicose (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 5.2.3 Testosterona Os exercícios aeróbicos e resistidos em determinadas intensidades aumentam as concentrações sanguíneas de testosterona em homens e em mulheres, porém com menores elevações nas mulheres (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). O aumento da testosterona ocorre de 15 a 20 minutos após exercício resistido e aeróbico moderado (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Os exercícios aeróbicos de baixa intensidade podem não alterar as concentrações de testosterona, e em exercícios aeróbicos extremos como maratonas e ultramaratonas, o nível de testosterona pode até diminuir significativamente (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 5.2.4 Epinefrina e norepinefrina Os hormônios epinefrina e norepinefrina fazem parte do mecanismo de resposta ao estresse, e o aumento da secreção pode ocorrer segundos após um estressor significativo, como é o caso do exercício físico (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Os níveis plasmáticos de norepinefrina aumentam progressivamente com intensidade acima de 50% do VO2máx. Os níveis de epinefrina também aumentam, mas em concentrações não significativas, e não se modificam em intensidades menores a 75% VO2máx (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). As elevações desses hormônios podem estar relacionadas a uma maior ativação do sistema nervoso simpático para atender a demanda imposta pelo esforço (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016, McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 61 Estudos recentes sugerem que a epinefrina auxilia na produção de força por meio de sua ligação aos receptores beta-adrenérgicos encontrados no retículo sarcoplasmático, promovendo uma liberação mais rápida de cálcio, acelerando a liberação dos sítios ativos da actina, o que resulta em uma contração muscular mais rápida (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 5.2.5 Cortisol As concentrações de cortisol aumentam com o exercício aeróbico com intensidade acima de 70% do VO2máx; também aumentam após exercícios resistidos com intensidade e volume adequados. O aumento do cortisol após o exercício ocorre por duas razões: conservação dos estoques limitados de glicogênio muscular e redução da magnitude da resposta inflamatória devido ao dano muscular (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). Exercícios extremos, com períodos curtos de repouso e alta intensidade, aumentam os valores de cortisol muito acima do basal. Se a concentração de repouso do cortisol não retorna às faixas normais, a capacidade de recuperação do indivíduo é prejudicada. Por isso, é importante os dias de recuperação nos programas de treinamento (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016). 5.2.6 Aldosterona Durante o exercício com o aumento da intensidade do esforço, aumenta a demanda de água e eletrólitos, e para suprir essa demanda ocorre o aumento da secreção de aldosterona, hormônio regulador de água e eletrólitos. A resposta para a liberação de aldosterona é lenta, portanto, seu aumento é observado após 45 minutos de atividade, e seus principais efeitos ocorrem durante a recuperação (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016, McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 62 5.2.7 Hormônio antidiurético (ADH) O exercício aumenta significativamente a secreção desse hormônio, principalmente em dias quentes e em situações de baixa hidratação. A maior secreção de ADH é estimulada pela transpiração, pois a perda de água pelo suor faz com que aumente a concentração de ADH para a conservação da água corporal (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 5.2.8 Insulina Ocorre a diminuição das concentrações de insulina sanguínea com o exercício. Essa diminuição é proporcional à intensidade do exercício (CANALI; KRUEL, 2001). A redução da glicemia e da insulina decorrente do exercício de longa duração promove o aumento no catabolismo de gorduras e redução do catabolismo de glicose (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). Normalmente, a insulina ajuda a reduzir a quantidade de glicose no sangue, fazendo com que a glicose penetre nas células. Na resistência à insulina, as células não respondem normalmente à insulina, e a glicose não consegue penetrar nas células, acumulando-se no sangue. O exercício promove efeito imediato aumentando a sensibilidade das células musculares à insulina, e melhora a entrada da glicose (McARDLE; KATCH; KATCH, 2018). 5.2.9 Glucagon Os níveis de glucagon podem aumentar já nos primeiros 15 minutos de exercício, e quanto maior a duração da atividade, maior será a liberação de glucagon (CANALI; KRUEL, 2001). 5.2.10 Hormônio tireoestimulante (TSH) O exercício promove o aumento da secreção de TSH, estimulando a liberação dos hormônios tireoidianos T3 e T4. Esse aumento ocorre provavelmente para aumentar o metabolismo corporal e atender as necessidades impostas pelo esforço físico (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2018, CANALI; KRUEL, 2001). 63 5.2.11 Hormônios paratireoidianos (PTH) As concentrações sanguíneas de PTH aumentam com exercícios de alta intensidade.
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