dr. aylton figueira - fisiologia respiratória

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

[email protected]

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


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)


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.


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.


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)


- 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


- 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


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

dr. aylton figueira - fisiologia respiratória

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