fisiologia do exercício 03
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIOFISIOLOGIA DO EXERCÍCIOAula 01Aula 01
Prof. Dr. Aylton Figueira Junior
Laboratório de Fisiologia do Exercício
Universidade Municipal de São Caetano do Sul
&
UniFMU – Curso de Educação Física
FISIOLOGIA DO EXERCÍCIOFISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
Ramo da fisiologia humana que estuda as adaptações orgânicas quando em
atividade, que depende das características de aptidão
física, meio ambiente, nutrição e intensidade de
trabalho
ADAPTAÇÃO Capacidade funcional que permite a integração
entre fatores genéticos e do meio ambiente, resultando em fenômenos previsíveis, segundo critérios pré estabelecidos para a intensidade, freqüência e duração e super compensação
AGUDAOcorre no momento da
atividade, causando modificações momentâneas
CRÔNICAOcorre a longo prazo em função
das características fisiológicas
ADAPTAÇÃO HUMANAADAPTAÇÃO HUMANA
ADAPTAÇÃO HUMANAADAPTAÇÃO HUMANA
FILOGENÉTICAgenética + meio ambiente
ONTOGENÉTICAcultura + meio ambiente
Efeitos Adaptativos no Esforço
Princípios da adaptação sub-aguda: Refere-se às respostas adaptativas após momentos de esforço.Vale ressaltar que cada variável tem momento específico deadaptação.
Efeito Agudo
Efeito Sub-Agudo
Efeito Crônico
Efeito sub-agudo
1) Direção da resposta sub-aguda
2) Magnitude relativa
3) Interação entre sessões sucessivas
Tempo de Adaptação
ADAPTAÇÃO HUMANA%
de
Ad
ap
taçã
o
Exercício
TREINABILIDADE
POTENCIAL GENÉTICO
TREINO
NÍVEL DA SAÚDE
LESÃOFADIGADIETADROGAS
INTEGRAÇÃO
FISIOLOGIAPSICOLOGIABIOMECÂNICA
Resultado da intervenção
• HomeostaseHomeostase – Momento fisiológico em que há um equilíbrio entre o meio intra e extracelular. Possui dependência de fatores nutricionais e ambientais
• Estado EstávelEstado Estável – Momento fisiológico em que há a regulação nervosa e endócrina na busca do equilíbrio do meio intra e extracelular
Conceitos
Conceitos
• Metabolismo – todas as reações orgânicas
• Catabolismo – etapa metabólica de redução, diminuição do tamanho celular
• Anabolismo – etapa metabólica de ganho, aumento do tamanho celular
• Enzimas – molécula protéica como catalizador biológico
• Metabolismo – todas as reações orgânicas, dividido em
FASE GLICOLÍTICA – relacionado a depleção de carboidatos com baixos valores de O2
FASE OXIDATIVA – relacionado a respiração mitocondrial e oxidação de carboidrato, gorduras e aminoácidos
Conceitos
FATORES QUE INFLUENCIAM A UTILIZAÇÃO
DE SUBSTRATO NO EXERCÍCIO1. Disponibilidade de substrato
Estoque de glicogênio e lipídio muscularLiberação de glicose do fígado para o sangueLipólise do tecido fino adiposo, liberação de AGL no sangueFluxo de sangue muscularAminoácidos no músculo
2. Disponibilidade de oxigênioTransporte de elétrons e fosforilação
3. Atividade de enzimasConcentraçãoBalanço entre inibidores e ativadoresControle de FeedbackEfeitos das trocas de pH no músculo
4. Níveis de hormônios circulante Maughan, Gleeson & Greenhaff,2000
VIAS METABÓLICAS - GLICÓLISE
ATP
NAD
NADH + H+
Piruvato
Glicose
Glicose 6-P
ADP
Frutose 6-P
2 Gliceraldeído 3-P
ATP
ADP
2 Difosfoglicerato 1,3-P
2 3-Fosfoglicerato
2 2-Fosfoglicerato
2 Fosfoenolpiruvato
ATP
ADP
ATP
ADP
Lactato
Lactato desidrogenase
Hexoquinase
Fosfofrutoquinase
Piruvato quinase
Transportadores de GlicoseKm Localização
GLUT 1 para glicose Olhos, placenta, cérebro
5-10 mM e testículos
GLUT 2 para glicose Fígado, intestino delgado
20-40 mM rins e células B do pâncreas
GLUT 3 para glicose Célula do parênquima cerebral
1-5 mM e células tumorais
GLUT 4 para glicose Célula muscular esquelética,
2-10 mM (ID) cardíaca e adipócitos
GLUT 5 maior finalidade Intestino delgado,rim, cérebro pela frutosetecido adiposo e testículo
GLUT 7 Retículo endoplasmático
Piruvatodesidrogenase
Piruvato NAD
NADH + H+
Citrato sintase
Citrato
Ciclo de Krebs
Acetil CoA
Oxalacetato
AconitatoMalato
IsocitratoFumarato
AlfacetoglutaratoSuccinato
NAD
NAD
NADH + H+
ATP
ADP
NAD
NADH + H+
FAD
FADH2
CO2
CO2CO2
VIAS METABÓLICAS - CICLO DE KREBS
Ala, Cys, Gly, Ser, Thr
Leu, Ile, Trp
Phe, Tyr, Leu, Lys, Trp
(fornecendo acetoacetilCoA
antes)Asp, Asn
Tyr, Phe
Ile, Met, ValArg, His, Gln,
Pro
NADH + H+
VIAS METABÓLICAS – BETA-OXIDAÇÃO
R – CH2 – CH2 – CH2 – COCoA(acilCoA):
R – CH2 – CH = CH – COCoA
R – CH2 – CH – CH2 – COCoA I
OH
R – CH2 – C – CH2 – COCoA II O
CoA
R – CH2 – COCoA + AcetilCoA(acilCoA com menos 2 carbonos):
H2O
FAD
FADH2
NAD
NADH + H+
AcetilCoA acetiltransferase
AcilCoA acetiltransferase
Sistema ATP-CP anaeróbico alático
Glicólise lática anaeróbico lático
Glicólise oxidativa
Lipólise
aeróbico
MECANISMOS DE RESSÍNTESE DE ATPCARACTERÍSTICAS
Sistema anaeróbio alático
• Fornece 1 ATP
• Não consome ATP para ser ativado
• Não utiliza oxigênio
• Não produz ácido lático
• Substrato: creatina-fosfato (CP)
• Produtos: ATP, creatina
• Principal enzima: creatina quinase
MECANISMOS DE RESSÍNTESE DE ATPCARACTERÍSTICAS
Sistema anaeróbio lático
• Fornece 4 ATPs
• Consome ATP para ser ativado
• Não utiliza oxigênio
• Produz ácido lático
• Substrato: glicose
• Produtos: ATP, ácido lático, NADH+H+, FADH2
• Principal enzima: fosfofrutoquinase (PFK)
MECANISMOS DE RESSÍNTESE DE ATPCARACTERÍSTICAS
Sistema aeróbio
• Pode fornecer de 36 a mais de 400 ATPs
• Consome ATP para ser ativado
• Utiliza oxigênio
• Não produz ácido lático
• Substratos: glicose, ácidos graxos, aminoácidos
• Produtos: ATP, NADH+H+, FADH2, H2O
• Principal enzima: citrato sintase
MECANISMOS DE RESSÍNTESE DE ATPX VIAS METABÓLICAS
MECANISMO VIA(S)
METABÓLICA(S)
Sistema anaeróbio alático ATP-CP
Sistema anaeróbio lático Glicólise (anaeróbia)
Sistema aeróbio Glicólise (aeróbia)
Beta-oxidação
Deaminação
Ciclo de Krebs
Fosforilação oxidativa
Vias de Ressíntese de ATP
GLICOLÍTICO ALÁTICOGLICOLÍTICO ALÁTICOATP + CP ATP (Nalkar)ADP + ADP ATP (Loman)AMP + ADP ATP
GLICOLÍTICO LÁTICOGLICOLÍTICO LÁTICOGlicoseGlicogênio
OXIDATIVOOXIDATIVOCarboidrato - GlicoseGordura - AGL + GlicerolProteína - Aminoácido
Glicólise ATP ácido lático sistema de
tamponamento
}}Glicólise ATP ácido lático
}} ATPATP
ESTRUTURA QUÍMICAESTRUTURA QUÍMICA
H3C – C – C
OHOH
HO
C3H603
ácido-2-hidróxi-propanóico
ou
ácido + base = sal + H20
C3H603 + NaHCO3 = C3H503Na+ + H2O
H3C – C – C
OHO – Na+
HO
C3H503Na+
CO2
ácido lático
lactato
Produção Aeróbica Produção Anaeróbica
Segundos10 10% 90%30 20% 80%60 30% 70%
Minutos2 40% 60%4 65% 35%10 85% 15%30 95% 5%60 98% 2%120 99% 1%
Contribuição Metabólica de ATP
Efeito do Jejum/anorexia e Obesidade
Obesidade Jejum/anorexia
GH Reduz Aumenta
IGF-1 Aumento Diminui
IGF-2 Efeito desconhecido Mantém no jejumDiminui na anorexia
FASE DE HIPERTROFIAFASE DE HIPERTROFIA
Objetivo: da massa muscular
Exercício: volume alto, intensidade de moderada a alta (70-85% 1RM, 8-12 reps por série, 3-5 séries, 45-120 segs entre séries). Faça 25-35 min exercícios aeróbios tipo intervalado, 3 dias por semana, a 70-85% da FCmáx.
Macronutrientes: 25% proteínas, 60% de carboidratos, 15% gorduras. o consumo calórico em 500 acima do gasto diário.
FASE DE FORÇAFASE DE FORÇA
Objetivo: da força, conteúdo de proteínas e densidade
Exercício: baixo volume, alta intensidade (85-95% 1 RM, 4-8 reps por série, 3-7 séries por exercício, 3-5 min entre as séries). Faça 20-25 min exercício aeróbio do tipo intervalado 3 dias por semana, a 70-85% da FCmáx.
Macronutrientes: 30% de proteínas, 50% de carboidratos, 20% de gordura. a ingestão em 250-500 calorias.
FASE DE DEFINIÇÃOFASE DE DEFINIÇÃO
Objetivo: gordura corporal,resistência muscular
Exercício: alto volume, baixa intensidade (50-70% 1 RM, 12+ reps por série, 3-4 séries por exercício, 15-60 segs entre as séries). Faça 40-60 min exercício aeróbio do tipo intervalado 4-6 dias por semana, a 75-90% da FCmáx.
Macronutrientes: 45% de proteínas, 45% de carboidratos, 10% de gordura. a ingestão em 250-500 calorias.
Objetivo: Permitir restauração
FASE DE RECUPERAÇÃOFASE DE RECUPERAÇÃO
Exercício: baixo volume, baixa intensidade (50-65% 1 RM, 10-12 reps por série, 2-3 séries por exerc, 2-3 min entre as séries, um treino com todo o corpo por semana). Faça 30-45 min exercício aeróbio contínuo 3-4 dias por semana, a 50-70% da FCmáx.
Macronutrientes: 45% de proteínas, 45% de carboidratos, 10% de gordura. a ingestão em 250-500 calorias.
FISIOLOGIA NEUROMUSCULAR
Adaptação Neuromuscular
Resposta neural
Endócrina
Molecular
Bioquímica
Elástica Muscular
Ósteo-tendínea
Força HipertrofiaHiperplasia Resistência Muscular Komi, 1999
HIGHLIGHTS EM ADAPTAÇÃO MUSCULAR
Composição do músculo 40-50% do peso corporal60% composto por águaproteínas contráteis e elásticasretículo sarcoplasmático e cisternas terminais
Junção Neuromuscularunidades motorasjunção neuromuscularpotencial da placa motora
Contraçãoteoria do deslizamentotipos de fibras
Composição do músculo número e espessura das fibrastipo de fibraângulo de inserção
Utilização de unidades motorasrecrutamentosincronizaçãocoordenação intermuscular
Fatores contribuem contraçãoreflexo de alongamentoelasticidade muscularredução das atividades inibidoras (Golgi)
HIGHLIGHTS EM ADAPTAÇÃO MUSCULAR
- Fatores de inervação não são claros
- Hiperinervação segue eliminação das sinapse
- Re e inervação devem ocorrer em função do
número de fibras por neurônio
- Busca de vias mais “disponíveis” do SNC
- Adaptação na regeneração da fibra no início é
½ lenta e ½ rápida (8 dias)
- Distribuição das fibras distintas MMII e MMSS
HIGHLIGHTS EM ADAPTAÇÃO MUSCULAR
- Pequeno número de contrações intensas
são mais efetivas para aumentar força
- Força máxima requer períodos mais longos
- FCR II maior hipertrofia
- FCR IIb pode modificar FCR IIa treino força
- Hiperplasia em humanos pode ocorrer
- Estimulação neural é o início da adaptação
- CK é indicador de lesão muscular
HIGHLIGHTS EM ADAPTAÇÃO MUSCULAR
CARACTERÍSTICAS DAS FIBRAS MUSCULARES
Característica Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Tamanho do neurônio motor pequeno grande grande
Freqüência de recrutamento baixa média alta
Velocidade de contração lenta rápida rápida
Velocidade de relaxamento lenta rápida rápida
Saída máxima de energia baixa alta alta
Resistência alta média baixa
Densidade capilar alta média baixa
Densidade mitocondrial alta média baixa
CARACTERÍSTICAS DAS FIBRAS MUSCULARES
Característica Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Caráter metabólico oxidativo interm. glicolítico
Conteúdo de mioglobina alto médio baixo
Atividade enzima glicolítica baixa alta alta
Atividade enzima oxidativa alta alta baixa
Conteúdo de glicogênio baixo alta alto
Conteúdo de triglicérides alto médio baixo
Conteúdo de fosfocreatina baixo alto alto
Atividade da miosina ATPase baixa alta alta
RECRUTAMENTO DAS FIBRAS MUSCULARES DURANTE EXERCÍCIO PROGRESSIVO MÁXIMO
IIb
IIa
I
Tipo de fibra muscular
% f
ibra
s m
usc
ula
res
uti
liza
das
Força muscular ou intensidade do exercício
Leve Moderada Máxima
100
80
60
40
20
Genéticos Solução Matrix Extracelular
ProstaglandinasAtivação de mensageiros
secundários
Indução imediata de gens
Hipertrofia da Fibra Muscular
Ácido aracdônicoFosfolipasesProteína kinase CTirosina kinase
Transcrição dos genes muscularesMHC e MLCActinaMiosina
AÇÃO DO GH x MÚSCULO
Redução do uso da glicose
Redução da síntese de glicogênio
Aumento do transporte de aa pelas membranas
Aumento da síntese de proteína
Aumento do uso de AGL e lipólise
Síntese de colágeno
Retenção de N+2, Na+, PO-, K+, P-
Aumento da filtração renal
Promoção compensatória hipertrófica renalKraemer, 99
Teste de Resistência Muscular & Produção de Força Máxima
% FM RM %FM RM
100 1 75 10
95 2 70 12
90 4 65 14
85 6 60 15 - 20
80 8