Alterações e Adaptações no sistema cardiovascular
1. Introdução
O envelhecimento é um fator pertinente à vida de qualquer ser humano. Ele tem caráter fisiológico, conseqüentemente, vem acompanhado de diversas alterações nos sistemas funcionais. Nos tempos atuais, o treinamento de força em indivíduos na terceira idade tem sido foco de observações e resultados de diversas pesquisas de intuito científico, que concluem ser uma forma segura de aumentar a força muscular em qualquer idade (ACSM, 1998, 2002), em indivíduos saudáveis, portadores de comprometimentos cardiovasculares e idosos (POLLOCK et al., 2000; FLETCHER et al., 2001). Assim comprova-se sua eficácia, tanto na reabilitação como na qualidade de vida. Com base nesses dados, o IBGE destacou que no ano de 2030 o Brasil terá a sexta população mundial em número absoluto de idosos. Objetivando assim a introdução do treinamento de força nesses grupos para melhoras na qualidade de vida. A luz destas considerações serão discutidas de forma concomitante, de acordo com objetivo do estudo, as alterações cardiovasculares no envelhecimento e adaptações cardiovasculares resultantes em pessoas idosas submetidas ao treinamento de força. Com isso destacando total importância de incluirmos precocemente o treinamento de força, nos programas de saúde relacionados a essa população.
2. Pressão arterial
A pressão arterial é o do resultado do débito cardíaco multiplicado pela resistência periférica, ajustados para manter a pressão sanguínea em níveis abaixo de 120 mmHg sistólica e 80 mmHg diastólica (FREIS, 1960). A definição de pressão arterial (PA) conta-se da pressão exercida pelo sangue nas paredes dos vasos sanguíneos (COSTILL e WILLMORE, 1994). PA é definida por dois valores distintos, a PA distólica e a PA sistólica. O valor da pressão sistólica representa a mais alta mensurada nas artérias, que corresponde a sístole ventricular (ponto máximo de expulsão do sangue pelo ventrículo) do coração. O menor valor refere-se à pressão diastólica, e representa a reação das paredes arteriais sobre o sangue, que corresponde a diástole ventricular (ponto de fechamento da válvula aórtica) do coração. Em relação a novas classificações da pressão arterial, a IV Diretrizes Brasileiras de Hipertensão Arterial 2002. Demonstra os seguintes estágios:
De acordo com o avanço da idade, as alterações cardiovasculares são inevitáveis, em que a aorta e as grandes artérias apresentam paredes muito elásticas que se distendem com a sístole e impulsionam o sangue para as artérias, artériolos, capilares e veias, fenômeno que se dá durante a sístole ventricular e continua durante a diástole ventricular. Isto representa na prática, um segundo impulso de grande importância até os 50 anos de idade, quando então a aorta e as grandes artérias vão perdendo a sua elasticidade (LUNA, 2002; FLEG, 1986) e aumentam a rigidez pela infiltração do colágeno (ARAÚJO et al. 1999). Essa elasticidade dos vasos mantém a pressão sistólica em níveis normais, e a perda dessa capacidade contribui para a elevação dos níveis pressóricos na idade mais avançada.
Este fenômeno tornou-se mais importante quando recentes estudos mostraram que a rigidez desses vasos, condiciona o aumento da pressão arterial sistólica, enquanto a pressão arterial diastólica tende a ficar normal ou até baixar devido à redução da complacência dos vasos de grande capacitância (FRANKLISS,1999; FERRIER, 2001), conduzindo a níveis de hipertensão mais comum nos idosos, chamada de hipertensão sistólica isolada (consultar tabela 1.1) dentre esses estudos, estão BENETOS (1997) e DOMANSKY(1999) que concluíram através da amostra de pacientes entre 50 e 79 anos, elevados riscos cardiovasculares associados à maior pressão de pulso, ressaltando não só a importância da elevação da pressão arterial sistólica, mas também da redução na presença de pressão arterial diastólica. Segundo VASAN et al.(2002) divulgou que pessoas na idade adulta, apresentam 90% de risco de se tornarem hipertensas ao atingirem uma idade mais avançadas. TADDEI et al.(1997) destacaram em seu estudo que 53% das consultas analisadas em pacientes entre 65 a 96 anos foi devida à PA elevada, confirmando a prevalência de hipertensão arterial sistêmica nessa faixa etária. Acompanhando a mesma linha de pesquisa STARR et al.(1996) observou-se, através de 603 pacientes na faixa etária entre 70 e 88 anos, que os mesmos não relataram algum problema de saúde, não realizaram exames e não utilizaram nenhum medicamento regularmente, mas conseqüentemente relatou-se a presença de hipertensão. Quatro anos mais tarde foi verificada a morte de 69 pacientes (67 com atestados de óbito). De acordo com esses e outros dados o AMERICAN HEART ASSOC.(1989) detectou que além da hipertensão sistólica foi divulgado, através de dados, a hipertensão idiopática , ou seja , de origem desconhecida. Ela pode ser resultante de fatores genéticos, de uma dieta com altos teores de sódio, da obesidade, da inatividade física, do estresse psicológico, de uma combinação destes fatores, ou de outros fatores ainda por serem substanciados ou determinados. Complementando, é provável que a incidência da debilidade e da inutilização física funcional esteja associada similarmente com a pressão arterial elevada (HENDREIK et al. 1998). A partir de todos os estudos e relatos acima citados e um maior conhecimento de fisiopatologia, a Hipertensão persiste como sendo o maior fator de risco primário para doenças cardiovasculares em idosos (J.C.N. HIGH BLOOD PRESSURE, 1997; SANDER, 2002), Com esses estudos, foi também demonstrado que um dos grandes vilões como fatores de risco cardiovascular é o sedentarismo. Ele é comparável a hipertensão, hipercolesterolemia e tabagismo (WENGER,1996; POWELL et al., 1987) em que indivíduos com satisfatório condicionamento físico comparados a indivíduos sedentários, ambos com pressão arterial normal, os sedentários possuem um risco de 20% a 50% maior de desenvolvimento de hipertensão arterial (NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH, 1997). Dentro dessas estatísticas são mostradas as alterações de PA junto ao envelhecimento.
Durante o esforço, a pressão arterial sistólica aumenta em proporção direta ao aumento da intensidade dos exercícios impostos. Estudos relataram que a PAS inicia o treinamento a 120 mmHg em repouso, ultrapassa níveis de 200mmHg durante as respostas agudas, ou seja, aquelas que acontecem em associação direta com a sessão dos exercícios. Recomenda-se que o nível da PAS durante o esforço em hipertensos mantenha-se em torno de <>
De acordo com o estudo realizado por FERRIER et al.(2001) concluiu-se que o treinamento aeróbio moderado não obteve melhora na rigidez das artérias em pacientes portadores de hipertensão sistólica isolada, após 8 semanas de treinamento. Paralelamente LIMA et al.(1998) observou-se que o treinamento aeróbio não promove reduções e alterações significativas dos níveis pressóricos durante a monitoração. A partir desses relatos define-se que treinamento de força causa um impacto no sistema cardiovascular do idoso, promovendo adaptações crônicas, ou seja, respostas que resultam da exposição freqüente e regular das sessões de exercícios. Permitindo o desempenho de um trabalho submáximo com causas de menor stress cardiovascular. Esta informação é fundamentada de acordo com CONONIE et.al (1991) que avaliaram homens e mulheres 70 a 79 anos durante o período de 6 meses, que foram submetidos ao treinamento de força, consistindo em 1 série de 8 a 12 repetições em dez equipamentos, treinados 3 vezes por semana. A conclusão desse estudo determinou que os avaliados com pressões sanguíneas em torno de 140mmHg sistólica e 90mmnHg diastólica, reduziram em média 8 a 9 milímetros ao término da pesquisa. Foram beneficiadas as populações idosas com pressões sanguíneas elevadas. Paralelo a esse estudo WOOD et al.(2001) observaram os componentes cardiovasculares e o treinamento de força, sendo o estudo composto de 36 participantes com idade entre 60 e 84 anos, treinando 3 vezes por semana durante 12 semanas. Assim chegaram a conclusão da redução da pressão arterial no repouso e durante o exercício.
Outros estudos tem mostrado um efeito favorável do exercício dinâmico de força de leve a moderada intensidade na redução da PA em hipertensos. Isso foi observado após 2 semanas de treinamento, persistindo enquanto o individuo se mantém ativo. Com a interrupção do treinamento os níveis de pressão arterial retornaram a valores anteriores à prática dos exercícios de força. Talvez a conseqüência desses resultados seja pelo fato de o exercício dinâmico de força resulte em respostas vasodilatadoras, reduzindo a rigidez das artérias e força de propulsão do coração. Ficou esclarecido também que quanto maior a densidade capilar, maior será a acomodação dos componentes da pressão arterial (débito cardíaco x resistência vascular periférica).
Os exercícios de força de alta intensidade são evitados em populações idosas, de modo que não ocorra a manobra de valsava, definindo-se como o bloqueio respiratório que leva ao fechamento da glote interrompendo o retorno venoso para o coração. Assim surge como um componente perigoso em pacientes portadores de problemas cardiovasculares (CONS. NAC. REABIL. CARDIOV., 1997), elevando a pressão intratoráxica , com níveis exagerados da PAS e PAD a níveis substanciais .
3. Frequência cardíaca
Freqüência cardíaca (FC) destaca-se como o principal parâmetro que fornece as informações cardiovasculares(COSTILL e WILLMORE,1994), refletindo a quantidade de esforço que o coração deve realizar ao satisfazer as demandas aumentadas do corpo durante uma atividade. Os exercícios físicos progressivos, em todos os grupos de populações, provocam diminuição no sistema nervoso parassimpático e aumento no sistema nervoso simpático, responsável pelo controle da FC e a diminuição generalizada da atividade vagal durante o exercício. A freqüência cardíaca máxima apresenta um decréscimo de aproximadamente 6 a 10 bpm por década (POLLOCK et al.,1987), acompanhando este decréscimo o consumo de oxigênio reduz de 5 à 15% por década, após a idade de 25 anos (MAZZEO et al. 1998). A idade através dos parâmetros para investigações clínicas, hemodinâmicas ou de exercícios, é o determinante principal para avaliar a FC .A partir de relatos da tabela 2.1 abaixo, são destacados os níveis iniciais de treinamento em indivíduos sedentários, observando questões de maior stress no sistema cardiovascular de acordo com acréscimos na idade.
Adaptado do I Consenso Nacional de Reabilitação Cardiovascular; 1997- Arq. Bras. Cardiol
A idade associada ao declínio da atividade física desencadeia alterações cardíacas relacionadas ao sedentarismo, em que essas alterações assemelham-se às produzidas pelas doenças. Portanto, arritmias nos idosos não significam necessariamente a presença de doenças cardíacas, mas um fator de risco podendo chegar ao óbito. Além de responsáveis pela redução da FC, as arritmias registradas através da eletrocardiografia e que durante o treinamento de força o comportamento da FC apresenta níveis a baixo dos padrões, que promovem mínimos os riscos de isquemia do miocárdio (VERRIL e RIBISL, 1996). A partir do estudo de SAVIOLI et al.(1988) que objetivaram avaliar a ocorrência de arritmias em idosos através de eletrocardiografia, com idades entre 65 e 82 anos observaram que a freqüência cardíaca em repouso variava entre 45 a 75 bpm e as máximas entre 60 a 150 bpm. Seguindo o raciocínio TAMMARO et al.(1983) realizaram estudo, utilizando eletrocardiografia convencional em 605 pacientes com mais de 60 anos de idade. Nele detectaram arritmias em 33,2 % nos pacientes com mais de 75 anos e em 23,9 % dos pacientes com menos de 75 anos. Em alguns relatos, a FC alterada pode ser considerada como fator de risco, quando envolve a presença de taquicardia sinusal (FC > 100 bpm).
No idoso, a freqüência cardíaca de repouso tende a reduzir conforme os parâmetros de elevação da idade e aumenta em proporção direta ao aumento da intensidade dos exercícios impostos, sendo que não atinge freqüências cardíacas máximas (maior valor da freqüência cardíaca que se pode atingir num esforço máximo até o ponto de exaustão) e consumo de oxigênio máximo (defini-se como o maior valor de oxigênio consumido ao nível alveolar pelo indivíduo) durante o esforço, comparados com indivíduos mais jovens (LAKATTA, 1993; ARAÚJO et al., 1999). Observa-se que se ocorrerem aumentos significativos maiores do que a carga de esforço, com objetivo de atingir a FC máx., podem-se constatar sintomas de exaustão extrema acompanhados de sinais de hipoxia. O declínio do consumo de oxigênio observado com a idade é curvilíneo durante toda essa faixa etária, podendo destacar que a responsabilidade para essa redução, seria a massa muscular reduzida, a redução na habilidade do fluxo sanguineo e a habilidade dos músculos de utilizarem oxigênio (LAKATTA et al., 1990). Em indivíduos ativos, esta queda ocorreria mais lentamente caso tais indivíduos se mantivessem exercitando; enquanto nos sedentários, o declínio seria mais rápido inicialmente.
Acompanhando a afirmação, a tabela abaixo relata a capacidade aeróbia baseada no consumo de oxigênio de acordo com a idade:
Adaptado do American Heart Association; 1994
Acompanhando essa afirmação, durante a realização de um estudo HAGERMAN et al.(2000) comprovaram que o grupo de indivíduos entre 60 e 75 anos obtiveram melhoras significativas de consumo de oxigênio com o treinamento de força. Dentre os estudos mais recentes, organizados por OKAZAKI et al(2002) concluíram com sucesso, que idosos na faixa etária a partir de 64 anos, obtiveram aumentos progressivos do consumo de oxigênio diante de um treinamento de força, utilizando cargas entre 60-80% de 1 repitição máxima (RM), 2-3 séries com 8 repetições, treinando 3 vezes por semana, durante 18 semanas. Em relação ao aumento do consumo de oxigênio relativo em idosos, outros estudos demonstram conclusões semelhantes ao dos estudos acima citados (SPINA et al 1997; SEALS e CHASE, 1989; HAGBERG et al 1989; ARAÚJO et al.,1999; CARROL et al.,1995; FERKETICH et al., 1998). Entretanto não foi apresentado nenhum relato, envolvendo adaptações da FC em virtude do treinamento de força. De acordo com os relatos de inúmeras pesquisas, POLLOCK et al.(1987); LAKATTA (1990); FLEG (1986) destacaram que a redução do consumo de oxigênio com a idade é afetada pelo treinamento. A partir da realização destes ocorrem mudanças progressivas em suas taxas, parecendo não observar qualquer efeito sobre a FC máx., em que a mesma declinava-se com a idade, independente do treinamento.
A prescrição de exercícios a partir de avaliações de membros superiores em relação a membros inferiores envolve desvantagens, tais como: utilização de uma menor massa muscular; com isto, o consumo de oxigênio é reduzido em até 20 ou 30% e também resultado em menor esforço da FC (FRANKLIN, 1985), sendo assim ALONSO et al, (1998) comentam que a relação entre a FC e o consumo de oxigênio demonstram que o comportamento da FC, durante o exercício, depende em grande parte da demanda metabólica na musculatura ativa. Em relação a este fato conclui-se que prescrições de treinamento baseado nas reservas de FC e FC máx. exibe limitações, podendo superestimar a capacidade funcional do indivíduo (NEGRÃO et al., 1996)
4. Débito cardíaco
O débito cardíaco (DC), define-se como a quantidade de sangue bombeada pelo coração a cada minuto. O DC é o resultado entre a freqüência cardíaca e volume de ejeção sistólico (componente determinante da capacidade de resistência cardiorespirátorio , para taxas de esforço máximas e submáximas) . O DC caracteriza-se por ser cerca de 90% do valor máximo de esforço a ser alcançado por indivíduos, cujo objetivo principal é suprir a demanda de oxigênio exigida pelos músculos ativos. A alteração durante o esforço ocorre, proporcionalmente ao aumento do consumo de oxigênio, progredindo do repouso para o esforço físico. O DC sofre uma imediata elevação, seguido por um aumento gradual , até alcançar seu platô máximo. Em relação ao volume de ejeção apresenta aumentos significativos durante a fase excêntrica em relação à fase concêntrica do treinamento de força, alterando conseqüentemente o DC (FALKEL et al.,1992). Relatos COSTILL e WILLMORE (1994) demonstram que o valor do DC de repouso é aproximadamente 5,0 l/min., sendo proporcional ao aumento da intensidade do exercício atingindo níveis de 20 à 40 l/min. (observar tabela 3.1)
O exercício auxilia o aumento do consumo de oxigênio, proporcionando a vasodilatação e apresentando acréscimos no retorno venoso. O exercício é fundamental para o aumento do débito elevado, sendo o DC o fator limitante de captação máxima de oxigênio na grande parte dos indivíduos. Assim conclui-se que elevações substanciais do DC são resultantes do aumento da FC. A Tabela abaixo demonstra, além de cálculos de DC, valores normais em homens e mulheres.
Nos idosos, recentes pesquisas observaram que padrões imprescindíveis para melhor observação na alteração do DC, seriam a ecocardiografia e a avaliação invasiva através do catéter, apresentando maior sensibilidade (87%) do catéter em relação à ecocardiografia (55%) que define uma fração exata da velocidade de ejeção sistólica (HUANG et al, 2002)
Durante o repouso em idosos, o DC apresenta sua variável em padrões normais. A partir do esforço, ocorrem níveis elevados no DC, ao contrario do que era dito em estudos durante 4 décadas. Nesses o DC não apresentava níveis elevados com a idade, seja durante o repouso ou exercício (FLEG, 1986).Em relação ao perfil hemodinâmico, o DC torna-se alterado de acordo com a idade, diminuindo consideravelmente se comparadas a pessoas mais jovens. Verifica-se uma redução em torno de 50% de acordo com consideráveis alterações cardiovasculares (ARAÚJO et al, 1999; FLEG et al, 1984) contribuindo para decréscimos em relação ao consumo de oxigênio (FLEG et al, 1995). Relatos mostram que para manter-se o consumo de oxigênio em indivíduos de mais idade com históricos ativos de exercícios, sugerem que o DC seja mantido através de acomodação no aumento do volume de ejeção (LAKATTA et al., 1987). Foi observado que o volume de ejeção atinge seu valor máximo, enquanto o DC aumenta metade de seu valor máximo. Sendo assim, o DC representa um fator importante na manutenção do DC durante os níveis de esforço.
Dentre os estudos que observou o comportamento do DC, CARROL et al.(1995) concluíram que ao estudar idosos com idades entre 60 e 82 anos, que treinaram em combinações de exercício de força de 8 a 15 repetições com apenas 1 série, utilizando membros superiores e inferiores e exercícios aeróbios, através de esteira ergométrica em inclinação positiva, com o tempo de 30 a 45 minutos por dia e esforço de 75 a 85 % da FC máx., treinados ambos 3 vezes por semana durante 6 meses. A observação foi de que não houve alteração substancial do DC em conseqüência do treinamento. Em outro estudo publicado com conclusões parecidas, FERKETICH et al.(1998), avaliou-se mulheres idosas, com idades entre 60 e 75 anos que treinaram combinações de exercícios de força e exercícios aeróbios. Neste estudo os exercícios de força consistiam em treinamento de extensão de joelho com uma avaliação previa de 10 RM, a partir da realização do teste utiliza-se 80% deste valor para execução do treino e os exercícios aeróbios em bicicleta ergométrica, na intensidade de 70 a 80% do consumo máximo de oxigênio durante 30 minutos, ambos treinandos 3 vezes por semana durante 3 meses. Ao final do estudo, conclui-se que não houve nenhuma alteração do DC nos dois métodos de treinamento pesquisados. De acordo com as conclusões dos devidos estudos, mesmo que ocorram aumentos no volume de ejeção com cargas de esforço em homens e o mesmo mantém-se seus valores constantes em mulheres. A partir disso, relata-se que a mulher apresenta capacidade de aumentar o volume diástolico durante o esforço, igualando-se seu volume de ejeção em cada batimento e compenssar esse fator (KAWAMURA, 2001). Esses fatos talvez concluam não haver adaptações crônicas no DC, mediante ao treinamento de força e outros tipos de treinamento em idosos, seja o fato de que seu componente principal (Freqüência Cardíaca) não apresente alterações também em respostas aos exercícios, declinando-se com a idade independente do treinamento.
5. Duplo produto
O Duplo Produto define-se como a relação entre freqüência cardíaca e pressão arterial (DP= FC x PA), que destaca-se como mediador direto entre a captação de oxigênio pelo miocárdio e o fluxo sanguíneo pelo miocárdio durante o repouso ou esforço físico, MCARDLE (1998) defende que a captação de oxigênio pelo miocárdio é determinada por interações entre vários fatores mecânicos, a qual apresenta maior importância no desenvolvimento de tensão dentro do miocárdio e sua contratilidade, com o aumento em cada um desses fatores durante o exercício. O fluxo sanguíneo do miocárdio é ajustado de forma a equilibrar o suprimento com a demanda de oxigênio. ARAÚJO(1984) defende que o DP apresenta uma correlação de 0,88 com o consumo de oxigênio miocárdico, assim torna-se seu melhor preditor indireto. Em relação a estes fatores, GOBEL et al (1978) avaliaram 27 pacientes portadores de angina peitoral, observando a relação entre a captação de oxigênio e o fluxo sanguíneo, ambos pelo miocárdio durante o esforço máximo. Concluiram que o treinamento proporcionou alterações de 71% e 81% no valor descansado, tanto no fluxo sanguíneo quanto na captação de oxigênio pelo miocárdio respectivamente, assim correlacionados pelo DP. CLAUSEN e TRAP-JENSEN (1976), em outro estudo com as mesmas características, observaram que o esforço mesmo em pacientes com angina peitoral, acarreta uma capacidade aumentada do exercício, podendo ser explicada pela redução nas respostas do DP ao treinamento. Diante desses fatos, as variáveis hemodinâmicas do DP avaliadas, tornam-se bons preditores da captação de oxigênio pelo miocárdio durante exercícios, mesmo em pessoas portadoras de doenças cardiovasculares (GOBEL et al, 1978). A FC e PA sistólica mais baixas diante da carga de trabalho submáxima padronizada, indicam um menor fluxo sanguíneo pelo miocárdio, conseqüentemente, uma melhora da eficiência do sistema cardiorespiratório, refletindo adaptações do DP reduzidos em repouso (POLLOCK, 1973). A partir de resultados obtidos em inúmeras pesquisas, defende-se a importância de utilizá-lo como parâmetro de segurança para observar em que tipos de atividades o sistema cardiovascular é exposto à maior stress (FARINATTI e ASSIS, 2000)
Segundo KAWAMURA(2001), o tempo de ejeção sistólico encurta à medida que aumentam a FC e o exercícios físicos, levando a diminuição relativa desses índices em relação ao aumento da FC a da PA. Relatos de BENN et al (1996) constataram em seu estudo que caminhar rápido em planos inclinados causa maior stress cardiovascular do que o treinamento de força com 80% da carga máxima (observar tabela 4.1). Seguindo a mesma conclusão FARINATTI e ASSIS (2000) observaram que o comportamento do DP a partir da sobrecarga imposta ao miocárdio tende a depender mais do tempo do exercício (nº de repetições) do que da carga em si , em que o valor médio atingido pelo DP em 20RM foi cerca de 30% maior que o valor observado para 6RM, destacando uma relação hierárquica, de acordo com as conclusões do estudo: Repouso< 1RM = 6RM < 20RM < Exercícios Aeróbios. Em alguns relatos o DP pode assumir valores típicos, que variam de 6.000 em repouso (FC=50 BPM, PAS=120 mmhg) à 40.000 (FC=200 bpm e PAS=200 mmhg), dependendo da intensidade e da modalidade do exercício.
Adaptado de Benn SJ, Mc Cartney N, Mc Kelvie RS. J. Am. Geriatr. Soc., 1996
A Fisiologia Cardiovascular envolvendo os componentes do DP foi relatada anteriormente. Os estudos envolvendo idosos destreinados com 66 anos, apresentaram conseqüências de elevações perigosas da PA e da FC (componentes do DP) em atividades comuns de subir escadas e levantar janelas, revelando apenas mudanças em relação a adaptações crônicas na redução da alteração do DP, com o aumento da massa muscular e da força por meio do treinamento de força (Mc CARTNEY et al, 1993). Seguindo esse padrão, PARKER et al (1996) realizaram seu estudo com a proposta de avaliar alterações do DP em mulheres idosas com idades entre 60 e 77 anos. Elas foram submetidas ao treinamento de resistência e de força, treinando 3 vezes por semana, com sessões de 1 hora aproximadamente, durante 16 semanas. Constataram assim que as avaliadas obtiveram menor resposta do DP no treinamento de força em relação ao de resistência. Sendo assim, ocorre um desempenho de menor stress cardiovascular durante tarefas diárias em mulheres idosas. Podemos dizer que exercícios de força envolvendo cargas submáximas de trabalho e poucas repetições solicitaram menor trabalho cardíaco para suprir a demanda exigida pelo corpo durante a atividade do que nos exercícios de força envolvendo baixas cargas com elevado número de repetições e exercícios aeróbios
A partir do seguinte estudo comparativo PETRELLA et al (1999), diferenciaram grupos de idosos ativos e sedentários, avaliando o DP em função da recuperação da temperatura corporal (5º graus) após o esforço. Eles observaram que o DP manteve-se inalterado em relação ao grupo ativo e aumentou significativamente no grupo sedentário. Destaca-se que o treinamento de força apresenta respostas benéficas em todos os grupos de populações, além de ser fator concomitante em reabilitações cardiovasculares.
Em relação ao tipo de treinamento imposto, OVEREND et al (2000) em seu estudo relacionaram o treinamento de força para avaliações das contrações concêntricas e excêntricas, observando respostas em relação ao DP, em 20 idosos de aproximadamente 75 anos, avaliados a partir de exercícios de extensão de joelho com cargas submáximas. Eles concluíram que não houve nenhuma diferença significativa relacionada à resposta aguda do treinamento, mas alcançou alterações elevadas nas contrações concêntricas em relação às excêntricas a partir do stress cardiovascular. Dentre todos esses relatos, concluiu-se que o treinamento de força apresenta menor stress cardiovascular. É provável que o fato de a FC ser mais baixa no treinamento de força leve à menor demanda de oxigênio, e a PA diastólica, ligeiramente mais alta, leve à maior oferta de sangue para o miocárdio.
6. Considerações finais
A partir do estudo de revisão realizado, observamos que a atividade fisica melhora a qualidade de vida do idoso e retarda a progressão de doenças cardiovasculares. Assim sendo, os fatores contribuintes para a melhora da aptidão física são incluídos através das atividades de força muscular, aeróbias e de flexibilidade . Determinando no final do estudo que o treinamento de força apresenta menor stress cardiovascular, com isso promovendo melhor segurança para que seja aplicado precocemente nos processos de reabilitação e de condicionamento físico. Deste modo, permite-se que populações idosas sejam mais bem preparadas para retomar suas atividades diárias e ao lazer.
Concluímos que a elaboração de um programa de exercícios físicos é importante que se tenha o conhecimento específico sobre a faixa etária em que o indivíduo está inserido e sobre as alterações decorrentes neste período, além de considerar também as peculiaridades individuais. Assim destaca-se no quadro abaixo, os grupos aptos e que apresentam cuidados especiais nessa faixa etária:
De acordo com diversas análises estatísticas o treinamento de força apresenta outras adaptações benéficas, além das cardiovasculares:
Aumento da força muscular, resistência muscular localizada e flexibilidade
Melhora da auto-imagem e autoconfiança
Prevenção da sarcopenia
Prevenção da osteoporose
Prevenção ou minimizar as desordem da marcha
Autonomia e independência funcional
Lembrando que antes de qualquer atividade física, o idoso deve passar por uma avaliação funcional e médica.
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Componentes do Sistema Cardiovascular
Os principais componentes do sistema circulatório são: coração, vasos sangüíneos, sangue, vasos linfáticos e linfa.
CORAÇÃO
O coração é um órgão muscular oco que se localiza no meio do peito, sob o osso esterno, ligeiramente deslocado para a esquerda. Em uma pessoa adulta, tem o tamanho aproximado de um punho fechado e pesa cerca de 400 gramas.
O coração humano, como o dos demais mamíferos, apresenta quatro cavidades: duas superiores, denominadas átrios (ou aurículas) e duas inferiores, denominadas ventrículos. O átrio direito comunica-se com o ventrículo direito através da válvula tricúspide. O átrio esquerdo, por sua vez, comunica-se com o ventrículo esquerdo através da válvula bicúspide ou mitral.A função das válvulas cardíacas é garantir que o sangue siga uma única direção, sempre dos átrios para os ventrículos.
1 - Coronária Direita
2 - Coronária Descendente Anterior Esquerda
3 - Coronária Circunflexa Esquerda
4 - Veia Cava Superior
5 - Veia Cava Inferior
6 - Aorta
7 - Artéria Pulmonar
8 - Veias Pulmonares
9 - Átrio Direito
10 - Ventrículo Direito
11 - Átrio Esquerdo
12 - Ventrículo Esquerdo
13 - Músculos Papilares
14 - Cordoalhas Tendíneas
15 - Válvula Tricúspide
16 - Válvula Mitral
17 - Válvula Pulmonar
Imagem: ATLAS INTERATIVO DE ANATOMIA HUMANA. Artmed Editora.
As câmaras cardíacas contraem-se e dilatam-se alternadamente 70 vezes por minuto, em média. O processo de contração de cada câmara do miocárdio (músculo cardíaco) denomina-se sístole. O relaxamento, que acontece entre uma sístole e a seguinte, é a diástole.
a- A atividade elétrica do coração
Imagem: AVANCINI & FAVARETTO. Biologia – Uma abordagem evolutiva e ecológica. Vol. 2. São Paulo, Ed. Moderna, 1997.
Nódulo sinoatrial (SA) ou marcapasso ou nó sino-atrial: região especial do coração, que controla a freqüência cardíaca. Localiza-se perto da junção entre o átrio direito e a veia cava superior e é constituído por um aglomerado de células musculares especializadas. A freqüência rítmica dessa fibras musculares é de aproximadamente 72 contrações por minuto, enquanto o músculo atrial se contrai cerca de 60 vezes por minuto e o músculo ventricular, cerca de 20 vezes por minuto. Devido ao fato do nódulo sinoatrial possuir uma freqüência rítmica mais rápida em relação às outras partes do coração, os impulsos originados do nódulo SA espalham-se para os átrios e ventrículos, estimulando essas áreas tão rapidamente, de modo que o ritmo do nódulo SA torna-se o ritmo de todo o coração; por isso é chamado marcapasso.
Sistema De Purkinje ou fascículo átrio-ventricular: embora o impulso cardíaco possa percorrer perfeitamente todas as fibras musculares cardíacas, o coração possui um sistema especial de condução denominado sistema de Purkinje ou fascículo átrio-ventricular, composto de fibras musculares cardíacas especializadas, ou fibras de Purkinje (Feixe de Hiss ou miócitos átrio-ventriculares), que transmitem os impulsos com uma velocidade aproximadamente 6 vezes maior do que o músculo cardíaco normal, cerca de 2 m por segundo, em contraste com 0,3 m por segundo no músculo cardíaco.
b- Controle Nervoso do Coração
Embora o coração possua seus próprios sistemas intrínsecos de controle e possa continuar a operar, sem quaisquer influências nervosas, a eficácia da ação cardíaca pode ser muito modificada pelos impulsos reguladores do sistema nervoso central. O sistema nervoso é conectado com o coração através de dois grupos diferentes de nervos, os sistemas parassimpático e simpático. A estimulação dos nervos parassimpáticos causa os seguintes efeitos sobre o coração: (1) diminuição da freqüência dos batimentos cardíacos; (2) diminuição da força de contração do músculo atrial; (3) diminuição na velocidade de condução dos impulsos através do nódulo AV (átrio-ventricular) , aumentando o período de retardo entre a contração atrial e a ventricular; e (4) diminuição do fluxo sangüíneo através dos vasos coronários que mantêm a nutrição do próprio músculo cardíaco.
Todos esses efeitos podem ser resumidos, dizendo-se que a estimulação parassimpática diminui todas as atividades do coração. Usualmente, a função cardíaca é reduzida pelo parassimpático durante o período de repouso, juntamente com o restante do corpo. Isso talvez ajude a preservar os recursos do coração; pois, durante os períodos de repouso, indubitavelmente há um menor desgaste do órgão.
A estimulação dos nervos simpáticos apresenta efeitos exatamente opostos sobre o coração: (1) aumento da freqüência cardíaca, (2) aumento da força de contração, e (3) aumento do fluxo sangüíneo através dos vasos coronários visando a suprir o aumento da nutrição do músculo cardíaco. Esses efeitos podem ser resumidos, dizendo-se que a estimulação simpática aumenta a atividade cardíaca como bomba, algumas vezes aumentando a capacidade de bombear sangue em até 100 por cento. Esse efeito é necessário quando um indivíduo é submetido a situações de estresse, tais como exercício, doença, calor excessivo, ou outras condições que exigem um rápido fluxo sangüíneo através do sistema circulatório. Por conseguinte, os efeitos simpáticos sobre o coração constituem o mecanismo de auxílio utilizado numa emergência, tornando mais forte o batimento cardíaco quando necessário.
Os neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso simpático secretam principalmente noradrenalina, razão pela qual são denominados neurônios adrenérgicos. A estimulação simpática do cérebro também promove a secreção de adrenalina pelas glândulas adrenais ou supra-renais. A adrenalina é responsável pela taquicardia (batimento cardíaco acelerado), aumento da pressão arterial e da freqüência respiratória, aumento da secreção do suor, da glicose sangüínea e da atividade mental, além da constrição dos vasos sangüíneos da pele.
O neurotransmissor secretado pelos neurônios pós-ganglionares do sistema nervoso parassimpático é a acetilcolina, razão pela qual são denominados colinérgicos, geralmente com efeitos antagônicos aos neurônios adrenérgicos. Dessa forma, a estimulação parassimpática do cérebro promove bradicardia (redução dos batimentos cardíacos), diminuição da pressão arterial e da freqüência respiratória, relaxamento muscular e outros efeitos antagônicos aos da adrenalina.
Em geral, a estimulação do hipotálamo posterior aumenta a pressão arterial e a freqüência cardíaca, enquanto que a estimulação da área pré-óptica, na porção anterior do hipotálamo, acarreta efeitos opostos, determinando notável diminuição da freqüência cardíaca e da pressão arterial. Esses efeitos são transmitidos através dos centros de controle cardiovascular da porção inferior do tronco cerebral, e daí passam a ser transmitidos através do sistema nervoso autônomo.
Fatores que aumentam a freqüência cardíaca
Fatores que diminuem a freqüência cardíaca
Queda da pressão arterial
inspiração
excitação
raiva
dor
hipóxia (redução da disponibilidade de oxigênio para as células do organismo)
exercício
adrenalina
febre
Aumento da pressão arterial
expiração
tristeza
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Segunda-feira, 1 de Outubro de 2007
Fisiologia do Exercício (Matéria)
Unidade I – Bioenergética
Energia à É a habilidade que o organismo possui para gerar trabalho. A energia é liberada pelo metabolismo do alimento, o qual deve ser suprido regularmente para o fornecimento necessário de energia para a sobrevivência do organismo.
Existem tipos de energia diferenciados:
1. Energia química - Utilizada para a construção de moléculas estruturais ou funcionais;
2. Energia elétrica - Utilizada para a criação de potenciais (de repouso, de ação) ou funcionamento de bombas (como na cadeia respiratória, onde corrente elétrica alimenta bombas de prótons);
3. Energia nuclear (protônica) - Nesse caso a energia contida num gradiente eletroquímico de prótons pode ser usada para gerar ATP (exemplo: na fosforilação oxidativa);
4. Energia mecânica - É o tipo de energia utilizada na execução de movimentos corporais, batimento de cílios ou deslocamento de células (como leucócitos, por exemplo);
5. Energia térmica - É um tipo de energia no qual se pode manter a temperatura corporal num valor ótimo para os principais sistemas enzimáticos do organismo funcionarem adequadamente.
Para que essa energia seja produzida são necessários os macronutrientes: carboidratos, lipídeos e proteínas.
OBS: Além da energia necessária para a contração muscular, os indivíduos despendem de considerável energia em outras formas de trabalho biológico, como a energia necessária para:
A digestão, absorção e assimilação dos nutrientes alimentares;
O funcionamento de várias glândulas que secretam hormônios especiais;
O equilíbrio adequado ao longo da membrana celular (que permite a transmissão de sinais do cérebro via nervos para os músculos);
A síntese de novos compostos químicos, assim como a proteína do tecido muscular, que aumenta com um treinamento específico de força.
Metabolismo → São processos físicos e químicos que transformam nutrientes em energia para as funções vitais do organismo.
1.1 Fontes de Energia:
O metabolismo energético pode ser caracterizado como o estudo da liberação de energia dos alimentos, sua estocagem e transformação para que esta possa ser utilizada. Os reservatórios energéticos são os tecidos que apresentam a capacidade de armazenar compostos químicos que contém energia, podendo assim ser facilmente mobilizada, em caso de necessidade.
Os dois tipos de moléculas usadas nos reservatórios de energia são: o glicogênio (carboidrato de reserva) e os lipídeos; as proteínas representam um reservatório modesto e de difícil mobilização.
O glicogênio (carboidrato) fica armazenado nos músculos esqueléticos e no fígado, sendo que nos músculos o estoque é para utilização exclusiva do próprio músculo, enquanto que o glicogênio hepático destina-se basicamente para a regulação da glicemia, e nos casos extremos de exercício extenuante, onde falta outro meio para o organismo obter energia; a síntese de glicogênio é chamada glicogênese e a sua degradação é a glicogenólise. As reservas corporais de glicogênio correspondem a aproximadamente 450 g de glicogênio
Os lipídeos (gorduras) correspondem a 20% do peso de uma mulher (um pouco menos nos homens) ou cerca de 0,2 x 70 Kg x 9 Kcal/g = 136 000 Kcal – o que é um estoque energético para vários dias de vida. O lipídeo deposita-se principalmente pelo panículo adiposo, um coxim de gordura que se distribui por todo o corpo. Em excesso, os estoques musculares e viscerais de gordura podem ser enormes e isso está associado a maior risco de morte por causa cardiovascular.
As proteínas mobilizáveis têm um lento turnover e são particularmente úteis como fonte de esqueletos carbônicos para a síntese de glicose no fígado (gliconeogênese) para períodos de jejum. Por outro lado, somente uma fração das proteínas do organismo é mobilizável, porque estas apresentam função estrutural para o organismo.
REVISÃO: Nutrientes e sua relação com o exercício:
CARBOIDRATOS → Glicídio: sua estrutura básica é 03 a 07 átomos de carbono com átomos de hidrogênio e oxigênio. Os carboidratos são elaborados pelos vegetais a partir do CO2 atmosférico, liberando O2, no processo de fotossíntese. São substratos energéticos das plantas;
Glicose: 06 átomos de carbono, 12 de hidrogênio e 06 de oxigênio (C6 H12 O6); frutose e galactose: mesmas moléculas, porém com outro tipo de ligação química;
Glicogênio: sintetizado e armazenado nos tecidos animais. As moléculas de glicogênio são grandes, variando desde algumas centenas até milhares de moléculas de glicose. Nos seres humanos, cerca de 375 a 475g de carboidratos são armazenados. Desses, aproximadamente 275g são glicogênio muscular; 100 a 120g glicogênio hepático e de 15 a 20g estão presentes na corrente sangüínea.
Durante o exercício, o glicogênio muscular é utilizado como fonte de energia para o próprio músculo no qual está armazenado. Já o glicogênio hepático é primeiramente convertido em glicose e transportado no sangue até os músculos. Este é o processo chamado de glicogenólise. A função primordial do estoque de glicogênio hepático é o fornecimento de glicose para o SNC e não para o músculo, visto que a glicose é o único combustível utilizado pelo SNC e o músculo tem outras formas de obtenção de energia. Quando os estoques de glicogênio são totalmente depletados, passa a ocorrer então o processo de gliconeogênese, que consiste da síntese de glicose a partir dos componentes estruturais dos outros nutrientes, especialmente das proteínas. Os hormônios, especialmente a insulina, têm um papel importante na regulação dos depósitos de glicogênio, pois eles controlam os níveis de açúcar no sangue. Uma função importante dos carboidratos é a ativação do metabolismo das gorduras. Isto ocorre, pois é necessário dispor de fragmentos provenientes do metabolismo dos carboidratos (oxalacetato) para facilitar o metabolismo das gorduras (a entrada dos produtos da beta oxidação no Ciclo de Krebs). Se ocorrer um metabolismo insuficiente dos carboidratos (quer por depleção do glicogênio ou por deficiência no transporte da glicose para o interior da célula), o corpo mobiliza mais gordura do que consegue utilizar, ocorrendo um metabolismo incompleto dessas gorduras e o acúmulo de co-produtos ácidos, os corpos cetônicos, podendo levar ao quadro de cetose (ou acidose).
Principais funções dos carboidratos para o organismo:
Equilíbrio dos carboidratos no exercício:
Exercício intenso → O glicogênio muscular e a glicose sangüínea (30 a 40%) são as principais fontes de energia; O aumento na contribuição percentual dos glicídeos durante o exercício intenso é explicado pelo fato de eles serem o único nutriente capaz de fornecer energia quando o oxigênio fornecido aos músculos é insuficiente em relação à sua demanda (metabolismo anaeróbio).
Exercício moderado e prolongado → No exercício contínuo e moderado a energia provém do desdobramento dos depósitos corporais de gorduras e carboidratos; Estágios iniciais: 40 a 50% = glicogênio
com a diminuição dos depósitos: ativa-se o metabolismo das gorduras; Fadiga: redução intensa dos depósitos de glicogênio, mesmo com oxigênio e gordura insuficientes (possivelmente porque passa a faltar carboidratos para dar continuidade ao metabolismo das gorduras).
LIPÍDEOS → Compostos pelos mesmos elementos que os carboidratos (carbono, hidrogênio e oxigênio). Cada grama de gordura possui mais do que o dobro da capacidade armazenadora de energia que a mesma quantidade de carboidrato ou proteína. Isto ocorre, pois a molécula de gordura possui um maior número de átomos de hidrogênio e a oxidação desses átomos fornece a energia. Durante curtos períodos de exercício moderado, a energia deriva em quantidades aproximadamente iguais dos glicídios e lipídeos. À medida que o exercício se prolonga por 1 hora ou mais, observa-se um aumento gradual na contribuição da gordura e, no exercício prolongado, a gordura pode fornecer até 80% da energia exigida, dependente da quantidade de oxigênio.
PROTEÍNAS → Assim como os carboidratos e lipídeos, as proteínas também contêm carbono, hidrogênio e oxigênio, e, além disso, nitrogênio (16% da molécula), enxofre, fósforo e ferro. O excesso de proteína pode ser prejudicial, pois pode ser armazenada nos depósitos subcutâneos de gordura e, além disso, o metabolismo de grandes quantidades deste nutriente pode representar um esforço exagerado para as funções hepática e renal. Seu papel primordial é o de construtora. A proteína não tem como função primordial a produção de energia para o exercício. No entanto, em certas situações de exercício prolongado, alguns aminoácidos sofrem desaminação, sendo transformados em glicose (neoglicogênese), e oferecidos aos músculos ativos, podendo atender até 10-15% da necessidade total do exercício.
Principais funções das proteínas para o organismo:
Requerimentos Energéticos → O peso corporal a qualquer momento da vida depende do balanço energético, ou seja, o equilíbrio entre a ingestão de calorias e o seu consumo (utilização) diário. Quando a ingestão de calorias é superior às necessidades calóricas, o indivíduo engorda, porque os excedentes calóricos serão convertidos em gorduras e estocados no reservatório lipídico; quando a ingestão de calorias é inferior ao consumo calórico, a pessoa emagrece; a manutenção do peso corporal depende de um estado estacionário energético, nos quais os níveis de ingestão e consumo calórico são iguais.
Metabolismo Basal → É o consumo calórico de uma pessoa mantida em condições de repouso físico e psicológico, em um ambiente de conforto térmico, deitado de costas e em jejum absoluto de 8 horas. Esse metabolismo é conhecido pelo nome de Taxa de Metabolismo Basal (TMB). Quanto maior a TMB, maior o gasto energético diário. A Taxa de Metabolismo Basal costuma ser medida pelo consumo de oxigênio. A captação de oxigênio (VO2) normal em repouso corresponde a 250 ml/min. Aumentos no consumo de O2 representam aumentos na TMB, e queda no VO2 representam diminuição da taxa metabólica.
Valor Calórico dos Alimentos → A energia contida nos alimentos é medida em calorímetros (bomba calorimétrica), aparelhos que medem o calor ou energia de combustão até CO2 + H2O; nos calorímetros, carboidratos e proteínas geram cerca de 4 kcal/g e as gorduras geram aproximadamente 9 kcal/g. São chamados "Valores de Atwater" e são empregados há mais de 100 anos para cálculos de ingestão calórica. Para o cálculo das calorias ingeridas têm importância dois fatores: 1) O efeito térmico dos alimentos, que corresponde ao aumento na taxa de metabolismo induzida pela ingestão de uma refeição, ou seja, gastamos energia para digerir e absorver o alimento (em geral isso ocorre por transporte ativo); 2) O coeficiente de digestibilidade, que corresponde ao percentual do alimento ingerido que efetivamente sofre digestão e pode ser absorvido; os valores são em torno de 97% para carboidratos, 95% para gorduras e 92 % para proteínas.
OBS: Consideramos que todos os processos que o organismo lança mão para produzir energia são reações, ou um conjunto de reações, como no caso das vias metabólicas para a produção de energia. Para que estas reações aconteçam são necessários os macronutrientes (carboidratos, lipídeos e proteínas), pois da degradação destes é gerada energia; enquanto os micronutrientes (água, vitaminas e minerais) são reguladores do funcionamento do organismo.
Reações químicas celulares:
Reações endergônicas → Reações de Anabolismo → Produção
Reações exergônicas → Reações de catabolismo → Degradação
Figura 1. Reações químicas celulares.
O ATP é considerado como doador universal de energia, que propulsiona as necessidades energéticas de uma célula:
energia que é liberada dos nutrientes alimentares está sendo utilizada para sintetizar moléculas de ATP;
energia liberada pela degradação do ATP é utilizada para atender as necessidades energéticas da célula.
Vias Metabólicas para Produção de Energia
1.2 Metabolismo Anaeróbio
PRIMEIRA VIA METABÓLICA:
Sistema ATP-CP (Creatina fosfato) → O ATP e a Fosfocreatina juntos são chamados Fosfogênios; são intercambiáveis, através de reações anaeróbicas. Produz energia imediata para situações de exercício de alta intensidade, aproximadamente de 5 a 10 segundos. O princípio básico é a ressíntese de ATP a partir da retirada do grupo fosfato da creatina que é passado para um ADP. A fosfocreatina pode ressintetizar ATP num ritmo elevado; sua desvantagem é que a quantidade total de energia disponível é pequena.
Reações da Primeira Via Metabólica:
Degradação do ATP e Ressíntese do ADP
Os fosfatos de alta energia ATP (Trifosfato de adenosina) e Fosfocreatina são reutilizáveis dentro dos segundos iniciais de exercício e enquanto estiverem presentes no músculo. Assim podemos descrever essas reações como reversíveis.
Em primeiro momento o ATP presente no músculo sofre ação da enzima ATPase que o degrada, gerando ADP, fosfato inorgânico e liberação de energia para o trabalho biológico; Em segundo momento a creatina também presente no músculo se une ao Pi, gerando fosfocreatina (PCr), esse tem poder de se recombinar ao ADP e sob a ação da enzima creatinacinase, ressintetizar ATP.
OBS: a) Quando ocorre degradação do ATP, a reação é _______________;
b) Quando ocorre à regeneração do ADP, a reação é _______________.
1.2 Metabolismo Anaeróbio
VIA** GLICOLÍTICA → Existem duas fases desta via: a anaeróbia e a aeróbia. A primeira fornece energia até os primeiros minutos da atividade física; enquanto a segunda necessita de um tempo maior para sua atuação pela necessidade da presença de oxigênio.
SEGUNDA VIA METABÓLICA:
Glicólise anaeróbia ou Fermentação Láctica → No processo anaeróbio de produção de energia, a glicose é degradada até ácido pirúvico e depois a lactato, com geração de 02 moléculas ATP. A energia é obtida por fosforilação ao nível do substrato, sem a necessidade de oxigênio. O ácido lático só é formado quando a quebra da glicose é muita, produzindo mais hidrogênio do que a capacidade de processamento do carreador NADH da cadeia respiratória para a formação de água. Então este hidrogênio em excesso se combina com o ácido pirúvico formado, formando o ácido láctico. O ácido láctico formado dissocia em íons H+ e lactato. Isso abaixa o pH intracelular. No pH 6,5 o mecanismo contrátil começa a falhar. Com esta queda no pH, enzimas como a fosforilase (produz glicogenólise) e Fosfofrutocinase (regula a glicólise) tornam-se inibidas. OBS: A partir do momento em que haja oxigênio disponível, este ácido lático é novamente convertido em ácido pirúvico, podendo fornecer energia.
Reações da Segunda Via Metabólica:
A figura abaixo demonstra que as reações em nível de 2ª via metabólica ainda são rápidas, mas dividida em fases:
primeira fase da glicólise (fermentação) é de gasto de energia, onde são utilizadas duas moléculas de ATP provenientes dos carboidratos, para do glicogênio muscular formar: glicose-1-fosfato, glicose-6-fosfato, frutose, até um componente denominado gliceraldeído (sob a ação de algumas enzimas fundamentais para o metabolismo: fosforilase/hexoquinase/fosfofrutoquinase), nessa fase é formado ainda um componente denominado NAD (que é um carreador de íons hidrogênio que será utilizado posteriormente na cadeia de transporte de elétrons) – Essa é chamada de fase de investimento de energia;
Glicólise Anaeróbia
Na segunda fase (denominada de glicólise propriamente dita) o gliceraldeído-3-fosfato (sob a ação de uma enzima denominada triose-fosfato isomerase) sofre ação de NAD formando difosfoglicerato, fosfoglicerato (gerando duas moléculas de ATP), fosfoenopiruvato, que sob a ação da enzima pirovatocinase gera piruvato (mais duas moléculas de ATP) e sob a ação da enzima desidrogenase lática forma lactato**. Com a sucessão desses eventos pode-se dizer que da glicólise anaeróbia são formadas apenas 02 moléculas efetivas de ATP, pois das 04 produzidas, 02 foram utilizadas na fase de investimento – Essa é a fase de geração de energia.
OBS: As reações anaeróbias da glicólise liberam apenas cerca de 10% da energia contida dentro de uma molécula original de glicose (carboidrato), para que o restante dessa energia possa ser extraída é necessária à fonte aeróbia adicional:
{Isso ocorre quando invariavelmente o piruvato produzido sofre conversão em Acetil-CoACiclo de Krebs (ou ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico). (que é uma forma de ácido acético), esse componente penetra no segundo estágio de degradação dos carboidratos, que é o
Cada molécula de piruvato perde 01 carbono (dos 03 presentes) quando se une a 01 molécula de Coa, para formar Acetil-CoA e dióxido de carbono (formado inicialmente para que Acetil-CoA possa entrar no ciclo)}.
____________________________________________________________________
*{Via metabólica aeróbia.}.
Esquema principal de formação da Glicólise:
Anaeróbia X Aeróbia:
Glicólise Aeróbia → Glicose → ADP + Pi = ATP → Ácido Pirúvico → Oxigênio Suficiente → CO2 + H2O + ATP.
Glicólise Anaeróbia → Glicose → ADP + Pi = ATP → Ácido Pirúvico → Oxigênio Insuficiente →
Ácido Lático
Descrição do Esquema citado acima:
A degradação do glicogênio sempre irá provocar a formação de ácido pirúvico (essencial para gerar Acetil-CoA) com ressíntese de ATP (independente da presença de oxigênio).
A diferença de caminho que este componente assume está exatamente na presença ou falta de O2. No caso da Glicólise Aeróbia (com a presença de oxigênio) o ácido pirúvico é desintegrado para CO2 + H2O com uma formação maior de moléculas de ATP; já no caso de falta de oxigênioGlicólise Anaeróbia) o ácido pirúvico é transformado em ácido lático, sem formação momentânea de moléculas de ATP. (
OBS: Essa diferença Anaeróbia X Aeróbia da Glicólise explica a característica flutuante das vias metabólicas para produção de energia, onde a intensidade do exercício e a presença ou falta de O2 caracterizam as vias como interáveis.
___________________________________________________________________
**
Formação de Ácido Lático:
O lactato não precisa ser encarado apenas como um produto do desgaste metabólico em nível de segunda via metabólica, mas como uma fonte energética adicional que é acumulada temporariamente no corpo quando é realizado exercício em alta intensidade (ou árduo sem presença de oxigênio); durante a recuperação ou quando a intensidade do exercício diminui, o NAD¢ varre os íons hidrogênio ligados ao lactato e, subseqüentemente estes hidrogênios são oxidados para formar ATP, com isso o lactato sangüíneo circulante passa a constituir uma fonte energética, pois este lactato é transformado rapidamente em piruvato, e esse também sofrerá catabolismo. Além desse mecanismo, acontece uma conservação de energia potencial das moléculas de lactato e de piruvato, pois no fígado existe um processo denominado Ciclo de Cori, que sintetiza os esqueletos de carbono dessas moléculas, transformando-as em glicose; com isso pode-se afirmar que a função do Ciclo de Cori é além de remover lactato, ressintetizar a glicose e também o glicogênio muscular (gliconeogênese).
Principais variáveis fisiológicas obtidas pelo teste cardiopulmonar
Consumo máximo de oxigênio
O consumo máximo de oxigênio pode ser definido como o maior volume de oxigênio por unidade de tempo que um indivíduo consegue captar respirando ar atmosférico durante o exercício, sendo alcançado quando se atingem níveis máximos de débito cardíaco e de extração periférica de oxigênio e não se conseguindo ultrapassá-los com maior carga de trabalho muscular. Nenhum outro parâmetro é tão preciso ou reproduzível quanto o VO2 máx. Sua utilização, portanto, como índice de aptidão física é de grande valia na avaliação funcional de atletas.
Limiar anaeróbico
Outro índice que reflete satisfatoriamente a aptidão física e que pode ser empregado tanto na prática clínica quanto na avaliação e no treinamento de atletas é o limiar anaeróbico. Há mais de 60 anos, foi estabelecido o conceito de que, acima de uma determinada intensidade de exercício, haveria acúmulo de ácido lático no sangue, acompanhado de aumento da excreção de gás carbônico e da ventilação.
O exercício físico é acompanhado de aumentos proporcionais de consumo de oxigênio e da eliminação de gás carbônico até determinada intensidade. Wasserman e McIlroy sugeriram o termo limiar anaeróbico, caracterizando-o, num exercício de cargas crescentes, como um nível de intensidade a partir do qual a ventilação e a produção de gás carbônico aumentam desproporcionalmente, elevando o quociente de trocas gasosas expresso pela razão entre o gás carbônico produzido e o consumo de oxigênio. Essas alterações decorrem da desproporção entre aporte e demanda mitocondrial de oxigênio, aumentando a relação piruvato/ lactato e levando, como conseqüência, ao início da acidose metabólica do exercício.
Sintetizando, as reações químicas que ocorrem nesse processo podem ser descritas da seguinte forma: a produção aumentada de ácido lático nas células musculares em atividade alcança a corrente sanguínea, onde, tamponada pelo sistema do bicarbonato, forma lactato de sódio e ácido carbônico; esse último, por ser altamente volátil, dissocia-se em gás carbônico e água.
O início da acidose metabólica e o excesso de gás carbônico seriam responsáveis pelo estímulo dos centros respiratórios que desencadeariam o aumento desproporcional da ventilação, que, por sua vez, em conjunto com níveis elevados de gás carbônico, provocaria a elevação do quociente respiratório (R).
Em resumo, o limiar anaeróbico – que, quando caracterizado exclusivamente em função das trocas respiratórias, recebe a denominação de limiar ventilatório – pode ser definido como a intensidade de esforço ou o consumo de oxigênio, acima da qual a produção de ácido lático supera a própria remoção, provocando hiperventilação.
Indivíduos não treinados apresentam, em geral, limiar anaeróbico em torno de 50% a 70% do consumo máximo de oxigênio. Atletas treinados utilizam maior fração do VO2 máx, podendo elevar o limiar anaeróbico até cerca de 85% do VO2 máx.
O limiar anaeróbico tem sido largamente utilizado na prática, tanto no diagnóstico de aptidão física quanto, e principalmente, na prescrição de treinamento, para indivíduos sedentários e para atletas das mais diferentes modalidades. Em termos de aplicação prática, a expressão do limiar anaeróbico em velocidade de corrida quando o teste é realizado na esteira (e em carga na bicicleta) tem sido extremamente útil.
A evolução do limiar anaeróbico tem se mostrado um indicador bastante útil para aferir o progresso do treinamento. O limiar anaeróbio tem sido melhor preditor de desempenho do que o VO2 máx para exercícios de longa duração.
A ergoespirometria é, portanto, um método que cada vez mais acrescenta qualidade ao diagnóstico da aptidão física e à monitoração do treinamento de atletas, permitindo, inclusive, que se introduza o conceito básico do treinamento científico, que é o respeito à individualidade biológica do atleta.
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Domingo, 30 de Setembro de 2007
Fisiologia do Exercício
Anabolismo X Catabolismo:
Anabolismo: são processos metabólicos que implicam na construção de moléculas a partir de outras. A síntese protéica, a síntese de ácidos graxos e a síntese de hormônios são exemplos de reações anabólicas.
Catabolismo: são processos metabólicos que implicam na “quebra” de substâncias complexas em substâncias mais simples. A “quebra” das proteínas do tecido muscular para obter energia é um exemplo de catabolismo.De uma forma bem simples podemos afirmar então, que o anabolismo é a construção e o catabolismo é a destruição.
Exercícios aeróbios X Exercícios anaeróbios
Exercícios aeróbios típicos são contínuos e prolongados, realizados com movimentos não muito rápidos (corrida, ciclismo, natação). Nestes exercícios, mais a duração e menos a velocidade dos movimentos, podem ser manipuladas para caracterizar a atividade como suave, moderada ou exaustiva.
Exercícios anaeróbios podem ser basicamente de dois tipos: de velocidade, com ou sem alguma carga (corrida, ciclismo, natação), ou lentos com carga (exercícios resistidos tais como a musculação com pesos e aparelhos), e sem carga (ginástica localizada).
carnitina
A carnitina tem o papel de transportar ácidos graxos de cadeia longa para o interior da mitocôndria a fim de produzir energia. Sua suplementação tem sido associada a melhora no desempenho desportivo em indivíduos saudáveis por vários mecanismos, dentre estes: a elevação na oxidação de ácidos graxos, alteração da homeostasia da glicose, melhora na produção de acilcarnitina e retardo no aparecimento da fadiga muscular1.
Glicólise – Desintegração das moléculas de glicose
Glicogênio – são moléculas de glicose unidas entre si, por ligações de oxigênio (Ligações Glicosídicas)
Glicogenólise – Desintegração do Glicogênio em glicose
Gliconeogênese – novas moléculas de glicogênio formadas por substâncias não convencionais
Sistema Aeróbico – (alático)
Glicose Aeróbica
Ciclo de Krebs
Transportadores de Elétrons
Termos Bioquímicos:
Grupo Acetil – molécula com dois carbonos
Acetil-CoA – grupo acetil combinado com coenzima A
NAD+ – forma oxidada (carreadores de oxigênio)
NADH – forma reduzida (carreadores de elétrons)
FAD+ – forma oxidada (carreadores de oxigênio)
FADH2 – forma reduzida (carreadores de elétrons)
Ciclo de Krebs
- Piruvato “penetra” nas mitocôndrias e continua sendo desintegrado
- é produzido dióxido de carbono
- ocorre oxidação e (redução)
- é produzido ATP
No ciclo de Krebs o piruvato (C3H4O3) é oxidado, o CO2 é removido, transformando-o num grupo acetil. Grupo acetil + coenzima A = acetil-CoA.
Neste ciclo, os CO2 que se formam vão para a corrente sangüínea.
QUESTIONÁRIO PARA ESTUDO
1. Os carboidratos, ingeridos durante a alimentação e armazenados na forma de polissacarídeo, desempenham importantes funções em nosso organismo, como: fonte energética, ativador metabólico, preservador de proteínas etc. Marque a alternativa que corresponde ao tipo de polissacarídeo e ao principal local de armazenamento de carboidratos em nosso organismo.
Glicogênio Muscular
2. Carboidratos, lípídios e proteínas são as principais fontes de energia do organismo, entretanto os mesmos não são utilizados na mesma proporção pelos músculos ativos. Marque a alternativa correta.
As gorduras são consumidas em maior parte durante exercícios aeróbios de longa duração.
3. A energia liberada durante a degradação dos alimentos não é usada diretamente para o trabalho muscular. Ela é utilizada para ressintetizar um composto químico de alta energia, armazenado nas células musculares. Qual das opções abaixo corresponde a este composto?
ATP
4. O sistema dos fosfagênios é a primeira via de ressíntese de ATP em exercícios de altíssima intensidade. Qual das opções abaixo representa a fonte de ressíntese de ATP utilizada no sistema dos fosfagênios?
Fosfocreatina
5. A glicólise pode ser acelerada pela redução nos estoques intra-musculares de:
ATP
6. O ácido láctico formado durante exercício de alta intensidade é removido do organismo de várias maneiras. Marque a alternativa que NÃO representa uma forma de remoção do ácido láctico.
Transformado em lipídio e armazenado nas células adiposas
7. A prescrição de um paciente de cinesioterapia era executar 15 extensões de joelho com sobrecarga. Sabendo que o tempo médio para execução dos movimentos era de 35 seg, cite qual o sistema energético predominava e porque este sistema é mais adequado para suprir a necessidade desta terapia.
glicolítico, por gerar energia de forma mais rápida que o sistema oxidativo
8. Um paciente sedentário precisou fazer o fortalecimento do tríceps braquial como uma das etapas de fisioterapia para uma tendinite. Nas primeiras sessões ele parava os movimentos de extensão do cotovelo antes de concluir o número de repetições proposto pelo fisioterapeuta. Sabendo que a atividade proposta era predominantemente glicolítica, descreva o mecanismo metabólico que induzia o paciente a interromper.
glicolítica, provoca aumento na produção de ácido láctico e íons hidrogênio livres no meio, o que acarreta redução do pH e conseqüente acidose.
9. Patrícia de Oliveira, atrasou-se para prova de fisiologia do exercício porque seu pneu furou, conseguindo chegar na universidade o elevador estava quebrado, subindo correndo pelas escadas (120 degraus). Qual a fonte predominante para a obtenção de energia mecânica para a contração muscular, neste caso?
Via glicolítica
10. Dois pacientes apresentavam VO2max de 4,0 l.min-1. Porém ao olhar cada laudo o fisioterapeuta verificava que um tinha 60 Kg e era classificado como bem condicionado enquanto o outro tinha 95 kg e era classificado como mal condicionado. Explique a classificação do laudo.
o cálculo do VO2 relativo
11. Ao medir a lactacidemia de um atleta muito bem condicionado verifica-se que este metabólito desaparece rapidamente da corrente sanguínea após um treinamento ou competição. Que motivo elucida o dado verificado.
A remoção de lactato do sangue se dá pela captação pelo fígado, coração e pelas fibras musculares de contração lenta (oxidativas). Quanto mais bem condicionado melhor é este sistema.
12. Um professor de educação física, um fisioterapeuta e um nutricionista discutiam qual a melhor conduta para um paciente obeso. A todo o momento, eles divergiam e citavam o quociente respiratório (QR ou RER) para justificar suas afirmações. Como o QR (RER) pode ser usado para justificar a conduta para com um paciente obeso?
O QR (RER) nos dá o percentual de participação de cada substrato energético, quanto mais perto de 1,0 mais participação da glicose, quanto menor mais participação dos ácidos graxos.
13. Henriqueta Maria, 65anos, sedentária, inscreveu-se no grupo de terceira idade do seu bairro e como resultado obteve melhora em suas atividades de vida diárias. A maioria dos elétrons que entram na cadeia transportadora de elétrons é oriunda:
da NADH e da FADH2 formadas no ciclo de Krebs.
14. O excesso de consumo de oxigênio na fase pós exercício corresponde à fase de recuperação, onde importantes processos de ajuste estão ocorrendo no organismo. É correto afirmar:
Na fase rápida do EPOC se está repondo as reservas de O2 tecidual e sangüíneo.
Metabolismo do Exercício
Exercício Intenso - 15 a 20 x o gasto energético em repouso
MM esquelética - energia utilizada em até 200 x do que em repouso
Transição do Repouso ao Exercício
Consumo de O2 é utilizado como índice da produção aeróbica de ATP
Na transição repouso / exercício o O2 aumenta muito e estabiliza (1' a 4')
Por quê não instantaneamente?????
Várias vias bioenergéticas estão envolvidas
Indivíduos treinados em atividades aeróbicas entram no sistema aeróbico antes
Adaptações cardiovasculares e musculares
Menor produção de ácido lático
Recuperação do Exercício
Intensidade do exercício X metabolismo pós-exercício
Déficit* de O2 X Débito de O2 / EPOC**
* captação de O2 no início do exercício
**excesso de consumo de O2 pós-exercício
Débito - porção rápida (2' a 3')
Débito - porção lenta (+ de 30')
Porção rápida
O2 para ressíntese da ATP e CP armazenados
estoques teciduais e sangüíneos de O2
PA / FC / FR - para os indivíduos treinados
- Porção lenta
conversão do ácido lático em glicose no fígado (gliconeogênese)
Temperatura e Hormônios circulantes
PA / FC / FR - para os indivíduos sedentários
Influência da Duração e Intensidade
Exercício Intenso de Curta Duração
Predominantemente anaeróbico
Quanto ao domínio: ATP-PC / Glicólise??? (Duração)
ATP-PC - 1'' a 7''
ATP-PC + Glicólise + Aeróbico (a partir de 45'')...
Exercício Prolongado
Predominantemente aeróbico (> 10')
Baixa intensidade - estado estável de captação de O2
Alta intensidade ou ambiente quente e úmido - não estável (captação de O2 aumentada)
Exercício Progressivo
Captação linear de O2 até o VO2 máx ser atingido
Daí, aumentando a potência não aumenta a captação de O2
Limiar de Lactato
Aumento sistêmico do ácido Lático sangüíneo (limiar anaeróbico)
Aumento do exercício -> aumenta o nível sangüíneo de ácido lático
Sedentários 50 a 60% VO2máx
Treinados 65 a 80% VO2máx
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