Bioenergética e Fontes de Energia Muscular

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Atletismo / Fisiologia
BIOENERGÉTICA
 DE ONDE VEM A ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR?
        O termo bioenergética refere-se às fontes de energia para a atividade muscular. O termo energia é simplesmente definido como a habilidade de fazer trabalho. A fonte de energia do organismo humano provém dos nutrientes encontrados em nossa alimentação. A energia adquirida através dos alimentos, precisa ser transformada em um composto chamado trifosfato de adenosina (ATP)  antes que possa ser aproveitada pelo organismo para a ação muscular (WILLIAMS, 1995). O Corpo processa três tipos diferentes de sistema para a produção de energia. 
Os sistemas se diferem consideravelmente em complexidade, regulação, capacidade, força e tipos de exercícios para cada um dos sistemas de energia predominantes. Cada um é utilizado de acordo com a intensidade e duração dos exercícios. Eles são classificados em: ATP- CP, Sistema Glicolítico (Lático e Alático) e o Oxidativo (Aeróbico).
        
        GLICOLÍTICO ( Lático e Alático )
        O sistema ácido lático também proporciona uma fonte rápida de energia, a glicose. Ele é a primeira fonte para sustentar exercícios de alta intensidade. O principal fator limitante na capacidade do sistema não é a depleção de energia, mas o acúmulo de lactato no sangue. A maior capacidade de resistência ao ácido lático de um indivíduo é determinada pela habilidade de tolerar esse ácido. 
Este sistema proporciona energia para atividades físicas que resultem em fadiga de 45 -90 segundos. Tendo como exemplo atividades tipo: corridas de 400-800 m. , provas de natação de 100-200 m., também proporcionando energia para piques de alta intensidade no futebol, róquei no gelo, basquetebol, voleibol, tênis, badmington e outros esportes. O denominador comum dessas atividades é a sustentação de esforço de alta intensidade com duração de 1-2 minutos. A principal fonte de energia desse sistema é o carboidrato (McARDLE et alii, 1992 ) . 
        AERÓBICO 
        O sistema aeróbico é um complexo de vários componentes diferentes. Por causa de sua habilidade de utilizar carboidratos, gorduras e proteínas como fonte de energia e porque produz somente o CO2 e água como produto final, esse sistema tem capacidade ilimitada de produzir ATP. Sua complexidade e necessidade por constante suprimento de O² é que limita a produção de ATP.
        Esse sistema fornece energia para exercícios de intensidade baixa para moderada. Fornece energia para atividades como dormir, descansar, sentar, andar e outros. Quando a atividade vai se tornando um pouco mais intensa a produção de ATP fica por parte do sistema ácido lático e ATP-CP. Atividades mais intensas como caminhada, ciclismo, fazer compras e trabalho em escritório também são supridas em parte pelo sistema aeróbico, até que a intensidade atinja o nível moderado-alto (acima de 75%-85% da Freqüência Cardíaca Máxima), depois é recrutado para suprir energia suplementar. 
        Os melhores exemplos de exercícios que recrutam o sistema aeróbico são: aulas de aeróbica e hidroginástica de 40-60 min., corridas mais longas que 5000 m., natação (mais que 1500 m.), ciclismo (mais que 10 km.), caminhada e triathlon. Qualquer atividade sustentada continuamente em um mínimo de 5 min. pode ser considerada aeróbica.
LIBERAÇÃO DE ENERGIA PELOS ALIMENTOS 
        Carboidrato: Sua função primária é fornecer energia para o trabalho celular, segundo McARDLE et alii (1983) . Ele é o único nutriente cuja energia armazenada pode ser usada para gerar ATP anaerobicamente, ou melhor, são utilizadas nos exercícios vigorosos que requerem a liberação de energia rápida (anaeróbicos). Neste caso o glicogênio acumulado e a glicose sanguínea terão que fornecer maior parte de energia para a ressíntese de ATP. Em exercícios leves e moderados, os carboidratos atendem cerca de metade das necessidades energéticas do organismo. E são também necessários alguns carboidratos para que se processem nutrientes das gorduras e então sejam transformados em energia para os exercícios de longa duração (aeróbicos). 1 MOL de carboidrato é capaz de produzir : 38 ATP
        Gordura: A gordura armazenada representa a fonte mais abundante de energia potencial. Essa fonte comparada aos outros nutrientes é quase ilimitada. Existe alguma gordura armazenada em todas as células, porém, seu maior fornecedor são os adipócitos - células gordurosas especializadas para a síntese e armazenamento de triglicerídeos - elas compreendem cerca de 90% das células. Depois que os ácidos graxos se difundem para dentro da circulação, eles são entregues aos tecidos ativos onde são removidos do tecido adiposo e assim são transferidos para os músculos ( particularmente as fibras de contração lenta ) onde a gordura é desintegrada e transformada em energia, dentro das mitocôndrias ,para poderem ser utilizadas como combustível. Dependendo do estado de nutrição, treinamento do indivíduo e duração da atividade física, de 30% `a 80% da energia para o trabalho biológico deriva das moléculas adiposas intra e extracelulares (McARDLE et alii , 1988 ) . 1 MOL de gordura é capaz de produzir : 142 ATP
        
Proteínas: A proteína pode desempenhar um papel importante como substrato energético durante o exercício constante e treinamento pesado. Mas não é capaz de proporcionar mais que 10% a 15% da energia exigida na atividade, como o carboidrato e gordura. Para proporcionar energia, as proteínas são transformadas, primeiro em aminoácidos de forma que possam penetrar prontamente nas vias para a liberação de energia através da remoção de nitrogênio dos ácidos graxos e assim serem transferidos para outros compostos. Dessa maneira, certos aminoácidos podem ser usados diretamente no músculo para obtenção de energia (McARDLE et alii , 1992) . 1 MOL de proteína é capaz de produzir : 15 ATP
        O QUE É UTILIZADO PRIMEIRO:  A GORDURA OU O CARBOIDRATO? 
        Segundo AFAA (1992), Esse tem sido um assunto de grande preocupação entre os estudiosos. Sob condições de repouso, os ácidos graxos livres estão disponíveis e proporcionam a primeira fonte de combustível, ou seja, o metabolismo de gordura se acelera enquanto o de carboidrato é inibido. Durante exercícios de intensidade moderada (com mais de 85 % da Freqüência Cardíaca Máxima), súbitas mudanças são observadas no nível de excreção de certos hormônios. A excreção de adrenalina, por exemplo, se eleva ao mesmo tempo em que é reduzida a excreção da insulina no organismo. Esses hormônios influenciam diretamente na taxa de utilização de gordura e carboidrato pelos músculos, de tal maneira que o metabolismo dessa gordura tenha predominância e tenda a se elevar com o trabalho prolongado. Ao se elevar a intensidade do exercício ( mais que 85% da F.C.M.) , ocorrem mudanças estimulam a inibição da utilização da gordura pelo organismo. O maior inibidor da gordura chama-se Ácido lático. Como resultado, o metabolismo da gordura é reduzido e o carboidrato se torna a fonte mais solicitada de energia sendo utilizada pelo sistema ácido lático e aeróbico. 
         ASPECTOS DA PRODUÇÃO ENERGÉTICA - SEGUNDO Dr. JOSÉ MARIA SANTARÉM
         Quando uma pessoa realiza uma atividade considerada suave por ela, ou porque a atividade necessita de pouca energia ou porque a pessoa está bem condicionada, apenas algumas fibras musculares são utilizadas.
        Nesse caso a produção de energia ocorrerá pela via aeróbia, porque o oxigênio que chega pelo sangue é suficiente, e alcança todas as fibras musculares ativas. Essas atividades são chamadas aeróbias e utilizam como substratos energéticos predominantes o glicogênio muscular e os ácidos graxos livres provenientes do tecido adiposo. Atividades mais intensas utilizam maior número de fibras musculares. Quando aproximadamente 30 % das fibras musculares disponíveis são recrutadas, está-se em um nível de gasto energético de transição, chamado limiar anaeróbio. Acima desse nível de contração muscular começa a ocorrer oclusão parcial da circulação sanguínea, impedindo a adequada perfusãode todas as fibras musculares e assim precipitando o metabolismo anaeróbio.
        Nas fases iniciais de qualquer exercício a produção de energia é anaeróbia, mesmo que a intensidade não seja alta, porque os mecanismos de captação, transporte e utilização do oxigênio levam algum tempo para aumentar a eficiência. Nas fases iniciais do metabolismo anaeróbio o substrato energético predominante é a fosfocreatina, que não forma ácido lático, e portanto, a via metabólica é denominada anaeróbica aláctica.
        Nas atividades mais intensas, após alguns segundos de anaerobiose aláctica, a produção energética passa a depender mais do glicogênio, que decomposto parcialmente leva à produção do lactato. Sempre que ocorre aumento de lactato a atividade é chamada anaeróbia, mas as atividades muito curtas e intensas, dependentes da fosfocreatina, também são anaeróbias, mas sem produção de lactato. A produção aeróbia de energia sempre está presente mesmo nos exercícios anaeróbios, embora nas atividades intensas e muito curtas seja desprezível. No caso de exercícios contínuos intensos como pedalar ou correr com velocidade, a produção aeróbia de energia pode chegar à sua eficiência máxima, conhecida como VO²máx. Nesses casos a produção energética depende da glicólise anaeróbia, da oxidação da glicose do músculo e do sangue, e também da oxidação dos lipídeos intramusculares. Estes exercícios são acompanhados de altos níveis de lactato sanguíneo e tecidual, caracterizando atividades anaeróbias muito intensas, toleradas apenas por pessoas hígidas.
        Os exercícios com pesos são sempre anaeróbios porque a oclusão da circulação sanguínea intramuscular é grande. Assim sendo, a aerobiose ocorre apenas nas fases de relaxamento muscular que permitem a circulação do sangue, e é menor do que nos exercícios anaeróbios contínuos. Embora os exercícios com pesos sejam sempre anaeróbios, a intensidade somente será alta quando o grau de esforço também o for.
ATUAÇÃO DOS SISTEMAS BIOENERGÉTICOS DURANTE AS PROVAS DE CORRIDA NO ATLETISMO
Introdução: 
Basicamente, as competições no atletismo estão divididas em 3 grandes grupos: corridas, saltos e lançamentos. Cada grupo contém uma série de provas com características específicas quanto aos sistemas bioenergéticos utilizados pelos atletas para a obtenção da energia necessária à realização dos exercícios. O presente artigo dará enfoque maior sobre as competições de corridas (100m, 200m, 400m, 800m, 1500m, 3000m, 5000m, 10000m e Maratona) procurando observar as diferenças entre as mesmas quando comparadas em termos de sistemas bioenergéticos utilizados pelos seus respectivos atletas. 
Corridas de velocidade: 100m, 200m e 400m. 
O objetivo fundamental em todos os eventos de uma corrida é o de maximizar a velocidade durante o trajeto da mesma. Para alcançar este objetivo nas corridas de velocidade o atleta deve se concentrar em conseguir manter a velocidade máxima (Muller e Ritzdorf, 2000). Sabe-se que as corridas de velocidade apresentam como principais características o trabalho em períodos curtos e de altíssima intensidade, variando em torno de 11 segundos (100 metros) a 1 minuto (400 metros). De acordo com Fox (2000) até o tempo aproximado de 3 minutos o nível de consumo de oxigênio fica abaixo daquele necessário para fornecer todo o ATP exigido por qualquer exercício, período este chamado de déficit de oxigênio. Portanto, perante estas considerações fica fácil observar que o sistema aeróbio contribui muito pouco nas corridas de velocidade, sendo o sistema dos fosfagênios e o da glicólise anaeróbia os mais atuantes, ficando responsáveis pelo fornecimento da maior parte do ATP exigido pelo exercício. Os maiores indicadores para a confirmação desta conclusão são os baixos valores nos níveis de fosfocreatina e o grande acúmulo de ácido lático na corrente sangüínea observado nos atletas após cada corrida. 
Corridas intermediárias: 800m, 1500m e 3000m. 
Uma corrida intermediária pode ser dividida em 3 momentos: largada, estado estável e chegada. No momento da largada o atleta sai de um estado de repouso para um de certa intensidade; isto leva a que seu organismo entre em déficit de oxigênio, caracterizando, portanto, a largada como o momento onde o sistema anaeróbio (Fosfagênios e Glicólise anaeróbia) predomina sobre o sistema aeróbio. Por volta dos 3 minutos de corrida o atleta entra em um segundo momento da prova onde seu organismo fica em estado estável, desde que o atleta mantenha um ritmo de corrida constante. Neste momento todas as adaptações bioquímicas e fisiológicas necessárias ao fornecimento de ATP pela contribuição dominante do oxigênio já foram realizadas e, portanto, o sistema aeróbio (Glicólise aeróbia, Ciclo de Krebs e Sistema transportador de elétrons) irá predominar sobre o anaeróbio. Ao se aproximar da parte final da prova o atleta entra no terceiro momento: a chegada. Neste período novamente ele aumenta a intensidade do seu ritmo de corrida, fazendo com que o sistema anaeróbio volte a predominar como fonte energética. É válido frisar que quanto mais cedo o atleta começar o seu "pique final" mais cedo o sistema anaeróbio irá atuar e, portanto, maior será o acúmulo de ácido lático na corrente sangüínea, o que poderá ocasionar fadiga precocemente. Portanto você que é técnico ou professor de atletismo tem obrigação de saber fazer uso correto desta informação no sentido de impedir que seus atletas iniciem o "pique final" cedo demais e acabem por acarretar um acúmulo de ácido lático em níveis muito altos, provocando a fadiga e limitando a competitividade dos mesmos. 
Corridas de resistência: 5000m, 10000m e Maratona (42,5 Km) 
Assim como nas corridas intermediárias, as corridas de resistência também podem ser divididas em 3 momentos: largada, estado estável e chegada. A grande diferença entre as duas está no fato de que nas corridas de resistência o momento de estado estável é muito maior. Por consequência, o sistema aeróbio se constituirá como principal fonte de energia para este tipo de corrida. Neste caso vale salientar que até por volta dos 20 minutos de prova os carboidratos se constituem como principais nutrientes energéticos. Dos 20 minutos ao período de 1 hora, carboidratos e gorduras começam a se eqüivaler como fontes de ATP. "Quando o tempo de desempenho ultrapassa 1 hora, os depósitos de glicogênio começam a mostrar reduções significativas na concentração e as gorduras tornam-se mais importantes como fontes para a ressíntese de ATP" (Fox, 2000, p.36). Daí justificar-se o fato dos corredores de longa distância apresentar um percentual de gordura corporal tão baixo quando comparados aos corredores de velocidade. 
Conclusão: 
Três conclusões importantes podem ser tiradas do estudo bibliográfico: a primeira delas diz respeito às corridas de velocidade; conclui-se então que o sistema bioenergético predominante na ressíntese de ATP durante uma corrida de velocidade é o sistema anaeróbio, composto pelo mecanismo dos fosfagênios e da glicólise anaeróbia. Já nas corridas intermediárias, conclui-se que tanto o sistema anaeróbio quanto o sistema aeróbio contribuem de forma significativa para a ressíntese do ATP necessário a este tipo de prova. Por último, chega-se a conclusão que nas corridas de resistência o sistema aeróbio, composto pela glicólise aeróbia, ciclo de Krebs e sistema transportador de elétrons, será o sistema dominante para a produção de ATP, sendo os carboidratos os principais nutrientes energéticos nos 20 minutos iniciais de exercício e as gorduras assumindo este papel após o período de 1 hora de prova. 
    REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 FOX, Edward L. & MATHEWS, Donald K. - Bases fisiológicas da ed. física e dos desportos, 3 ed, Rio de Janeiro, Interamericana, 1983.
     MacARDLE, William D. KATCH, Frank. - Fisiologia do exercício, energia, nutrição e desempenho humano. Rio de Janeiro, Interamericana, 1985.
     SANTAREM, J.M. - Apostila do Curso de Musculação FEPAM - Fisiologia dos exercícios com pesos, 5 ed. São Paulo, 2001.
 FOSS,Merle L., KETEYIAN, Steven J. Bases fisiológicas do exercício e do esporte. Traduzido por Giuseppe Taranto. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. 
 MULLER, Harold, RITZDORF, Wolfang. Correr! Saltar! Lanzar! La guia IAAF para la enseñanza del atletismo. Santa Fé - Espanha: Edición Catellana, 2000. 
 COSTA, Allan José Silva da. Atuação dos sistemas bioenergéticos durante as provas de corridas no atletismo. Revista Virtual EFArtigos, Natal, v. 1, n. 13, nov. 2003.