Fisiologia do Exercício

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MÚSCULO EM EXERCÍCIO: 
Força de um músculo → determinada 
principalmente pelo seu tamanho; geralmente a 
força de sustentação dos músculos é 40% maior 
que a força de contração; 
Trabalho mecânico → quantidade de força 
aplicada pelo músculo multiplicada pela distância 
sobre a qual a força é aplicada. 
Potência → medida da quantidade total de 
trabalho que o músculo realiza em uma unidade 
de tempo. 
Resistência → medida do desempenho muscular; 
depende do aporte nutricional para o músculo e 
mais especificamente da quantidade de glicogênio 
que foi armazenada no músculo antes do período 
de exercício. 
Uma dieta rica em carboidratos melhora a 
resistência muscular. 
SISTEMAS METABÓLICOS MUSCULARES 
DURANTE O EXERCÍCIO: 
As fontes básicas de energia para a contração 
muscular são: 
• Sistema dos fosfagênios, que consiste em 
trifosfato de adenosina (ATP) e 
fosfocreatina. 
• Sistema glicogênio-ácido lático. 
• Sistema aeróbico. 
 
1. O ATP é a fonte básica de energia para a 
contração muscular 
O ATP, que consiste em adenosina associada aos 
três fosfatos de alta energia ligados, supre as 
necessidades a curto prazo das fibras musculares. 
 
 
O ATP é convertido em difosfato de adenosina 
(ADP) pela remoção de um radical de fosfato de 
alta energia; isso libera 7.300 calorias por mol de 
ATP. Essa energia é usada para a contração 
muscular à medida que o ATP se combina com os 
filamentos de miosina. A remoção de outro radical 
fosfato converte o ADP em monofosfato de 
adenosina (AMP) e fornece 7.300 calorias 
adicionais por mol de ADP. 
A quantidade de ATP presente no músculo 
mantém a contração muscular máxima por apenas 
3 segundos, mas o sistema fosfocreatina também 
fornece energia. A combinação do ATP celular com 
do sistema fosfocreatina é denominada sistema 
de energia do fosfagênio. 
A fosfocreatina (ou creatina fosfato) é a 
combinação de creatina e um radical de fosfato 
conectado a uma ligação de fosfato de alta 
energia, que, quando quebrada, fornece 10.300 
calorias por mol. Soma-se à importância desse 
sistema o fato de que as células musculares 
possuem duas a quatro vezes mais fosfocreatina 
do que o ATP. 
 
A fosfocreatina se combina inversamente com o 
ADP para formar ATP e creatina na célula. 
Contudo, esse sistema de energia do fosfagênio, 
por si só, fornece energia suficiente somente por 
8 a 10 segundos de contração muscular máxima ou 
quase a energia suficiente para uma corrida de 100 
metros. 
 
2. Sistema Glicogênio- ácido Lático fornece 
energia através do metabolismo 
anaeróbico: 
O glicogênio armazenado no músculo 
rapidamente se divide em moléculas de glicose 
que podem ser usadas para energia. O estágio 
inicial desse processo é denominado glicólise; ele 
ocorre sem a utilização de oxigênio e é 
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denominado metabolismo anaeróbico. O 
glicogênio desse processo é em grande parte 
convertido em ácido lático e fornece quatro 
moléculas de ATP para cada molécula de glicose. 
Uma vantagem desse sistema glicogênio-ácido 
lático é que ele forma ATP 2,5 vezes mais rápido 
do que o metabolismo oxidativo da mitocôndria. 
O sistema fornece energia suficiente para a 
contração muscular máxima por 1,3 a 1,6 minuto. 
Para períodos mais longos do uso do músculo, a 
energia para a contração muscular deve ser 
produzida pelo sistema aeróbico. Nesse sistema, a 
glicose, os ácidos graxos e os aminoácidos são 
oxidados na mitocôndria para formar o ATP. 
3. A recuperação dos sistemas de energia 
após o exercício exige oxigênio: 
Após a conclusão do exercício, as fontes de 
energia do músculo precisam ser reconstituídas. 
Qualquer ácido lático formado durante o exercício 
é convertido em ácido pirúvico e, a seguir, 
metabolizado oxidativamente ou reconvertido em 
glicose (principalmente no fígado). A glicose no 
tecido extra-hepático forma o glicogênio, que 
reabastece os depósitos de glicogênio nos 
músculos. 
O sistema aeróbico também é reabastecido após o 
exercício de duas maneiras: 
• A respiração acelerada que ocorre após o 
exercício reabastece o débito de 
oxigênio. O débito de oxigênio é o déficit 
de oxigênio armazenado no corpo como o 
ar nos pulmões, dissolvido nos líquidos 
corporais e combinado com a hemoglobina 
e a mioglobina. 
 
• O glicogênio é substituído no 
músculo. Esse processo pode levar dias 
para ser concluído após exercício extremo 
de longa duração, com o tempo de 
recuperação altamente dependente da 
dieta da pessoa. Uma pessoa que consome 
uma dieta rica em carboidratos reabastece 
os depósitos de glicogênio muscular muito 
mais rapidamente do que uma pessoa que 
consome uma dieta mista ou de alto teor 
de gordura. 
 
Com uma dieta rica em carboidratos, a 
recuperação total ocorre em cerca de dois dias. Já 
com uma dieta rica em gorduras e proteínas ou 
sem alimentação há muito pouca recuperação 
mesmo depois de cinco dias. 
 
Assim, tem-se duas conclusões: 
1. É importante para os atletas ter uma dieta 
rica em carboidratos antes de uma 
atividade exaustiva; 
2. Não se deve participar de exercícios 
exaustivos durante as 48hrs que 
antecedem a atividade; 
 
 
 
 
 
 
 
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NUTRIENTES UTILIZADOS DURANTE A ATIVIDADE 
MUSCULAR : 
Além do grande uso de carboidratos pelos 
músculos durante o exercício, especialmente nas 
fases iniciais do exercício, os músculos também 
usam grande quantidade de gordura na forma de 
ácidos graxos e ácido acetoacético para produzir 
energia além de, em escala menor, proteínas em 
forma de aminoácidos. 
Mesmo em atividade atléticas que durem mais de 
4 a 5 horas, o glicogênio armazenado no músculo 
fica quase totalmente depletado e não tem muito 
uso depois para energizar uma contração 
muscular. E a partir daí, o músculo utiliza energia 
de outras fontes, principalmente gorduras. 
A maior parte da energia vem dos carboidratos, 
durante os primeiro segundos ou minutos do 
exercício, mas, quando ocorre a exaustão, 60% a 
85% da energia é derivada das gorduras em vez de 
carboidratos. 
Nem toda energia dos carboidratos vem das 
reservas de glicogênio muscular. Quase a mesma 
quantidade de glicogênio que é armazenada nos 
músculos é armazenada também no fígado e pode 
ser liberada para o sangue na forma de glicose e, 
então, ser captada pelos músculos como fonte de 
energia. 
Assim, glicogênio e glicose são os nutrientes 
escolhidos para uma atividade muscular intensa. 
Mesmo assim, para uma atividade de resistência 
de longa duração, pode-se esperar que a gordura 
forneça de 50% da energia requerida após as 
primeiras 3 a 4hrs. 
 
INFLUÊNCIA DO TREINAMENTO RESISTIDO: 
Se os músculos forem exercitados sem carga, 
mesmo durante horas, ocorre pouco aumento na 
força. Entretanto, os músculos que se contraem 
com pelo menos 50% da força máxima, algumas 
vezes ao dia, três vezes por semana, 
desenvolverão força rapidamente e a massa 
muscular aumentará. 
 
A maior parte da hipertrofia é causada pelo 
aumento do tamanho das fibras musculares, mas 
o número de fibras aumenta moderadamente. 
Outras alterações ocorrem no músculo durante o 
treinamento, incluindo o seguinte: 
• Aumento do número de miofibrilas. 
• Aumento de até 120% das enzimas 
mitocondriais. 
• Aumento de 60% a 80% dos componentes 
do sistema de energia do fosfagênio. 
• Aumento de 50% do armazenamento de 
glicogênio. 
• Aumento de 75% a 100% do 
armazenamento de triglicerídios. 
 
FIBRAS MUSCULARES: 
As fibras musculares de contração 
rápida proporcionam à pessoa a capacidade de 
contrair rápida e vigorosamente os músculos. 
 
As fibras musculares de contração lenta são 
usadas para a atividade muscular prolongada da 
parte inferior da perna. 
 
As diferenças entre as fibras de contração rápida e 
as de contração lenta incluem o seguinte: 
• As fibras de contração rápida têm diâmetro 
aproximadamente duas vezes maior. 
• As enzimas que liberam energia dos 
sistemas de energia do fosfagênio e 
glicogênio-ácido lático são duas a três 
vezes mais ativas do queas fibras de 
contração rápida. 
• As fibras de contração lenta são usadas 
mais para exercício de resistência, 
utilizando o sistema aeróbico de energia; 
existem mais mitocôndrias nas fibras de 
contração lenta do que nas fibras de 
contração rápida. 
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• As fibras de contração lenta contêm mais 
mioglobina, que é uma substância 
semelhante à hemoglobina que se 
combina com o oxigênio no músculo. 
• A densidade capilar das fibras de contração 
lenta excede as das fibras de contração 
rápida. 
 
As fibras de contração rápida geram uma grande 
quantidade de energia em um curto período, 
como durante uma corrida rápida. Por outro lado, 
as fibras de contração lenta são usadas para 
exercícios de resistência, como as maratonas. 
RESPIRAÇÃO NO EXERCÍCIO: 
O consumo máximo de oxigênio (Vo2) aumenta 
durante o treinamento atlético. Contudo, os 
valores elevados de maratonistas podem ser, em 
parte, geneticamente determinados por fatores 
como grande capacidade pulmonar em relação ao 
tamanho do corpo e força dos músculos 
respiratórios. 
Os pulmões apresentam mecanismos de 
segurança integrados que podem ser úteis caso o 
exercício seja realizado em altitude elevada, em 
condições de calor ou com alguma anormalidade 
no sistema respiratório. 
A capacidade pulmonar de difusão de oxigênio 
(velocidade no qual o oxigênio se difunde dos 
alvéolos para o sangue) aumenta durante o 
exercício principalmente em virtude da abertura 
dos capilares pulmonares subperfundidos, o que 
fornece uma área de superfície maior para a 
difusão do oxigênio. 
 
 
 
O SISTEMA CARDIOVASCULAR NO EXERCÍCIO: 
A maior parte do fluxo sanguíneo muscular ocorre 
entre as contrações, porque os vasos sanguíneos 
são comprimidos durante o processo contrátil. Um 
aumento da pressão arterial durante o exercício 
aumenta diretamente o fluxo. A dilatação das 
paredes arteriolares pelo aumento da pressão 
diminui a resistência vascular e aumenta o fluxo 
muito mais. 
Se uma pessoa inicia treinamento atlético extenso 
do tipo aeróbico, geralmente o tamanho do 
coração e o débito cardíaco máximo aumentam. 
Assim, o volume sistólico aumenta e a frequência 
cardíaca de repouso diminui. 
O aumento da frequência cardíaca proporciona 
uma percentagem muito maior do aumento do 
débito cardíaco do maratonista do que o aumento 
do volume sistólico. 
CALOR CORPORAL NO EXERCÍCIO: 
O corpo produz uma grande quantidade de calor 
durante o exercício e problemas com a eliminação 
desse calor do corpo podem limitar o exercício. 
Condições de calor e umidade limitam a perda do 
calor e podem acarretar insolação; os 
sintomas incluem náuseas, fraqueza, cefaleia, 
sudorese profusa, confusão, tontura, colapso e 
inconsciência. A pessoa é tratada diminuindo a sua 
temperatura corporal o mais rápido possível. 
 
Também ocorre desidratação em condições de 
calor e umidade durante o exercício, podendo 
acarretar náuseas, cãibras musculares e outros 
efeitos. A terapia consiste na reposição da perda 
de líquido, sódio e potássio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DINÂMICA DOS CARBOIDRATOS DURANTE A 
ATIVIDADE FÍSICA: 
O fígado aumenta a liberação de glicose para 
ativar o músculo à medida que a atividade 
progride de baixa para alta intensidade. 
Simultaneamente, o glicogênio muscular fornece a 
fonte de energia predominante na forma de 
carboidratos durante os estágios iniciais do 
exercício e à medida que a intensidade aumenta. 
Em comparação com o uso de gorduras e de 
proteínas, o carboidrato continua sendo o 
combustível preferencial na atividade aeróbica 
intensa, visto que fornece rapidamente energia na 
forma de ATP por meio de processos oxidativos. 
 
Durante o exercício anaeróbico que requer 
glicólise, o carboidrato torna-se o único 
combustível para a ressíntese de ATP. São 
suficientes 3 dias de dieta com 5% de carboidratos 
apenas para reduzir consideravelmente a 
capacidade total de realizar exercícios. 
 
A disponibilidade de carboidratos na mistura 
metabólica controla sua utilização para a 
obtenção de energia. Por sua vez, a ingestão de 
carboidratos afeta consideravelmente sua 
disponibilidade. A concentração sanguínea de 
glicose fornece regulação da produção hepática de 
glicose por feedback; um aumento da glicemia 
inibe a liberação hepática de glicose durante o 
exercício. 
 
A disponibilidade de carboidratos durante o 
exercício ajuda a regular a mobilização de gordura 
e sua utilização para a obtenção de energia. Por 
exemplo, o aumento na oxidação de carboidratos 
pela ingestão de carboidratos com alto índice 
glicêmico antes do exercício (acompanhada de 
hiperglicemia e hiperinsulinemia) inibe dois 
processos: 
• A oxidação de ácidos graxos de cadeia 
longa pelo músculo estriado esquelético. 
• A liberação de ácidos graxos livres (AGL) 
pelo tecido adiposo. 
 
A disponibilidade adequada de carboidratos (e 
consequente aumento do catabolismo) pode inibir 
o transporte de ácidos graxos de cadeia longa nas 
mitocôndrias, controlando, assim, a mistura 
metabólica. 
➢ EXERCÍCIOS DE ALTA INTENSIDADE: 
Os fatores neuro-humorais durante o exercício 
intenso aumentam a produção de epinefrina, 
norepinefrina e glucagon, e diminuem a liberação 
de insulina. Essas respostas hormonais ativam a 
glicogênio fosforilase (indiretamente pela 
ativação do monofosfato de adenosina cíclico ou 
AMP cíclico), a enzima que facilita a glicogenólise 
no fígado e nos músculos esqueléticos estriados 
ativos. 
 
Deve-se pensar no glicogênio fosforilase como o 
controlador da interconversão da glicogênio-
glicose para regular a concentração de glicose na 
corrente sanguínea. 
 
Tendo em vista que o glicogênio muscular fornece 
energia sem oxigênio, ele contribui com energia 
considerável nos primeiros minutos de exercício, 
quando a utilização do oxigênio não consegue 
atender às demandas de oxigênio. À medida que o 
exercício prossegue, a glicose transportada pelo 
sangue aumenta sua contribuição como 
combustível metabólico. 
➢ EXERCÍCIO MODERADO E PROLONGADO: 
O glicogênio armazenado nos músculos ativos 
fornece quase toda a energia necessária na 
transição inicial do estado de repouso para o 
exercício moderado. No decorrer dos 20 min 
seguintes, os glicogênios hepático e muscular 
suprem entre 40 e 50% das necessidades 
energéticas, sendo o restante fornecido pelo 
catabolismo das gorduras e por uma quantidade 
limitada de proteína. 
 
Em essência, a mistura de nutrientes para a 
obtenção de energia depende da intensidade 
relativa do exercício (i.e., da porcentagem de 
capacidade máxima de atividade física do 
indivíduo). 
 
Durante uma atividade física com intensidade 
leve, a gordura atua como principal substrato 
energético durante todo o exercício. Com o 
prosseguimento do exercício e a diminuição do 
glicogênio muscular, a glicose do sangue passa a 
constituir a principal fonte de energia derivada dos 
carboidratos, enquanto o catabolismo das 
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gorduras fornece uma porcentagem cada vez 
maior da energia total. 
 
Por fim, a produção hepática de glicose não 
consegue mais acompanhar o ritmo de utilização 
da glicose pelo músculo, e a concentração 
plasmática de glicose diminui. Nesses casos, a 
glicose circulante pode cair para níveis 
hipoglicêmicos. 
À medida que a atividade submáxima progride no 
estado com depleção de glicogênio, os níveis de 
glicemia caem, e a gordura circulante, 
predominantemente sob a apresentação de 
ácidos graxos livres (AGL), aumenta 
acentuadamente, em comparação com o exercício 
realizado em condições com carga de glicogênio. 
 
Simultaneamente, a contribuição da proteína para 
o gasto energético é elevada. A intensidade do 
exercício, expressa como porcentagem do 
máximo, também diminui progressivamente em 
condições de depleção de glicogênio. No final de 2 
h, o atleta só consegue manter cerca de 50% da 
intensidade inicial do exercício. 
 
A redução da força decorre diretamente da taxa 
relativamente lenta de liberação de energia 
aeróbica a partir da oxidação das gorduras,que, 
neste momento, passa a constituir a principal 
fonte de energia. 
 
Ocorre fadiga quando a atividade física prossegue 
até o ponto que compromete o conteúdo de 
glicogênio hepático e muscular. Isso ocorre apesar 
da disponibilidade suficiente de oxigênio para o 
músculo e de um suprimento de energia quase 
ilimitado proveniente da gordura armazenada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DINÂMICA DOS LIPÍDIOS DURANTE A ATIVIDADE 
FÍSICA: 
As gorduras intra e extracelulares (AGL, 
triacilgliceróis intramusculares e triacilgliceróis 
plasmáticos circulantes ligados a lipoproteínas, na 
forma de VLDL e quilomícrons) suprem entre 30 e 
80% da energia para a atividade física, 
dependendo do estado nutricional e de aptidão e 
da intensidade e duração do exercício. 
 
O aumento do fluxo sanguíneo através do tecido 
adiposo observado com o exercício eleva a 
liberação de AGL transportados até o músculo e 
utilizados por ele. A quantidade de gordura 
empregada como energia durante o exercício de 
leve a moderado é o triplo em comparação com as 
condições de repouso. 
 
À medida que a atividade física se torna mais 
intensa (maior percentual de capacidade 
aeróbica), a liberação de AGL pelo tecido adiposo 
não aumenta muito acima dos níveis de repouso, 
resultando em diminuição dos níveis plasmáticos 
de AGL. 
 
O consumo de dieta rica em gorduras a longo 
prazo induz adaptações enzimáticas que 
intensificam a oxidação da gordura durante o 
exercício submáximo. Porém, essa adaptação não 
se traduz em melhor desempenho físico. 
 
Maior parte da energia para o exercício de leve a 
moderado provém de ácidos graxos liberados dos 
locais de armazenamento dos triacilgliceróis e 
transportados até o músculo como AGL e 
triacilgliceróis intramusculares. 
 
O início do exercício produz queda inicial 
transitória da concentração plasmática de AGL, 
dada a maior captação de AGL pelos músculos 
ativos. Em seguida, ocorre maior liberação de AGL 
do tecido adiposo (com supressão concomitante 
da formação de triacilgliceróis), por causa de dois 
fatores: 
• Estimulação hormonal pelo sistema 
nervoso simpático. 
• Diminuição dos níveis plasmáticos de 
insulina. 
Durante a atividade física com intensidade 
moderada, a energia é suprida por quantidades 
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aproximadamente iguais de carboidratos e 
gordura. Quando a atividade física prossegue 
nesse nível por mais 1 h, o catabolismo das 
gorduras fornece gradualmente uma 
porcentagem maior de energia; isso coincide com 
a progressão da depleção de glicogênio. 
 
A disponibilidade de carboidratos também 
influencia a utilização das gorduras para a 
obtenção de energia. Com reservas adequadas de 
glicogênio, o carboidrato passa a ser a fonte 
energética preferida durante o exercício aeróbico 
intenso, em razão de sua velocidade mais rápida 
de catabolismo. 
 
Próximo ao final de um exercício prolongado 
(quando as reservas de glicogênio estão quase 
esgotadas), a gordura, principalmente na forma de 
AGL circulante, supre até 80% das necessidades 
energéticas totais.] O aumento no catabolismo das 
gorduras durante a atividade física prolongada 
provavelmente resulta de pequena queda da 
glicemia e redução da insulina (um potente 
inibidor da lipólise), com aumento 
correspondente na produção de glucagon pelo 
pâncreas. 
 
Essas respostas acabam reduzindo o catabolismo 
da glicose e seu efeito inibitório potencial sobre a 
degradação dos ácidos graxos de cadeia longa, 
estimulando ainda mais a liberação de AGL para a 
obtenção de energia. 
 
DINÂMICA DAS PROTEÍNA DURANTE A ATIVIDADE 
FÍSICA: 
À medida que o exercício progride, a concentração 
plasmática de ureia também aumenta, 
juntamente com uma acentuada elevação da 
excreção de nitrogênio no suor, frequentemente 
sem alteração da excreção urinária de nitrogênio. 
 
O mecanismo do suor é importante na excreção de 
nitrogênio proveniente da degradação proteica 
durante a atividade física. Entretanto, a produção 
de ureia pode não refletir todos os aspectos da 
degradação das proteínas, uma vez que a oxidação 
da leucina plasmática e intracelular – um AACR 
essencial – aumenta durante o exercício 
moderado, independentemente das mudanças na 
produção de ureia. 
A utilização de proteína para obtenção de energia 
alcança seu maior nível durante o exercício no 
estado de depleção de glicogênio. Isso ressalta o 
importante papel dos carboidratos como 
preservadores de proteína e indica que a 
disponibilidade de carboidratos afeta a demanda 
imposta às “reservas” de proteínas durante a 
atividade física. 
 
O aumento da degradação de proteínas reflete a 
tentativa do corpo de manter a glicose sanguínea 
para o funcionamento do sistema nervoso central. 
Os atletas em treinamento devem consumir uma 
dieta rica em carboidratos com energia adequada 
para conservar a proteína muscular.