FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO II

A cafeína e o doping: a cafeína age muito rápido, pois é de rápida absorção; é um doping viável e aumenta o metabolismo das gorduras, porém apresenta uma série de desvantagens ligadas à hidratação. É diurética, aumenta a liberação de urina e inibe a aldosterona.

EPOC = Excess Post-exercise Oxygen Consumption – literalmente: consumo de oxigênio em excesso após o exercício. Esse consumo excessivo é proporcional à intensidade da freqüência cardíaca e à duração do exercício. Os fatores ambientais influem sobre esse consumo de oxigênio.

Teste ergométrico:

Teste realizado em cicloergômetro

Duração do teste: 30 minutos (10 em exercício e 20 em descanso para recuperação passiva). Os 10 minutos de exercício foram divididos em 5 de aquecimento e 5 com aumentos graduais de velocidade e carga.

Freqüência de repouso do teste: 85 bpm

Freqüência máxima atingida: 173 bpm

A recuperação divide-se em pagamento rápido de O2 e pagamento lento de O2. Nos primeiros minutos a freqüência cai bem rápido porque o exercício que levou ao aumento cessou. No caso desse teste, o pagamento rápido foi até o sexto minuto da recuperação, sendo que após este minuto a freqüência praticamente se estabilizou.

A freqüência não continua caindo até os níveis de repouso por causa do pagamento de O2. A recuperação ativa é mais eficiente porque os níveis de O2 continuam sendo consumidos (a ventilação se mantém em níveis superiores ao repouso, facilitando as trocas gasosas) e, a circulação continua bem ativa, fazendo assim com que o tempo total de recuperação diminua.

Déficit de Oxigênio

É a quantidade de O2 que falta para o suprimento do metabolismo durante o período em que o organismo ajusta-se para a atividade física durante as transições.

Por que o termo Débito de Oxigênio proposto por Hill é incorreto ? Porque durante o exercício falta O2 para o organismo, deixando-o em déficit. Esse déficit é compensado após o exercício através do consumo de oxigênio em excesso após o exercício (EPOC).

Transições:

Repouso => Exercício

Mudança de intensidade do exercício (menos intenso => mais intenso)

Uma vez em déficit, o organismo busca outras fontes de O2, como aquele armazenado nos pigmentos sangüíneos e musculares (hemoglobina e mioglobina), energia das fontes energéticas imediatas (ATP, ATP-CP), metabolismo anaeróbio da glicose e do glicogênio (atividades geradoras de prótons de hidrogênio e lactato).

Os causadores do EPOC portanto são: a restauração dos estoques de O2 da hemoglobina e da mioglobina; a ressíntese de fosfato creatina muscular (via aeróbia); a remoção e oxidação do lactato; elevada temperatura corporal (a temperatura corporal elevada inibe a fome); alta quantidade de catecolaminas (com a adrenalina alta, ocorre mais quebra de glicogênio, produzindo lactato)

e a elevação da ventilação e freqüência após o exercício.

Diferenças entre treinados e destreinados

Causas do limiar de lactato:

TEMPO

ATIVIDADE

CONSUMO DE O2

5 min

Repouso

0.3 L/min

5 min

Ciclo: 200 W / 50 rpm

16.5 L/min

30 min

Recuperação passiva

14.0 L/min

Com estas variáveis é possível calcular:

Total bruto do custo de O2 = é o oxigênio consumido durante o exercício mais o oxigênio durante a recuperação => 16.5 L + 14 L = 30.5 L de O2.

Total líquido de O2 (custo por minuto durante toda a atividade) = é o oxigênio consumido durante a atividade mais o consumido durante a recuperação menos o consumo de O2 equivalente ao mesmo período em repouso => 16.5 L + 14.0 L – (35 min x 0.3 L) = 30.5 – 10.5 L = 20 L. Esse desconto ocorre porque mesmo sem o exercício esse consumo existiria, é o consumo por minuto que ele normalmente usa para se manter vivo. Essas medidas são em litros por minuto.

Custo líquido de O2/min de exercício (durante steady-state) = total líquido de custo de oxigênio dividido pelo tempo de exercício => 20.0 L ¸ 5 min = 4 L/min. Esses 4L seriam consumidos se não houvesse déficit, seria o ideal teórico, mas não é real pois existe o déficit, que impossibilita todo esse consumo.

Absorção líquida de O2 por minuto = oxigênio consumido no exercício menos o O2 equivalente ao mesmo período em repouso 16.5 L – (5 min x 0.3 L) = 16.5 L – 1.5 L = 15.0 L. Nos 5’ de exercício ele teoricamente teria que consumir 20 L, mas na realidade consumiu 15.0 L. Essa diferença de 5 L é o déficit, esses 5 L serão "pagos" durante o EPOC.

Absorção líquida de O2 por minuto de exercício = absorção líquida no exercício dividida por tempo de exercício = 15.0 L ¸ 5 min = 3.0 L/min.

EPOC por minuto = custo líquido de O2/min durante exercício menos a absorção de O2/min durante o exercício => 4.0 L/min – 3.0 L/min = 1L/min.

EPOC total: tempo de exercício multiplicado pelo EPOC /min => 5 min x 1.0 L/min = 5 L

A recuperação passiva após o exercício intenso (acima de 10 mmol/L de lactato pode demorar até 24 horas para levar o ambiente celular de volta aos níveis de repouso. A recuperação no voleibol é instantânea porque a fonte é PCr (fosfato creatina), por isso é possível jogar intensamente vários dias seguidos, diferentemente de um esporte como o futebol, por exemplo.

 

Respostas cárdio-circulatórias ao exercício físico:

 

Divisão do coração em direito e esquerdo. As válvulas que dividem os átrios dos ventrículos são isolantes elétricos, para que o impulso elétrico não se "espalhe" pelo coração. O nódulo sino-atrial mantém o coração batendo constantemente, é o marca-passo natural (já vem de fábrica em todos os modelos). Emite sinais elétricos que contraem os átrios mandando sangue pros ventrículos. O sangue venoso chega ao coração direito. Normalmente o ventrículo esquerdo é maior e sua parede mais larga, pois tem que mandar sangue para todo corpo. O sangue chega ao coração com pressão praticamente zero devido à força da gravidade. O treino aeróbico aumenta a espessura e a capacidade do ventrículo esquerdo.

Débito sistólico ou volume sistólico = quantidade de sangue que o ventrículo esquerdo ejeta a cada sístole. O débito cardíaco é diretamente proporcional ao volume sistólico, pois sua fórmula é = DC = VS x FC (volume sistólico x freqüência cardíaca).

Com o treino o nódulo átrio-ventricular emite menos impulsos, diminuindo os batimentos por minuto. As catecolaminas estimulam o nódulo átrio-ventricular.

Não existe comunicação elétrica entre os ventrículos e os átrios, o impulso gerado nos nódulos é direcionado para cada parte específica do coração.

 

Sistema Cárdio-pulmonar

Ciclo cardíaco: alterações mecânicas e elétricas que ocorrem durante um batimento.

O coração mantém e regula seu próprio ritmo. Os nervos que vão ao coração ou hormônios, podem alterar a freqüência cardíaca. O miocárdio é o tecido que mais possui receptores adrenérgicos.

Regulação extrínseca da freqüência cardíaca: influências neurais com origem no centro cardiovascular (bulbo) que passam pelos sistemas simpático e parassimpático do Sistema Nervoso Autônomo.

Ocorre uma influência simpática cardioaceleradora disparada pela adrenalina e noradrenalina que acelera a despolarização do nódulo sino-atrial e aumenta a contratibilidade miocárdica.

O ácido ascórbico é um precursor da adrenalina. Como a quantidade de adrenalina circulante é ínfima, fica difícil se medir sua quantidade. Uma maneira indireta de se medir o tamanho da descarga adrenérgica é medindo o ácido ascórbico na glândula supra-renal, quanto menos ácido, mais adrenalina foi produzida.

A acetilcolina, que é o principal hormônio do sistema parassimpático, age sobre o nervo vago e diminui a descarga sinusal (nódulo sino-atrial), resultando em bradicardia.

O débito cardíaco é o indicador primário da capacidade funcional de circulação, e significa o quanto o coração consegue trabalhar em condições máximas.

Em repouso o débito do atleta é similar ao do destreinado porque as variáveis se compensam. Com o exercício sublimiar, o débito do atleta aumenta um pouco, pois o volume sistólico sobe bastante e a freqüência sobe pouco. Para o destreinado o volume sistólico sobe um pouco e a freqüência sobe bastante. Em exercício máximo, o atleta sobe o volume sistólico ao máximo e a freqüência também, o destreinado aumenta a freqüência, mas não tem como aumentar o volume sistólico. Portanto o atleta tem um débito cardíaco maior.

VO2 Máx = DC X d(A – V) O2

Medindo o que entra de O2 e o que sai, mede-se a diferença artério venosa de O2.

REDISTRIBUIÇÃO DO FLUXO SANGÜÍNEO DURANTE REPOUSO E SOB DIFERENTES INTENSIDADES DE EXERCÍCIO

 

Fluxo Sangüíneo (ml/min)

 

Repouso

Exercício

Órgãos

 

Leve

Moderado

Máximo

 

ml

%

ml

%

ml

%

ml

%

Cérebro

750

12,93

750

4,28

750

4,28

750

3,00

Coração

250

4,31

350

3,68

750

4,28

1.000

4,00

Músculo

2.200

20,69

4.500

47,37

12.500

71,44

22.000

88,00

Pele

500

8,62

1.500

15,80

1.900

10,86

600

2,40

Rins

1.100

18,96

900

9,47

600

3,43

250

1,00

Abdômen

1.400

24,14

1.100

11,58

600

3,43

300

1,20

Outros

600

10,35

400

4,21

400

2,28

100

0,40

Total

5.800

100,0

9.500

100,0

17.500

100,0

25.000

100,0

 

Durante o exercício não há produção de urina, o ADH (aldosterona) está alto.

Da passagem do repouso pro exercício ou mudança de intensidade, ocorre um aumento do consumo de O2. Para que esse aumento ocorra, o corpo altera algumas variáveis. Durante o exercício a saturação de O2 do sangue arterial é quase constante, a do venoso é que diminui.

Os b - bloqueadores (propanolol) inibem a ação da adrenalina no miocárdio, agindo diretamente no receptor. O coração só trabalha aerobicamente. Com os bloqueios circulatórios o coração começa a queimar glicogênio e produzir lactato ao invés de consumi-lo.

A hipertensão limítrofe de repouso é 140 x 90, acima é pressão alta e abaixo é normal.

Durante o exercício dinâmico só a sistólica deve aumentar. A vasodilatação que ocorre no exercício pode baixar a diastólica. No exercício estático (isométrico) ou com cargas elevadas ocorre bloqueio respiratório, muitas vezes involuntário (manobra de Valsalva). Durante o bloqueio ocorre a contração do diafragma, pressionando a veia cava inferior, impedindo o retorno venoso. O coração fica abastecido somente pela veia cava superior. Isso causa um aumento da pressão diastólica e futuramente uma insuficiência cardíaca.

A pressão sistólica aumenta quando o sangue é ejetado para as artérias, vai até um valor máximo. A diastólica é medida quando o sangue drena das artérias (diástole).

Se durante o teste ergométrico a sistólica não aumentar em esforço é sinal de insuficiência miocárdica do ventrículo esquerdo. A diastólica deve baixar ou ficar estável devido à vasodilatação, caso isso não aconteça teremos um quadro presente ou futuro de hipertensão.

Pressão média: determina a velocidade do sangue através do corpo e é obtida da seguinte maneira. Pressão média = pressão diastólica + 1/3 da pressão do pulso, sendo que a pressão do pulso é a diferença entre a diastólica e a sistólica.

DUPLO PRODUTO = FC X Pressão Sistólica – determina o consumo máximo de O2 no miocárdio.

Durante o exercício, a pressão sistólica aumenta como resultado do aumento concomitante no débito cardíaco, ou seja, aumentos no volume de ejeção e na freqüência cardíaca.

A sistólica é mais afetada pelo exercício do que as outras (média e diastólica), devido à redução na resistência ao fluxo causada pela vasodilatação muscular periférica, facilitando a drenagem do sangue.

A resistência ao fluxo sangüíneo é causada pelo atrito entre o sangue e as paredes dos vasos, e depende da viscosidade do sangue, do comprimento e diâmetro do vaso.

Durante o exercício a resistência ao fluxo sangüíneo diminui de 4 a 5 vezes.

Exercício prático:

resultados:

repouso = bpm: 80 pressão; 120 – 80

pós-exercício = bpm: 148 pressão: 140 – 75

Em pessoas normais a pressão sistólica aumenta em resposta ao exercício e a diastólica mantém-se ou diminui devido à vasodilatação causada pela atividade.

Composição do sangue:

Plasma: 90% água / 7% proteínas / 3% outros (hormônios, nutrientes, etc)

Soro: 90% água / 3% outros

A diferença básica entre o soro e o plasma, é que no plasma existem mais proteínas. Após a coagulação, no soro restam 2% de proteínas. Após centrifugação não contém proteínas.

 

Efeitos de placebo e beta-bloqueadores sobre o limiar de isquemia induzida por exercício

 

Valores médios em exercício

FC

PA

DP

Carga relativa à angina

Sem drogas

110

156 – 92

17160

55 watts

Placebo

108

158 – 88

17064

56 watts

Propanolol

86

147 - 86

12642

80 watts

Mesmo em exercício máximo, o coração sadio trabalha aerobicamente, consumindo lactato. Quando existe um quadro patológico, consome glicogênio e libera lactato, na medida enzimática, se aparecer LDHm, é sinal de mal funcionamento do miocárdio, provavelmente enfarto.

Respiração e Exercício

Ventilação pulmonar: entrada e saída de ar dos pulmões.

Ventilação/minuto (VE) = volume de ar que inspiramos (VI) ou expiramos (VE) em um minuto.

VE = VC X FR VE = ventilação / minuto (L/min)

VC = volume corrente

FR = freqüência respiratória

A ventilação em steady-state aumenta linearmente com o consumo de O2 e a produção de CO2. O que estimula o aumento da ventilação é o aumento da concentração de CO2 no sangue.

Equivalente respiratório (VE/VO2): é o quanto precisamos colocar pra dentro do pulmão para que o corpo absorva um litro de O2. O equivalente respiratório em adultos jovens sedentários a 55% do VO2 máximo é de 25:1. Quanto menor melhor, pois com uma menor ventilação se absorve uma mesma quantidade de O2. Nesse exemplo, a cada 25 litros de ar, o corpo absorve 1 litro de oxigênio.

Ventilação no exercício acima do steady-state:

Limiar Ventilatório X OBLA

OBLA: Onset of blood lactate accumulation - início do acúmulo de lactato no sangue. O OBLA não expressa o Limiar anaeróbico, mas sim o início do acúmulo do lactato acima dos níveis de repouso.

O limiar anaeróbico é por volta de 4 mmol/L e o limiar anaeróbico ventilatório produzido pelo OBLA fica abaixo deste valor.

Pode-se determinar o limiar anaeróbico ventilatório através da concentração de CO2 no sangue, quando essa concentração sobe de maneira absurda, este é o ponto do limiar

Adaptações na respiração com o treino: o treino não modifica os volumes pulmonares. A ventilação não é limitante na potência aeróbica em pessoas sadias, o fator limitante é a absorção de oxigênio pelo organismo.

Com o treino, o equivalente respiratório (VE/VO2) no exercício submáximo é alterado, e o custo da respiração é menor, pois a musculatura envolvida na ventilação fica mais eficiente e mais econômica.

 

Regulação da temperatura

O sistema termorregulador mantém a temperatura corporal interna relativamente constante, tanto em repouso quanto em exercício.

Quando "queimamos" um substrato energético, aproximadamente 70 – 80% da energia é perdida em forma de calor.

O sistema termorregulador tenta manter a temperatura em 37 0C, que é a temperatura de referência.

Componentes básicos da termorregulação:

  1. Receptores ou sensores térmicos: alguns ficam na pele e sentem as mudanças do meio ambiente através de terminações nervosas espalhadas por todo corpo, e outros ficam nas artérias e são sensíveis às mudanças na temperatura interna.
  2. Efetores térmicos: produzem alterações reguladoras ou corretivas após estímulos captados pelos receptores. São compostos pelos músculos (liso e esquelético) que circundam as arteríolas que irrigam a pele, e glândulas endócrinas e sudoríparas. O músculo liso, apesar de insensível ao frio e calor, contrai-se para produzir calor. No frio, o músculo esquelético produz o calafrio que gera calor, e as arteríolas da pele fazem vasoconstrição. O controle vasomotor das arteríolas cutâneas (vasodilatação ou constrição) reside na necessidade de transportar o calor da parte central para a superfície antes de ser eliminado para o ambiente. a regulação voluntária ocorre quando percebemos o frio e fazemos algo para amenizar essa diferença. As glândulas endócrinas que fazem a regulação são a tireóide (T4) e a medula supra-renal (catecolaminas). Após semanas de exposição ao frio, os níveis altos de catecolaminas induzem a uma produção de calor maior (adrenalina), juntamente com maior conservação de calor (noradrenalina). A noradrenalina faz vasoconstrição e adrenalina faz vasodilatação.
  3. Centro termorregulador: cérebro – hipotálamo. Tanto os receptores centrais quanto os periféricos conectam-se ao córtex cerebral e ao centro regulador do hipotálamo. Os receptores do hipotálamo sentem flutuações na temperatura do sangue arterial que os perfunde de 0.1 – 0.2 0C. A regulação hipotalâmica é de natureza reflexa, portanto involuntária.

O calor corporal pode ser eliminado ou absorvido por:

Sintomas da exaustão provocadas pelo calor:

Equilíbrio Ácido – Básico em exercício

O ácido lático é quebrado em lactato e H+ . O H+ é tamponado e transformado em H2O e CO2 , que é eliminado pela respiração para o ambiente. Tudo isso na tentativa de manter o ambiente interno neutro.

Se o quoeficiente respiratório for menor que 1, é sinal que o CO2 está sendo produzido basicamente por vias aeróbias. O quoeficiente é igual ao volume de CO2 dividido pelo volume de O2.

Ácido = composto químico que em solução fornece íons de hidrogênio H+.

Base = composto que fornece íons hidroxila OH+ ou recebe prótons de hidrogênio.

pH = número de íons H+ presentes.

Durante trabalho intermitente, o pH muscular pode chegar a 7, que é considerado baixo, pois em repouso o pH é de 7,4. Abaixo de 7,4, é acidose e acima é alcalose.

Em atividade, as grandes mudanças no equilíbrio ácido – base ocorrem devido à produção de ácido lático. Esse equilíbrio é mantido através dos tampões químicos e fisiológicos.

Tampões Químicos: amortecem ou reduzem o efeito causado quando adicionamos um ácido ou uma base aos fluidos corporais.

HCl + NaHCO3 à NaCl + H2CO3

Um ácido reage com uma base, formando um sal mais forte e um ácido mais fraco. A Anidrase Carbônica é que faz a quebra do ácido fraco. No exemplo, H2CO3 em H2O e CO2.

Os sistemas de tampão químico são: bicarbonato, fosfato (ATP e PCr) e protéico (hemoglobina) .

Bicarbonato: bicarbonato de sódio e ácido carbônico. Ação sobre os prótons do ácido lático (H+). Acido lático + NaHCO3 à NaLac + H2CO3. A reserva de bicarbonato do organismo chama-se reserva alcalina,

Fosfato: ácido fosfórico, fosfato de sódio e fosfato de creatina, que agem semelhantemente ao bicarbonato. Esse sistema é muito ativo nos túbulos renais e nos líquidos intracelulares.

Protéico: apesar do ácido carbônico ser um ácido fraco, o H+ liberado deve ser tamponado no sangue venoso e o aceptor de [H+]. O mais importante para essa função é a hemoglobina.

Esses tampões químicos são a primeira linha de defesa capaz de manter um valor constante no meio interno durante o exercício.

O fosfato de creatina e a hemoglobina tiram o H+ de circulação, deixando-o eletricamente neutro, não alterando o pH. Só o bicarbonato realmente faz baixar o pH, o fosfato de creatina e a hemoglobina só inativam o próton H+.

Tampões fisiológicos: Ventilatório e renal

O ventilatório ajuda a regular o equilíbrio através da quantidade de CO2 retido ou liberado. O aumento da concentração de H+ estimula o sistema respiratório, aumentando a ventilação, removendo assim o CO2. A hiperventilação não é estimulada pela falta de O2, mas sim pelo excesso de CO2. Se a pessoa hiperventilar em repouso, duplicando a ventilação, o sangue fica mais alcalino, indo aproximadamente de 7.40 para 7.63

No rim, os tampões químicos anulam os efeitos dos ácidos em excesso apenas temporariamente, portanto a excreção de H+ pelos rins é importante para manter a reserva alcalina corporal. São necessárias de 10 – 20 horas para que os rins respondam efetivamente na regulagem da concentração de HCO3 .

Os tampões ventilatório e renal só fazem tamponamento após uma mudança no pH. O ventilatório altera o pH pra cima ou pra baixo, o renal só age quando está baixo. Em repouso o principal tamponador é o renal.