Adaptações Fisiológicas ao Exercício

Adaptações Fisiológicas ao Exercício e Treino

• As adaptações cardiovasculares ao exercício físico e ao treino são essenciais na fisiologia do desporto.
• A carga de treino é influenciada pelas características do participante, a dose de exercício e a especificidade da adaptação.

Controlo Cardiovascular

• O controlo cardiovascular durante o exercício envolve a distribuição de O2 e nutrientes e a remoção de CO2 e produtos metabólicos.
• A manutenção da temperatura corporal e dos fluidos, bem como o transporte de hormonas, são controlados.
• Também desempenha um papel crucial na prevenção de infeções.

Variáveis Cardiovasculares

• Frequência cardíaca (FC) é o número de batimentos por minuto (bpm).
• Volume sistólico (VS) é o volume de sangue bombeado por batimento (ml).
• Débito cardíaco (DC) é o volume de sangue bombeado por minuto, calculado por FC*VS (L/min).
• Resistências vasculares periféricas representam a resistência à passagem do sangue nas artérias (mmHg/L.min-1).
• Pressão arterial é o produto do débito cardíaco pelas resistências vasculares periféricas (mmHg).
• Consumo de oxigénio é o débito cardíaco multiplicado pela diferença A-V O2 (L/min-1 ou mL.min-1.kg-1).
• A diferença A-V O2 reflete a extração de O2 pelos tecidos (mL.dL-1).

Sistema Cardiovascular

• O sistema cardiovascular é composto pelo coração, que realiza a circulação pulmonar e sistémica, e pelo sistema vascular.
• O sistema vascular inclui sangue arterial e venoso, com elastância e capacitância respetivamente.
• O fluxo sanguíneo passa pelas artérias, arteríolas, capilares, vénulas e veias, desempenhando funções de distribuição, regulação e transição.
• O sangue é composto por plasma, células e hematócrito, sendo este último a percentagem de células no sangue.

Hematócrito

• Valores normais de hematócrito em homens situam-se entre 42% e 48%.
• Valores normais de hematócrito em mulheres situam-se entre 38% e 46%.
• Valores de hematócrito em grávidas situam-se entre 34% e 46%.
• Valores de hematócrito em recém-nascidos situam-se entre 44% e 62%.
• Crianças de 1 ano: 36 – 44%
• Crianças de 10-12 anos: 37 – 44%.
• A viscosidade sanguínea é um biomarcador hemodinâmico que afeta a facilidade com que um fluido flui.
• A viscosidade aumenta com o conteúdo de elementos no plasma e influencia diretamente a pressão arterial.

Distribuição Sanguínea

• Em repouso, 30-35% do sangue está no sistema arterial (coração, artérias e capilares).
• Em repouso, 60-65% do sangue encontra-se no sistema venoso (veias e vénulas).

Fluxo Sanguíneo

• Fluxo sanguíneo (FS) é determinado por Pressão ÷ Resistência (gradiente x diâmetro / comprimento x viscosidade).
• Pequenas alterações no raio dos vasos têm grande impacto no fluxo.
• Resistência vascular varia diretamente com o comprimento dos vasos e a viscosidade, e inversamente com o diâmetro.

Controlo Cardiovascular

• O controlo intrínseco do coração (Frank-Starling) regula a atividade elétrica através do nódulo sino-auricular (marca-passo).
• O controlo intrínseco também envolve o nódulo auriculo-ventricular, o feixe auriculo-ventricular (de His) e as fibras de Purkinje.
• O controlo extrínseco é mediado pelo centro vasomotor, sistema nervoso simpático e parassimpático, hormonas (catecolaminas, ADH, angiotensina), e vasodilatadores locais.

Sistema Nervoso Autónomo

• A estimulação simpática acelera a função cardíaca, enquanto a estimulação parassimpática abranda, através do nervo vago.
• A adrenalina é o mediador para a estimulação simpática, enquanto a acetilcolina é o mediador para a estimulação parassimpática.
• A estimulação simpática causa taquicardia, enquanto a estimulação parassimpática causa bradicardia.
• A estimulação simpática aumenta a potência de contração, diminui a duração da contração sistólica e prolonga a pausa durante a diástole.

Catecolaminas

• São segregadas na medula adrenal e nas terminações nervosas simpáticas.
• A medula adrenal liberta mais adrenalina e as terminações simpáticas libertam mais noradrenalina.
• Aumentam a glicogenólise hepática e muscular, a libertação de ácidos gordos (AG) dos adipócitos e a secreção de glucagon.
• Epinefrina e norepinefrina aumentam exponencialmente com a intensidade do exercício.
• A resposta depende da concentração, densidade e responsividade dos recetores β.
• Para a mesma intensidade de exercício, a secreção varia diretamente com a idade.
• Desportistas masculinos têm maior resposta adrenérgica.
• Maior resposta adrenérgica na fase luteínica do ciclo menstrual
• Diminuem a secreção de insulina ("diabetes do stress").

Controlo do Diâmetro dos Vasos Sanguíneos

• O sistema nervoso simpático (SNS) controla a constrição e dilatação das arteríolas nos tecidos.
• A adrenalina atua nos receptores alfa e beta adrenérgicos.
• Receptores β1 promovem vasodilatação no miocárdio, β2 vasodilatação no músculo liso arterial, bronquial, pele e vasos do músculo esquelético.
• Receptores α1 e α2 promovem vasoconstrição no músculo liso vascular e arterial.
• A autorregulação local depende de pO2, pCO2, K+, H+, óxido nítrico, bradicidina e endotelina.

Receptores Adrenérgicos e seus efeitos

• β1: Taquicardia, aumento da contractilidade miocárdica, lipólise.
• β2: Broncodilatação, termogénese, glicogenólise, vasodilatação.
• α: Vasoconstrição, diminuição da motilidade intestinal, ereção pilomotora, contração do esfíncter vesical.

Sistema Nervoso Simpático

• Induz a constrição arteriolar e venosa durante o exercício, diminuindo o fluxo para órgãos inativos.
• Estimula a vasodilatação nas arteríolas com receptores específicos.
• A estimulação do SNS na pele causa vasodilatação periférica.
• Metabolitos do exercício (CO2, H+, K+, PO2) e aumento da temperatura causam vasodilatação.

Débito Cardíaco

• É o volume de sangue bombeado pelo ventrículo esquerdo por minuto: Q = FC x VS.
• Em repouso, é de cerca de 5 L/min, podendo atingir 25 L/min (não atletas) ou 40 L/min (atletas de elite) durante o exercício máximo.
• Até 40-50% do VO2 máx., o aumento do débito cardíaco deve-se ao VS, acima deste ponto, deve-se à FC.
• O débito cardíaco é influenciado pelo cronotropismo (ritmo de contração) e inotropismo (força de contração).

Resposta à alteração de posição e intensidade do exercício

• As alterações no volume sistólico devem-se às alterações do retorno venoso, contractilidade ventricular e resistência periférica.
• Existe uma relação linear entre a frequência cardíaca e a intensidade do exercício.
• Existe uma relação linear entre o débito cardíaco e a intensidade do exercício.

Características da Frequência Cardíaca

• A frequência cardíaca (FC) é o número de batimentos cardíacos por minuto (BPM).
• A FC fornece informações diversas dependendo do momento em que é avaliada.

Frequência Cardíaca Basal

• A FC basal é medida após acordar, em jejum e sem ingerir alimentos, durante uma semana.

Frequência Cardíaca de Repouso

• É determinada após um período de repouso, sentado ou deitado.
• É mais elevada que a FC basal.
• Não deve ser medida antes do exercício, devido à resposta antecipatória (glândulas adrenais, SNS, S límbico).
• Fatores como idade, sexo, nível e tipo de treino, modo de exercício, massa muscular, posição corporal, nível de hidratação e ambiente (temperatura, altitude) afetam a resposta da frequência cardíaca.
• A FC basal diminui gradualmente durante a infância (10 a 20 BPM dos 5 aos 15 anos).
• A FC de raparigas é consistentemente mais elevada a partir dos 9 anos e persiste até à idade adulta, sendo também dependente da massa corporal.
• Atletas de longa distância apresentam FC de 28 bpm, enquanto sedentários apresentam FC 70 - 100 bpm.
• A redução intrínseca da FC envolve aumento da estimulação parassimpática (nervo vago) e diminuição da ação da estimulação simpática.
• O aumento da FC diminui a duração de cada fase do ciclo cardíaco (contração e relaxamento).
• A posição corporal influencia a frequência cardíaca de repouso (deitado, sentado, em pé).

Frequência Cardíaca e Exercício

• A posição corporal (gota vs aero) influencia o esforço físico.
• A frequência cardíaca é influenciada pelo nível de hidratação.

Frequência Cardíaca Máxima

• A frequência cardíaca máxima diminui com a idade
• A estimativa da diminuição é de 1 bpm por ano ou 3-5% por década, regulada por fatores adrenérgicos e receptores β.
• Pode ser estimada por 220 - idade (em anos) ou 208 - (0.7 * idade) ou 206,9 - (0.67 * idade)
• Mantêm-se mais constante durante a idade pediátrica (8 aos 16 anos)
• Atinge 195 – 205 bpm nos anos em crescimento
• A frequência cardíaca aumenta linearmente com a intensidade do exercício (VO2).
• O exercício contínuo estável difere do exercício intermitente.
• A frequência cardíaca máxima depende da posição corporal, do suporte do peso corporal e da quantidade de massa muscular
• também dependente dos membros superiores e/ou membros inferiores.

Adaptação Crónica na Frequência Cardíaca

• FC de repouso e FC basal diminuem com o aumento do SNP, diminuição do SNS e aumento do VS.
• FC Sub-máxima | ou exercício diminui com diminuição do SNS, aumento do SNP, aumento do VS e aumento da dif A-VO2 (para um debito cardíaco idêntico).
• A FC máxima não se altera ou apresenta ligeira redução em desportistas de elite
• A recuperação é rápida para valores de repouso em treinados.

Volume Sistólico

• VS depende do retorno venoso, da elasticidade/distensibilidade ventricular, da contractilidade ventricular e da resistência vascular periférica.
• VS aumenta até 50-60% do VO2Max.
• Atinge um plateau, associado à diminuição do tempo de enchimento cardíaco (diástole).
• O desvio cardiovascular (cardiovascular drift) ocorre em ambiente quente.
• Há redução do volume sanguíneo devido à transpiração e transferência do plasma para os tecidos e também dos músculos para a pele.
• Para manter o débito cardíaco, aumenta a frequência cardíaca de exercício para compensar a diminuição no volume sistólico.
• durante o exercício de contra resistência, o aumento do afterload (rvp) o que promove variações mínimas no VS e diminuição da sua resposta.
• numa manobra de valsalva diminui o VS de forma acentuada.

Efeitos e alterações do volume sistólico em atletas

• VS repouso (posição ortostática): 60 a 80ml
• Sedentários: Repouso (ml) 50-70 e Exercício 100-120
• Treinados: Repouso(ml) 80-100 e Exercício 160-200
• No exercicio o VS de repouso para exercício máximo aumenta duas vezes/duplica
• Aumenta na posição de decúbito (e.g. bicicleta reclinada, natação).
• O sangue não se acumula nos membros inferiores.
• As alterações ao VS (que já está aumentado) neste caso são reduzidas.

Pressão Arterial

• Pressão arterial é a pressão que o sangue exerce na parede das artérias (PA = DC * RVP).
• A resistência vascular periférica representa a resistência à passagem do sangue nas artérias e é influenciada pela viscosidade sanguínea, diâmetro e comprimento do vaso, e elasticidade dos vasos.
• PAS (fase de contração) -» 120 mmHg
• PAD (fase de relaxamento) -» 80 mmHg
• PAM (pressão arterial média) = PAD+[0,33 x (PAS-PAD)]
• PP é um fator indireto de rigidez arterial e é calculada através da formula PAS-PAD
• A pressão arterial é influenciada pela intensidade do exercício, pela massa muscular envolvida e pelo tipo de contração.
• A Pressão Arterial aumenta com o exercício isotónico e com a manobra de valsalva.
• O levantamento de pesos, ou halterofilismo pode pode aumentar a PA até 480/380 mmHg (manobra de valsalva)
• Quando se praticam exercícios de membros superiores esse esforço provoca um aumento acrescido na pressão arterial (intensidade idêntica).

Adaptações Crónicas da Pressão Arterial

• Exercício cardiovascular reduz a pressão arterial e as resistências vasculares periféricas e aumenta a função endotelial e a sensibilidade baroreceptora. Aumentando também a função do sistema nervoso simpático e diminui o sistema renina-angiotensina.
• O Treino de força/contrações dinâmicas têm respostas similares ao exercício cardiovascular e aumenta a diminuição da elaticidade arterial e/ou função endotelial melhorada/sem alterar rigidez arterial apenas nas mulheres O complexo mecanismo que associa este tipo de treino às pequenas reduções na PA ainda não está esclarecido
• Em geral - PAS= -1.8 mmHg , PAD= -3.2 mmHg menos em grupos musculares ativos de praticantes de exercícios dinâmicos o qual e contra uma resistência (61% RM)

O Exercício Isométrico

• Treino de força/contrações isométricas estimulam o reflexo metabolico (e.g. alterações no pH) para restaurar o fluxo sanguíneo
  • Pode estar associado ao stress oxidativo e melhoria da função endotelial
  • Melhoria na sensibilidade dos barorreceptores
  • Os mecanismos não estão devidamente esclarecidos
  • Destreino muito rápido (função cardiovascular e não estrutura cardiovascular)
  • Em GERAL - PAS= -10.9* mmHg e PAD= -6.2 mmHg) onde o HandG unilateral e ILExt bilateral Contra resistência (30-40% CVM) e Contrações musculares estáticas são os resultados

Adaptações Cardíacas ao Treino

• A prática de exercícios excêntricos, com mais repetições e menor carga, aumentam os sarcómeros em série.
• A prática de exercícios concêntricos, com menos repetições e maior carga (weightlifting), aumentam os sarcómeros em paralelo.
• As adaptações cardíacas ao treino são influenciadas com a idade, levando a hipertrofia e alterações na condução cardíaca.

Adaptações Periféricas

• Arteriogénese: Aumento do volume/tamanho dos vasos arteriais - extremidade associada a exercício de força muscular e cardiorrespiratório.
• Angiogénese: formação de novos capilares que melhora as trocas entre sangue e tecidos tendo sido mais associada a exercício cardiorrespiratório.
• Hiperemia reactiva: avalia a capacidade vasodilatadora do canal arterial, ou seja o aumento da corrente sanguínea e oscilação da artéria. Avaliada após curtos períodos de isquemia ou oclusão arterial. Melhora com exercício cardiorrespiratório e “não” com força muscular.

Hormonas e Volume Plasmático

As hormonas antidiurética (vasopressina) e aldosterona desempenham um papel essencial para o controlo do volume plasmático durante o exercício.

• A vasopressina, secretada pela hipófise, diminui a eliminação de água pelos rins, ajudando a manter a tensão arterial. É estimulada pela hipotensão arterial e hemoconcentração.
• A aldosterona, produzida pelas glândulas suprarrenais, retém sódio e água e excreta potássio, aumentando assim o volume sanguíneo. A sua secreção é estimulada pela diminuição de sódio e do volume sanguíneo, e pelo aumento de potássio.
• Durante o exercicio e de forma Aguda, ocorre a hemoconcentração e que a PA aumenta o que vai diminuir o VP por pressão hidroestática capilar (interstício), a transpiração promove perda de líquido intersticial e extrai do VP.
• De forma crónica, existe maior volume de sangue que aumenta a HAD, aldosterona, proteínas plasmáticas/albumina e GV.