Fisiologia do exercício

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Fisiologia Muscular relacionada ao exercício físico
Quando começa um exercício?
Exercício começa com a contração do músculo Esquelético, e é um processo ativo portanto há gasto de energia (ATP).
De onde provém o ATP utilizado na contração?
À medida que ATP é usado na contração muscular, é transformado em ADP, e um outro composto fosfato chamado Fosfato de creatinina (FCr) ou creatina fosfato (CP) transfere a energia de sua ligação fosfato para o ADP, originando ATP. Porém, juntos: 
ATP + FCr = sustentam somente 15 min de exercício intenso.
E agora? Como o exercício é sustentado?
Fibra muscular precisa produzir ATP adicional a partir da energia armazenada nos nutrientes. Consequentemente outras moléculas precisam ser mobilizadas do fígado e do tecido adiposo, e transportadas para o músculo pela circulação. Substratos primários são os carboidratos e os lipídeos.
É importante ressaltar que a maioria das pessoas durante o exercício, utilizam os três sistemas bioquímicos ao mesmo tempo que funcionam juntos par melhorar e otimizar a produção rápida de ATP.
Sistema Creatina Fosfato ATP-CP (anaeróbico alático)
É uma via de re-síntese de ATP pois a concentração de ATP nas células é baixa.
O sistema do fosfagênio representa a fonte de energia disponível mais rápida do ATP para ser usado pelo músculo pois:
1) não depende de uma longa série de reações químicas; 
2) não depende do transporte do oxigênio que respiramos para os músculos que estão realizando trabalho; 
3) tanto o ATP quanto CP estão armazenados diretamente dentro dos mecanismos contráteis dos músculos.
A quantidade de ATP disponível a partir do sistema fosfagênio equivale a uma quantidade entre 5,7 e 6,9 kcal, não representando muita energia para ser utilizada durante o exercício.
Metabolismo anaeróbio (lático)
Este metabolismo glicolítico é 2,5 vezes mais rápido que o aeróbico, mas não é tão eficiente na produção de ATP. Seu saldo é de 2 moléculas de ATP.
De onde vem a glicose para a produção anaeróbia de ATP?
· Glicose plasmática
· Estoques intracelulares de glicogênio nos músculos e no fígado - Fornecem substratos de energia o suficiente para liberar cerca de 2000 kcal (equivale a uma corrida de 32km)
· Gliconeogênese (fígado)
A glicose sozinha não consegue fornecer ATP suficiente para atletas de alta resistência – precisam contar com a energia armazenada nas gorduras. Por isso é dada a integração dos sistemas bioquímicos durante o exercício físico como a glicólise, gliconeogênese e lipólise.
Metabolismo aeróbio (oxidativo)
Também chamada de glicólise. 
Há três possíveis destinos catabólicos do piruvato formado na glicólise:
De onde vem a glicose para a produção anaeróbia de ATP?
· Glicose plasmática
· Estoques intracelulares de glicogênio nos músculos e no fígado - Fornecem substratos de energia o suficiente para liberar cerca de 2000 kcal (equivale a uma corrida de 32km)
· Gliconeogênese (fígado)
A glicose sozinha não consegue fornecer ATP suficiente para atletas de alta resistência – precisam contar com a energia armazenada nas gorduras. Por isso é dada a integração dos sistemas bioquímicos durante o exercício físico como a glicólise, gliconeogênese, e lipólise.
Como os triacilgliceróis armazenados são mobilizados?
Nível baixo de glicose no sangue ⇒ secreção de epinefrina e Glucagon ⇒ ativação da adenilato Ciclase ⇒ quebra de ATP⇒ AMPcíclico ⇒ Ativação da proteína quinase A (PKA) ⇒ fosforilação e ativação das Perilipinas e da Lipase hormônio sensível ⇒ hidrólise de triacilgliceróis por ação enzimática ⇒ glicerol (5% de energia) + ácidos graxos livres (95% de energia) ⇒ transporte de ácidos graxos pela albumina (solúvel) ⇒ miócito ⇒ oxidação dos ácidos graxos.
Contribuição dos processos de formação de ATP ao longo do tempo de exercício físico
Em intensidades baixas de exercício, a maior parte da energia para a produção de ATP advém das gorduras. 
Existem alguns hormônios que regulam o metabolismo durante o exercício, são eles:
· Cortisol - Córtex da Suprarrenal (glândula)
· Catecolaminas (Adrenalina e Noradrenalina) - Medula da Suprarrenal (glândula)
· ormônio do crescimento - Adenohipófise (glândula)
Os quais promovem a conversão dos triacilgliceróis em glicerol e ácidos graxos
· Glucagon - Pâncreas (glândula)
· Cortisol - Córtex da Suprarrenal (glândula)
· Catecolaminas (Adrenalina e Noradrenalina) - Medula da Suprarrenal (glândula)
Os quais mobilizam glicogênio do fígado e aumentam os níveis plasmáticos de glicose
A medida que a intensidade do exercício físico aumenta, a liberação de tais hormônios também aumenta.
** Há também a insulina. Embora as concentrações plasmáticas de glicose aumentem com o exercício, a secreção de insulina diminui! Durante o exercício a secreção de insulina é suprimida. Menor quantidade de insulina significa que as células, exceto as fibras musculares, reduzem sua captação de glicose, poupando a glicose sanguínea para que esta seja utilizada pelos músculos em exercício. As células musculares em contração ativa não são afetadas pelos níveis baixos de insulina porque não precisam dela para captar glicose. 
Os músculos possuem o GLUT4, e a contração estimula a translocação independente de insulina dos transportadores GLUT4 para a membrana muscular. Dessa forma, a captação de glicose aumenta proporcionalmente à atividade contrátil.
O consumo de oxigênio está relacionado à intensidade do exercício
Os fisiologistas quantificam a intensidade do período de exercício pela mensuração da quantidade de oxigênio consumido (Vo2).
O consumo de oxigênio refere-se ao oxigênio utilizado em atividades físicas durante a fosforilação oxidativa, quando se combina com oxigênio nas mitocôndrias para formar água.
Consumo de oxigênio – medida de respiração celular – expresso em litros de oxigênio consumidos/min.
O consumo máximo de oxigênio de uma pessoa (Vo2 max) é um indicador de desempenho para exercícios aeróbicos.
O teste realizado geralmente nos consultórios de cardiologistas é o teste de desempenho em que o médico mede o consumo de oxigênio pelo paciente durante determinados exercícios físicos e assim mede sua capacidade prevista para realizar trabalho físico.
Quando o exercício começa, o consumo de oxigênio aumenta tão rápido que ele não é imediatamente suprido pelo oxigênio que chega no músculo.
Durante este período o ATP é fornecido pelas reservas de ATP muscular, o fosfato de creatina e o metabolismo aeróbio.
A utilização de oxigênio muscular cria déficit de oxigênio, uma vez que sua reposição necessita do metabolismo aeróbio e da captação de oxigênio.
Quando o exercício cessa, o consumo de oxigênio diminui e volta ao nível de repouso.
O consumo de oxigênio em excesso (EPOC) representa o oxigênio utilizado para metabolizar lactato, restabelecer as concentrações de fosfato de creatina e de ATP e restabelecer a ligação do oxigênio com a mioglobina.
Fatores que limitam o exercício
Existem diversos fatores que limitam o exercício físico e esses fatores dependem dos tipos de exercícios praticados.
O fator limitante muscular é a capacidade das fibras musculares de obter e utilizar o oxigênio pois estas operam até seu limite e após isso, devido a finitude de sua moeda energética e oxigênio, interrompem suas ações.
Se o número de mitocôndrias musculares é limitado, ou se o fornecimento de oxigênio é insuficiente, as fibras musculares são incapazes de produzir ATP suficiente. Além disso a capacidade do sistema circulatório de levar oxigênio e nutrientes para o músculo, com uma taxa que sustente o metabolismo aeróbico, é o principal fator na determinação do consumo máximo de oxigênio.
Relembrando os assuntos de módulos anteriores é possível analisar os diferentes tipos de músculos e suas principais diferenças:
· Músculo estriado cardíaco: contração involuntária. Células com Aspecto listrado ou estriado, menores, mononucleadas e são unidas por junções ou discos intercalares
· Músculo estriado esquelético: contração voluntaria. Células grandes e multinucleadas com aspecto listrado ou estriado.
· Músculo liso: contração involuntária.Fibras pequenas e não apresentam estriações
Todos os tipos de músculo compartilham algumas propriedades: 
O sinal que dá início à contração é o nível de cálcio intracelular. E o movimento é produzido quando uma proteína motora, chamada miosina, utiliza a energia do trifosfato de adenosina (ATP) para mudar a sua conformação. 
Sinapse entre neurônio somático e uma fibra muscular esquelética é chamada Junção NeuroMuscular (JNM) mediada por receptores de acetilcolina (Ach) 
E como ocorre essa sinapse entre o neurônio e uma fibra muscular?
O influxo de cálcio provoca a fusão das vesículas sinápticas com a membrana pré-sináptica e subsequente liberação de acetilclina na fenda sináptica. Depois o receptor colinérgico nicotínico liga-se as moléculas de Ach abrindo canal de íons monovalentes os quais permitem a passagem de Ca+2 e de K+. Então, um potencial de ação atinge o terminal axonal, causando a abertura de canais de cálcio (Ca+2) dependentes de voltagem, o que resulta na contração muscular.