Fisiologia do Exercício Físico PDF

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06/06/24 1 Curso de Especialização Tecnológica Técnico Especialista em Exercício Físico Fisiologia do Exercício Físico Fisiologia do Exercício 2 1  06/06/24 Equipa pedagógica | Responsável nacional e regional do módulo | Professores responsáveis pela docência | Filipe Russo | Nuno Bessa e Luis Leitão | [email protected] | [email protected], [email protected] Fisiologia do Exercício 3 3 Fisiologia do Exercício Filipe Russo Licenciado em Ciências do Desporto. [email protected] Pós Graduado em Saúde, Nutrição e Exercício físico. Mestrando em Exercício e Saúde. Certificado em Suplementação e Nutrição Desportiva pelo Tudor Bompa Institute Licenciado em Auditoria e Revisão de contas. Responsável Nacional do módulo de Fisiologia do Exercício, CET para TEEF pela Fitness Academy. Docente nos módulos de Avaliação e Prescrição de Exercício, Metodologia do Treino Personalizado, Metodologia das Atividades de Outdoor, Metodologia do treino Personalizado e Fisiologia do Exercício Físico, nos cursos CET Coordenador Regional (Setúbal e Moita) do Curso Técnico Especialista em Exercício Físico Proprietário do estúdio de exercício físico, Filipe Russo Personal Training. Fisiologia do Exercício 4 2  06/06/24 | Nuno Bessa | [email protected] Docente Grupo Academy CETS, CIAS e POGS | nbessa.integrativetrainer CEO e Integrative Trainer, The Integrative Spot Licenciado em Educação Física e Desporto Pós Graduado em Personal Trainer Avançado Pós Graduado em Integrative Training Pós Graduado em Cross Training Pós Graduado em Diretor de Clube Especializado em Fisiologia do Exercício Clínico Certificado na Aplicação da Ciência Funcional Certificado em Visual Training Certificado em TRX, Stick Mobility Master e KettleBell Certificado em Programação Neurolinguística AVALIAÇÃO E PRESCRIÇÃO DE EXERCÍCIO 5 | Luis Leitão | [email protected] Licenciatura em Ciências do Desporto e Educação Física - Universidade de Coimbra Especialização em Treino de Alto Rendimento Mestre em Gestão e Marketing - ESTGV Diretor do Curso Técnico/a de Desporto Nível IV - Escola Profissional de Tondela Prof. de Educação Física/ Desporto em Tondela Formador/Instrutor de Fitness AVALIAÇÃO E PRESCRIÇÃO DE EXERCÍCIO 6 3  06/06/24 Carga horária do módulo: 25 Horas Objetivos: Explicitar as especificidades das adaptações fisiológicas ao esforço. Identificar os mecanismos básicos e os limites biológicos da adaptabilidade e da capacidade de treino do ser humano em situações de esforço. Descrever os processos metabólicos aeróbios e anaeróbios em diferentes tipos de atividade física. Identificar as principais adaptações ventilatórias, cardiorrespiratórias, hemodinâmicas, neuromusculares, e neuro hormonais em diferentes situações de atividade física. Descrever os fundamentos e procedimentos de avaliação ergo-espirométrica. Controlar e avaliar as características gerais dos exercícios, através do consumo de oxigénio, frequência cardíaca, pressão arterial e escala subjetiva de esforço. Interpretar as variáveis fisiológicas. Fisiologia do Exercício 9 9 Conteúdos: Conceitos de estímulo e adaptação Controlo e análise dos processos adaptativos Noção de adaptação, homeostasia e heterostasia Noção de estímulo como carga funcional e suas características Relação estímulo e adaptação Síndrome geral de adaptação ao stress Noções gerais de Bioenergética Calorimetria direta e indireta Metabolismo energético a nível músculo-esquelético Processos aeróbio, anaeróbio láctico e anaeróbio alático Adaptações metabólicas: aumento das reservas e da atividade enzimática Custo e dispêndio energético, e parâmetros de quantificação Adaptações pulmonares ao exercício físico Função ventilatória Volumes e capacidades pulmonares Relação ventilação/perfusão Noção de consumo máximo de oxigénio e de consumo “peak” de oxigénio Limiar anaeróbio ventilatório Limiar anaeróbio por lactatémia Quociente respiratório Fisiologia do Exercício 10 10 4  06/06/24 Conteúdos: Equivalentes respiratórios Resistência vascular periférica Adaptações cardiovasculares ao exercício físico Função muscular cardíaca Débito cardíaco, frequência cardíaca e volume sistólico, volume diastólico, volume sistólico e diastólico final, fração de ejeção Pressão arterial sistólica, diastólica, média e diferencial Resistência vascular periférica Adaptações musculares Fatores nervosos, musculares e mecânicos Tipos de manifestação da força (força máxima, rápida, de resistência) Ciclo muscular alongamento-encurtamento Especificidade e sobrecarga - Formas de adaptação neuromusculares: melhoria dos processos coordenativos, remodelação muscular e hipertrofia Reservas de energia para o trabalho muscular, fontes, glucídica e lipídica. Papel das proteínas, catabolismo e anabolismo proteico na adaptação hipertrófica, uso e lesão Fadiga Definição conceptual Tipos de fadiga Prevenção e diagnóstico precoce Fisiologia do Exercício 11 11 Conteúdos: Sobretreino, “sobre uso” e lesão Ergometria Delimitação conceptual Determinação do consumo máximo de oxigénio: provas laboratoriais e de terreno; provas diretas e indiretas Adaptações endócrinas, termorregulação, equilíbrio hídrico e eletrolítico durante a atividade física Funções de regulação endócrina em situações de esforço Termorregulação na prática física: mecanismos de troca de calor com o envolvimento; volémia e conteúdo de água nos tecidos e fluidos corporais Desidratação e hidratação em esforço Fisiologia do esforço na criança, no jovem e no idoso Principais diferenças fisiológicas entre a criança/jovem e o adulto/idoso face ao esforço Adaptações respiratórias, cardiovasculares e neuromusculares ao esforço na criança e no jovem Adaptações respiratórias, cardiovasculares e neuromusculares ao esforço no idoso Fisiologia do Exercício 12 12 5  06/06/24 Fisiologia do Exercício Físico Planificação Hora Exame ou Data Dia da semana Hora Final CH Professor Local Sala Início Reunião EDITAR ESTE SLIDE Estímulo, Adaptação 6/6 Nuno Bessa e Bioenergética Adaptações 15/6 Luís Leitão Musculares e Fadiga Continuação 1 + 21/6 Adaptações Nuno Bessa Endócrinas Adaptações 28/6 Ventilatórias e Luís Leitão Online Cardiovasculares Adaptações 3/7 Nuno Bessa Endócrinas + Prática Exame 10/7 Preparação e Exame Luis Leitão Online Teórico Fisiologia do Exercício 13 13 Avaliação Metodologia: exame teórico Ponderação do exame teórico para a avaliação final: 100% da nota final Duração: 60’ Nº de questões: 40 de escolha múltipla com 4 opções de resposta Nota: para o aluno ser considerado aprovado no módulo deve obter nota igual ou superior a 9,5 valores e cumprir com 50% de assiduidade ao módulo (excetuam-se da necessidade de cumprir assiduidade os alunos com estatuto de trabalhador estudante) Fisiologia do Exercício 14 14 6  06/06/24 Bloco I – Introdução à fisiologia do exercício, Estímulo/adaptação, Bioenergética Sumário: Introdução à fisiologia do exercício Noções gerais de Bioenergética Definição e objeto de intervenção Calorimetria direta e indireta Metabolismo energético a nível músculo-esquelético Conceitos de estímulo e adaptação Processos aeróbio, anaeróbio láctico e anaeróbio alático Controlo e análise dos processos adaptativos Adaptações metabólicas: aumento das reservas e da Noção de adaptação, homeostasia e heterostasia atividade enzimática Noção de estímulo como carga funcional e suas Custo e dispêndio energético, e parâmetros de características quantificação Relação estímulo e adaptação Síndrome geral de adaptação ao stress Fisiologia do Exercício 15 Bloco II – Adaptações cardiorrespiratórias e pulmonares ao EF Sumário: Adaptações pulmonares ao exercício físico Adaptações cardiovasculares ao exercício físico Função ventilatória Função muscular cardíaca Volumes e capacidades pulmonares Débito cardíaco, frequência cardíaca e volume Relação ventilação/perfusão sistólico, volume diastólico, volume sistólico e diastólico final, fração de ejeção Noção de VO2 máx e de consumo “peak” de O2 Pressão arterial sistólica, diastólica, média e diferencial Limiar anaeróbio ventilatório Resistência vascular periférica Limiar anaeróbio por lactatémia Quociente respiratório Equivalentes respiratórios Resistência vascular periférica Fisiologia do Exercício 16 7  06/06/24 Bloco III – Fisiologia neuromuscular, fadiga no EF Sumário: Adaptações musculares Fadiga Fatores nervosos, musculares e mecânicos Tipos de manifestação da força (força máxima, rápida, de Definição conceptual resistência) Tipos de fadiga Ciclo muscular alongamento-encurtamento Prevenção e diagnóstico precoce Especificidade e sobrecarga - Formas de adaptação Sobretreino, “sobre uso” e lesão neuromusculares: melhoria dos processos coordenativos, remodelação muscular e hipertrofia Reservas de energia para o trabalho muscular, fontes, glucídica e lipídica. Papel das proteínas, catabolismo e anabolismo proteico na adaptação hipertrófica, uso e lesão Fisiologia do Exercício 17 Bloco IV – Ergometria, fadiga, adaptações endócrinas, termorregulação, adaptações ao EF na criança/jovem e idoso Sumário: Ergometria Delimitação conceptual Determinação do consumo máximo de oxigénio: provas laboratoriais e de terreno; provas diretas e indiretas Adaptações endócrinas, termorregulação, equilíbrio hídrico e eletrolítico durante a atividade física Funções de regulação endócrina em situações de esforço Termorregulação na prática física: mecanismos de troca de calor com o envolvimento; volémia e conteúdo de água nos tecidos e fluidos corporais Desidratação e hidratação em esforço Fisiologia do esforço na criança, no jovem e no idoso Principais diferenças fisiológicas entre a criança/jovem e o adulto/idoso face ao esforço Adaptações respiratórias, cardiovasculares e neuromusculares ao esforço na criança e no jovem Adaptações respiratórias, cardiovasculares e neuromusculares ao esforço no idoso Fisiologia do Exercício 18 8  06/06/24 Fisiologia do Exercício 19 19 SUMÁRIO 1. Introdução à Fisiologia do Exercício 2. Conceito de estímulo adaptação 3. Bioenergética Fisiologia do Exercício 20 20 9  06/06/24 Programa e conteúdos Bloco I – Introdução à fisiologia do exercício, Estímulo/adaptação e Bioenergética Conceitos de estímulo e Noções gerais de Bioenergética adaptação Calorimetria direta e indireta. Controlo e análise dos processos Metabolismo energético a nível Introdução à adaptativos. musculoesquelético. fisiologia do Noção de adaptação, Processos aeróbio, anaeróbio láctico exercício homeostasia e heterostasia. e anaeróbio alático. Definição e objeto Noção de estímulo como carga Adaptações metabólicas: aumento de intervenção. funcional e suas características. das reservas e da atividade Relação estímulo e adaptação. enzimática. Síndrome geral de adaptação ao Custo e dispêndio energético, e stress. parâmetros de quantificação. Fisiologia do Exercício 21 21 MITOS Fisiologia do Exercício 22 22 10  06/06/24 Fisiologia do exercício - definição “Fisiologia é o estudo das funções dos tecidos, órgãos e sistemas. A fisiologia do exercício faz a extensão desta definição sob efeito de um esforço único (efeito agudo) ou sobre períodos de exercício repetidos (efeito crónico). (…) Acresce o estudo e análise das respostas agudas e crónicas ao esforço realizado em alta altitude, ou em condições extremas de temperatura ou humidade e a resposta adaptativa a estes fatores ambientais. (Powers S., Howley E., 2018) Fisiologia do Exercício 23 23 1. Introdução à Fisiologia do Exercício Aplicação: Prescrição de exercício realizada em clubes/entidades/instalações desportivas. Aulas em grupo. Planificação e orientação de aulas em grupo “indoor/outdoor”. Personal Training. Treino de atletas. Realização de treinos online. Fisiologia do Exercício 24 11  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação Resposta Estímulo Fator interno ou externo ao organismo, que determina uma resposta fisiológica específica de um sistema, aparelho, órgão ou tecido excitável. Fisiologia do Exercício ESTÍMULO 25 2. Conceitos de estímulo e adaptação HOMEOSTASIA Forma dinâmica como o organismo mantém constantemente o seu equilíbrio interno em relação com o meio. Atividade física e a adaptação ao esforço: - Desenvolve-se mediante a utilização de estímulos de origem externa; - administrada segundo critérios pré-estabelecidos; - perturba o equilíbrio homeostático; - Proporciona um estado de adaptação conducente à obtenção de um nível crónico mais elevado de desempenho (heterostase). Fisiologia do Exercício 26 12  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação HETEROSTASE Conceito desenvolvido por Hans Salye em 1973, que coexiste a par da homeostase, caracterizado por novas adaptações fisiológicas criadas em função de um estímulo externo de tal forma significativo que gera um novo equilíbrio, o que em certo modo pode funcionar com o exercício físico. Este mecanismos destaca-se da homeostase uma vez que, ao contrário da homeostase que mantém o normal funcionamento fisiológico em “steady state”, a heterostase promove um “reset ao termostato” por forma a manter um funcionamento elevado por um estímulo externo elevado (e.g. uma maratona de 4h). Fisiologia do Exercício 27 27 2. Conceitos de estímulo e adaptação ADAPTAÇÃO Propriedade do ser humano (e outros seres vivos) que lhe permite suportar a tarefa de se manter vivo. Ultrapassar as dificuldades que constantemente põem à prova a relação com um meio em permanente mudança. Fisiologia do Exercício 28 28 13  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação ADAPTAÇÃO Situações particulares de esforços mais intensos, como pode ser o caso da atividade desportiva e, neste caso particular o desempenho desportivo Fisiologia do Exercício 29 29 2. Conceitos de estímulo e adaptação ADAPTAÇÃO AGUDA Ajustes fisiológicos que respondem a uma resposta imediata ao exercício. Cessam pouco tempo após o termo desse mesmo exercício. Fisiologia do Exercício 30 30 14  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação ADAPTAÇÃO AGUDA Variação na pressão arterial Flutuações na Fc Produção de calor e H2O Glicemia Variação na ventilação Fisiologia do Exercício 31 31 2. Conceitos de estímulo e adaptação ADAPTAÇÃO CRÓNICA Alterações fisiológicas que possuem um efeito retardado. As que não constituem uma resposta imediata ao exercício. Perduram muito para além do termo desse exercício. Fisiologia do Exercício 32 32 15  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação ADAPTAÇÃO CRÓNICA Hiperplasia mitocondrial Hipertrofia das fibras musculares Hipertrofia do miocárdio Fisiologia do Exercício 33 33 2. Conceitos de estímulo e adaptação CARGA DE TREINO No exercício, o estímulo designa-se carga de treino. Causa que provoca alterações no organismo. Inclui a repetição sistemática de gestos e exercícios, físicos, que induzem a mudança no corpo. É o elemento principal para o aluno/atleta. Fisiologia do Exercício 34 34 16  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação Síndrome Geral Adaptativo (Modelo teórico introduzido pelo Dr. Hans Seyle em 1956 ) Resposta ao stress/estímulo em 3 fases distintas: 1. Fase de choque - perturbação da homeostase face ao estímulo. - a maioria das variáveis fisiológicas responde com um aumento das funções (ventilação, Fc, produção de energia, hormonas simpáticas). 2. Fase de resistência 3. Fase de exaustão ou fadiga Fisiologia do Exercício 35 35 2. Conceitos de estímulo e adaptação Síndrome Geral Adaptativo (Modelo teórico introduzido pelo Dr. Hans Seyle em 1956 ) Resposta ao stress/estímulo em 3 fases distintas: 1. Fase de choque 2. Fase de resistência Reposição da homeostasia. Quando o estímulo é crónico e o corpo consegue atingir um steady state (semanas ou meses). Substituição de adaptações agudas por mudanças estruturais e funcionais no organismo. 3. Fase de exaustão ou fadiga Fisiologia do Exercício 36 36 17  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação Síndrome Geral Adaptativo (Modelo teórico introduzido pelo Dr. Hans Seyle em 1956 ) Resposta ao stress/estímulo em 3 fases distintas: 1. Fase de choque 2. Fase de resistência 3. Fase de exaustão ou fadiga -Resposta continuada do organismo extremamente exigente. -Dificuldade do organismo repôr as estruturas celulares mobilizadas e danificadas. -Défice crónico gerado pelo estímulo exagerado provoca uma dificuldade na c apacidade de funcionar dentro de um regime de normalidade. Fisiologia do Exercício 37 37 2. Conceitos de estímulo e adaptação Síndrome Geral Adaptativo É nesta fase que o treinador tenta aplicar novo Dose-resposta – a mudança que uma estímulo por forma a aproveitar o efeito de variável provoca noutra. Quanto >dose super-compensação. >resposta, seja positiva ou negativa, garantindo a homeostase. Fisiologia do Exercício 38 38 18  06/06/24 2. Conceitos de estímulo e adaptação Síndrome Geral Adaptativo ESTÍMULO NOVOS NÍVEIS PERTURBAÇÃO DA DE HOMEOSTASE HOMEOSTASE ADAPTAÇÃO RECUPERAÇÃO Fisiologia do Exercício 39 39 3. Bioenergética Calorimetria direta e indireta De todos os processos metabólicos (aeróbio e anaeróbios) resultam: calor e energia para produzir atividade celular. Nos seres humanos a taxa metabólica é proporcional ao calor produzido. Medindo o calor produzido, determinamos a tx metabólica, denominando- se este processo por calorimetria direta. Unidade comum é “Kcal” (1.000cal). 1cal provoca 1g de H2O a 1o C Fisiologia do Exercício 40 40 19  06/06/24 3. Bioenergética Calorimetria direta e indireta Calorimetria direta Forma mais precisa de calcular variaveis como a taxa metabólica ou energia consumida durante o esforço. Equipamento dispendioso e pouco usado. Fisiologia do Exercício 41 41 3. Bioenergética Calorimetria direta e indireta Calorimetria indireta Estima: tx metabólica ou as Kcal dispêndidas em repouso e atividade. O2 é “usado” na metabolização dos CHO e Ácidos Gordos, e “do outro lado expele-se” CO2. É SÓ FAZER O RÁCIO! Os CHO e os lípidos têm rácios de O2/CO2 diferentes, apurando esses rácios chega-se a qual a % de qual nutriente que foi consumido (metabolizado). Os lípidos têm O2 entrada = CO2 de saída nos pulmões! Fisiologia do Exercício 42 42 20  06/06/24 3. Bioenergética Calorimetria direta e indireta Extraem-se variáveis como o consumo de oxigénio na tarefa, o máximo consumo de cada indivíduo VO2 max. (L/min (atividade) ou ml/kg/min (relativo ao indivíduo). Taxa metabólica basal vs repouso. Basal - posição supinada, 12 a 18 pós prandial, imediatamente após acordar (ambiente norma regulado). Repouso (a mais usada no dia à dia) - 4h após refeição. ligeira,aproximadamente 30 a 60’ após descanso em ambiente calmo. Fisiologia do Exercício 43 43 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético A nível celular: complexa série de reacções químicas envolvendo substratos e gases, resultando na capacidade para gerar trabalho. O sistema muscular, produz energia mecânica através de reações químicas e o seu combustível é uma molécula de nome ATP. Fisiologia do Exercício 44 44 21  06/06/24 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético A Bionergética estuda reações químicas através da aplicação de princípios básicos da termodinâmica aos sistemas biológicos. (Pereira, 2016) Produção PRODUÇÃO ENERGIA DE Contração ALIMENTOS Degradação QUÍMICA energia de Nutrientes mecânica MOVIMENTO muscular CATABOLISMO VS ANABOLISMO Fisiologia do Exercício 45 45 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético Conversão de moléculas maiores em Síntese de moléculas maiores a partir de menores libertando energia no menores usando energia dos processos processo (reacções exergónicas) catabólicos (reacções endergónicas) glicogénio em glicose glicose em glicogénio triglicéridos em ácidos gordos ácidos gordos em triglicéridos proteínas em aminoácidos aminoácidos em proteínas Fisiologia do Exercício 46 46 22  06/06/24 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético COMBUSTÍVEL para o metabolismo muscular é o ATP (adenosina tri- fosfato). É a molécula que todo o atleta se especializa a sintetizar para realizar qualquer gesto motor. O ATP é a forma de o organismo armazenar energia química nas células. É um nucleótido de adenina(A) composto por três radicais fosfato(TriPh). A energia gera-se por hidrólise da molécula de ATP, através da quebra de um radical fosfato. Fisiologia do Exercício 47 47 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético Enzimas: catalizam e regulam a velocidade das reações químicas; São específicas para os seus substratos, sensíveis à temperatura (>temperatura +rápida a reação) e ao pH (>pH +rápida a reação). Algumas enzimas necessitam de co-fatores (ex: chave dentro de uma chave) para serem ativas. Fisiologia do Exercício 48 48 23  06/06/24 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético ATP- apenas 90g se encontram reservados celularmente (10 a 20’’ “all out”). O corpo depende então da rápida regeneração para realizar esforços continuados. Síntese de ATP caso não fosse um processo rápido, os esforços de alta intensidade esgotariam rapidamente as reservas. Necessidade de ATP pelo músculo esquelético provoca a quebra na homeostase, aumenta o metabolismo e inicia os processos bioquímicos para restabelecer as reservas. Fisiologia do Exercício 49 49 2 grandes vias energéticas: ANAERÓBIA e 3. Bioenergética AERÓBIA +lentas +rápidas Fisiologia do Exercício 50 50 24  06/06/24 3. Bioenergética 2 grandes vias energéticas: ANAERÓBIA e AERÓBIA ATP-ADP Alático Sistema Anaeróbio Fosfagénios Glicólise Lático anaeróbia Glicólise aeróbia Aeróbio Fosforilação oxidativa Fisiologia do Exercício 51 51 3. Bioenergética Vias energéticas: ANAERÓBIA ALÁTICA SISTEMAS DE FOSFAGÉNIOS (CP)(CreatinePhos.) e ADP-DiPhos. Sist. CP e ATP-DP Rápido e potente, não utiliza O2 Reservas curtas - aproximadamente 90g (adulto sedentário) +- até 12’’ em esforços “all-out” Ocorre no sarcoplasma Sem formação de lactato 1 ATP Fisiologia do Exercício 52 52 25  06/06/24 3. Bioenergética Vias energéticas: ANAERÓBIA LÁTICA Glicólise Anaeróbia Constitui a segunda via de ressíntese de ATP Degradação do glicogénio (glicose é armazenada nos músculos). Ocorre no citosol Não utiliza O2 Produz 4 ATP – 2 ATP (usados na produção) = 2 ATP líquidos O glicogénio, é um polissacarídeo formado por várias moléculas de glicose. Fisiologia do Exercício 53 53 3. Bioenergética Vias energéticas: ANAERÓBIA LÁTICA Glicólise Anaeróbia Ressíntese de ATP sem presença de O2 (fora da mitocôndria). Sub-produto= ácido lático. É quebrado em lactato e H+ (acidificação) provocando uma ligeira alteração no pH sanguíneo. O H+ é tamponado e transformado em H2O e CO2 (expelido na expiração). Caso a intensidade seja elevada o suficiente e o tempo sob esforço seja continuado, a tentativa de equilíbrio interno (homeostase) obriga à diminuição da intensidade ou à pausa. Fisiologia do Exercício 54 54 26  06/06/24 3. Bioenergética GLICÓLISE AERÓBIA GLICÓLISE ANAERÓBIA Substratos energéticos Glicogénio Glicogénio GLICÓLISE Glucose Glucose Piruvato Piruvato FORMA Forma 2 ATP FORMA Forma 2 ATP 2 ATP 2 ATP Com O2 Sem O2 Ciclo Krebs na matriz mitocondrial Lactato Forma 36 ATP+ H2O + Metabolismo glicolítico Transportado para a mitocôndria CO2 2 ATP para utilização no SISTEMA OXIDATIVO Metabolismo oxidativo 38 ATP Fisiologia do Exercício 55 55 3. Bioenergética Vias energéticas: ANAERÓBIA LÁTICA Glicólise Anaeróbia Ciclo de Cori – cooperação metabólica entre os músculos e o fígado 1. Glicose Lactato (no músculo) Com o aumento do esforço, os tecidos musculares ficam privados de O2, a glicose é convertida em piruvato, gerando o sub-produto o ácido lático (fermentação lática). 2. Lactato Glicose (no fígado) Lactato entra na corrente sanguínea, é captado pelo fígado, convertido em glicose. A nova glicose é libertada novamente para a corrente sanguínea para utilização muscular. Fisiologia do Exercício 56 56 27  06/06/24 3. Bioenergética Vias energéticas: ANAERÓBIA LÁTICA Glicólise Anaeróbia Ciclo de Cori – cooperação metabólica entre os músculos e o fígado - Ciclo evita acumulação de lactato sanguíneo. - É importante manter a glicémia sanguínea constante. - Não provoca “dores”. -Os músculos conseguem manter o esforço na presença de lactato desde que o pH seja mantido constante. Fisiologia do Exercício 57 57 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA O processo aeróbio de ressíntese do ATP assegura o suprimento energético em esforços prolongados e de baixa intensidade, em regime de resistência, mas também em esforços intermitentes e/ou alternados, particularmente nos períodos de recuperação ou de menor intensidade. Pereira, 2016 (Manual do curso de treinadores de desporto) Fisiologia do Exercício 58 58 28  06/06/24 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA Ciclo de Krebs Acido pirúvico + O2 36 ATP + CO2 + H2O Fosforilação oxidativa Ácido palmítico + O2 129 ATP + CO2 + H2O Fisiologia do Exercício 59 59 3. Bioenergética Metabolismo energético: músculo-esquelético Vias energéticas: AERÓBIA Fosforilação oxidativa Reacções de oxidação/redução para obter a maior quantidade de energia de determinado substrato Necessita de O2 e ocorre na MITOCÔNDRIA, é a “fábrica” de ATP das células! Tem baixa potência mas muita energia disponível Fonte primária de ATP em repouso e atividades de baixa intensidade e longa duração Utiliza ácidos gordos e triglicéridos como substrato preferencial Quanto maior for a cadeia de carbonos dos ácidos gordos maior a produção de ATP possível Fisiologia do Exercício 60 60 29  06/06/24 3. Bioenergética Metabolismo energético ao nível músculo-esquelético Vias energéticas: AERÓBIA Fosforilação oxidativa Divide-se em 3 fases principais: 1. Produção de Acetil CoA (B- oxidação) 2. Oxidação de Acetil CoA (Ciclo de Krebs) 3. Transferência de electrões (Cadeia transportadora de electrões) Fisiologia do Exercício 61 61 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA Fosforilação oxidativa 1) Beta Oxidação: Formação de Acetil CoA que segue para o ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico). Cada ciclo forma adicionalmente subprodutos (1 NADH + H+ e 1 FADH), usados na cadeia transportadora de eletrões para produzir mais ATP. Fisiologia do Exercício 62 62 30  06/06/24 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA Fosforilação oxidativa 2) Ciclo de Krebs: Degradação de Acetil-CoA Forma-se: CO2 que é transportado pelo sangue e expelido pela ventilação por isso, em esforço é natural e, necessário ventilar livremente! Fisiologia do Exercício 63 63 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA Fosforilação oxidativa 3) Cadeia transportadora de electrões (cadeia respiratória): Energia contida nos NADH e FADH2 (resultantes da glicólise e do ciclo de Krebs) utilizada para produzir ATP. Ocorre na membrana interna da mitocôndria. Fisiologia do Exercício 64 64 31  06/06/24 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA Fisiologia do Exercício 65 65 3. Bioenergética Vias energéticas: AERÓBIA Fisiologia do Exercício 66 66 32  06/06/24 3. Bioenergética Dinâmica da utilização dos sistemas energéticos 3 sistemas funcionam em complementaridade. Sistema mais rápido a entrar em acção é o ATP-CP (100’’ a 120’’. Fisiologia do Exercício 67 67 3. Bioenergética Dinâmica da utilização dos sistemas energéticos Fisiologia do Exercício 68 33  06/06/24 3. Bioenergética Dinâmica da utilização dos sistemas energéticos Na intensidade máxima qual é o principal sistema energético? A glicólise é predominante para que tempo de esforço? O steady state é conseguido sob que sistema energético? Os vários sistemas funcionam isoladamente ou integrados? Fisiologia do Exercício 69 69 3. Bioenergética Dinâmica da utilização dos sistemas energéticos Que desportos tipificam os diferentes sistemas e vias energéticos? Será importante estimular os vários sistemas? Porquê? Fisiologia do Exercício 70 70 34  06/06/24 3. Bioenergética Adaptações metabólicas: aumento de reservas e atividade enzimática Utilização repetida das fibras musculares provoca alterações na sua estrutura e função: a) Tipo de fibra muscular b) Suplemento de capilares c) Mioglobina d) Função mitocondrial e) Enzimas oxidativas Fisiologia do Exercício 71 71 3. Bioenergética Adaptações metabólicas: aumento de reservas e atividade enzimática a) Tipo de fibra muscular Angulo de penação das fibras. Fibras lentas e rápidas tornam-se 7 a 22% mais aumentadas. Transformação da capacidade oxidativa da fibra rápida x em fibra rápida 2b (+ oxidativa). Fisiologia do Exercício 72 72 35  06/06/24 3. Bioenergética Adaptações metabólicas: aumento de reservas e atividade enzimática b) Suplemento de capilares Aumento do número de capilares em volta das fibras musculares - pode haver mais 5 a 10% de capilares no músculo de uma perna de um homem treinado; Aumento do número de capilares em 15% com longos períodos de treino. Mais capilares, mais trocas de gases, de produtos e nutrientes entre o sangue e o músculo! Fisiologia do Exercício 73 73 3. Bioenergética Adaptações metabólicas: aumento de reservas e atividade enzimática c) Mioglobina: transporta o oxigénio dentro do músculo. Aumento do conteúdo em mioglobina no músculo entre 75 e 80%. Fisiologia do Exercício 74 74 36  06/06/24 3. Bioenergética Adaptações metabólicas: aumento de reservas e atividade enzimática d) Função mitocondrial - Aumento da capacidade das fibras musculares em produzir ATP - Habilidade oxidativa depende do número, tamanho e eficiência da mitocôndria. - Treino com maior volume, aumento do número e tamanho das mitocôndrias. Fisiologia do Exercício 75 75 3. Bioenergética Adaptações metabólicas: aumento de reservas e atividade enzimática e) Enzimas oxidativas – as reacções energéticas necessárias à produção de ATP, dependem da ação das enzimas mitocondriais. ®Aumento da capacidade enzimática. ®A atividade das enzimas musculares é muito influenciada pelo treino aeróbio. ®Reflete-se no aumento do número (hiperplasia) e tamanho (hipertrofia) da mitocôndria muscular e um inerente aumento da capacidade em produzir ATP. Fisiologia do Exercício 76 76 37  06/06/24 3. Bioenergética Custo e despêndio energético e parâmetros de quantificação TMR = VO2 repouso = 3,5 mL.Kg-1. min-1 = 1MET (Equivalente metabólico de Repouso) 1L O2 = 5Kcal TMR depende de: Composição corporal Área corporal – quanto maior a massa maior TMR Género – maior no género masculino Idade – diminui com a idade Dispêndio energético- DE (Kcal/min)= (METs x Peso(kg) x 3,5) /200 DE (Kcal) = (METs x Peso (kg) x Duração (min) ) /60 Lista de METs das Afs consulta o compêndiode Atividades Físicas Fisiologia do Exercício 77 77 3. Bioenergética Custo e despêndio energético e parâmetros de quantificação TMR = VO2 repouso = 3,5 mL.Kg-1. min-1 = 1MET (Equivalente metabólico de Repouso) Qual é o dispêndio energético exigido numa atividade de marcha rápida (7METs intensidade), para o vosso professor com 70Kg peso corporal? DE= (7 x 70 x 3,5)/200 = 8,8Kcal/min Se o vosso professor necessitar perder 2000kcal/sem, em 3 sessões semanais quanto tempo preciso por sessão, na atividade referida anteriormente? Tempo semanal necessário= 2000 kcal / 8,8 Kcal/min = 227min Tempo por cada sessão = 227/3 = 76min Dispêndio energético- DE (Kcal/min)= (METs x Peso(kg) x 3,5) /200 Fisiologia do Exercício 78 78 38  06/06/24 Bioenergética Adaptações metabólicas: - aumento de reservas e atividade enzimática Fisiologia do Exercício 79 79 Bioenergética Adaptações metabólicas: - aumento de reservas e atividade enzimática Fisiologia do Exercício 80 80 39  06/06/24 Bioenergética Adaptações metabólicas: - aumento de reservas e atividade enzimática Fisiologia do Exercício 81 81 Bioenergética Adaptações metabólicas: - aumento de reservas e atividade enzimática Fisiologia do Exercício 82 40  06/06/24 Bioenergética Adaptações metabólicas: - aumento de reservas e atividade enzimática A melhoria no sistema energético aeróbio do músculo, resulta numa maior capacidade de produzir energia Especialmente a produção de ATP através dos lípidos Previne o esgotamento de glicogénio muscular, permitindo uma contínua produção de ATP Resulta numa menor fadiga e maiores reservas de energia acumuladas Fisiologia do Exercício 83 Bloco I – Introdução à fisiologia do Programa e conteúdos exercício, Estímulo/adaptação, Bioenergética Introdução à fisiologia do exercício Definição e objeto de intervenção Noções gerais de Bioenergética Calorimetria direta e indireta Conceitos de estímulo e adaptação Metabolismo energético ao nível musculo-esquelético Controlo e análise dos processos adaptativos Processos aeróbio, anaeróbio láctico e anaeróbio alático Noção de adaptação, homeostasia e heterostasia Adaptações metabólicas: aumento das reservas e da Noção de estímulo como carga funcional e suas atividade enzimática características Custo e dispêndio energético, e parâmetros de Relação estímulo e adaptação quantificação Síndrome geral de adaptação ao stress Recapitular Fisiologia do Exercício 84 84 41  06/06/24 Referências bibliográficas (2017) ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription. Wolters Kluver Barata T (1997) Atividade Física e Medicina Moderna. Europress Bushman B, Battista R. (2014) ACSM’s Resources fot the Personal Trainer. Wolters Kluwer | Lippicott Williams & Wilkins Howley E., Powers S. (2018) Exercise Physiology: Theory and application to fitness and performance. Kraemer W., Fleck S., Deschenes M. (2012) Exercise Physiology: Integrating Theory and Application. Lippincot Williams & Williams McArdle W., Katch F., Katch V. (2010) Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance. Lippincot Williams & Williams National Strength and Conditioning Association (2008) Essentials of Strength Training and Conditioning. T.R. Baechle & R.W. Earle (Eds.). Champaign, IL: Human Kinetics Pereria, G. (2016) Fisiologia do Exercício: manual do curso de treinadores de desporto Grau II, Instituto Português do Desporto Potteiger J. (2011) ACSM’s Introduction to Exercise Science. Wolters Kluwer | Lippicott Williams & Wilkins Fisiologia do Exercício 85 85 86 42