Fisiologia Exercicio

Fisiologia do Exercício

Plano de Ensino • • •

Docente: Marco Aurélio A. Mello Carga horária semanal em horas/aula: 4 horas Natureza da disciplina: Obrigatória.

EMENTA

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Estudo da fisiologia do exercício. Ajustes e adaptações fisiológicas dos sistemas orgânicos em resposta resposta ao exercício exercício e ao treinamento físico.

Plano de Ensino OBJETIVOS DA DISCIPLINA: DISCIPLINA: Propiciar a aquisição de conhecimentos básicos sobre a fisiologia do ex exercício. ercício. Propiciar a aquisição de conhecimentos sobre o papel dos principais sistemas do corpo na manutenção da homeostase do organismo frente ao desafio metabólico durante o esforço físico. Proporcionar informações sobre as principais alterações fisiológicas em resposta ao treinamento físico em condições normais e em condições extremas como calor frio e altitude. Vivenciar e utilizar ferramentas fisiológicas dos indicadores utilizados na prescrição do exercício físico.. •

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Plano de Ensino UNIDADES DE ENSINO UNIDADE I

Introdução a Fisiologia do Exercicio / Carboidratos / Lipidios / Proteinas / Vitaminas , Minerais e Agua / Nutrição Ideal para o Exercicio UNIDADE II

Energia para a atividade fisica ( Valor / Trasferência / Consumo) Bases fisiológicas dos indicadores utilizados na prescrição do exercício físico /Estrutura e função dos sistemas cardiovascular e função pulmonares UNIDADE III – Estrutura e função do sistema músculo esquelético /

Estrutura e função do sistema endócrino / Exercício e estresse térmico / Exercício físico em populações especiais

Metodologias

Aulas Expositivas

Produção Texto

Trabalho em Grupo

Aula Pratica*

BIBLIOGRAFIA •

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FOX & MATHEUS – Bases fisiológicas da Educação Física e dos Desportos. Ed. Guanabara Koogan, 4° edição Rio de Janeiro – 1991. WEINECK, J.: Fundamentos Gerais da Biologia do Esporte para Infância e Adolescência; Biologia do Esporte; São Paulo: Manole, 2002. MAUGHAN, Ron, GLEESON, Michael, GREENHAFF, Paul L. - Bioquímica do Exercício e Treinamento, Ed. Manole, São Paulo. POLLOCK, M., WILMORE, J. - Exercícios na Saúde e na Doença. Avaliação e. Prescrição para Prevenção e Reabilitação. 2ª edição, Ed. Medsi, Rio de Janeiro: 1993. POWERS, Scott. K; HOWLEY, Edward T. Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho. 5ª ed. Barueri: Manole, 2005. NADEAU, M; PÉRONNET, F. - Fisiologia aplicada na atividade física. Ed. Manole. São Paulo: 1985. ROWLAND, Thomas W. Fisiologia do Exercício na Criança - 2ª ed. Barueri: Manole, 200 8.

AVALIAÇÕES Média Final e Presença Será considerado aprovado o aluno que obtiver a média final igual a 7,0 e o mínimo de 75% de frequência das aulas programadas.

AVALIAÇÕES Calculo de Nota Final nas Unidades e Semestre:

MFU= [ (NIx0,4) +(N2x0,5) +(N3x0,1PP)]/10 MSF= [(NFUI)+(NFU2)+(NFU3)]/10 Sendo: NI: Avaliação intermediária 1 (valor de 0 a 100). N2: Avaliação intermediária 2 (valor de 0 a 100). N3: Avaliação intermediária 3 (valor de 0 a 100). PP: ponto de participação. NFUI: Nota final Unidade I. NFU2: Nota final Unidade II. NFU3: Nota final Unidade III. MFU: Média final unidade MFS: Média final semestral


Conceitos Importantes em FisioEx

Fisiologia do Exercício Fisiologia do exercício é a disciplina que envolve o exame de como a atividade física, esporte ou exercício influencia a estrutura e função do corpo humano. George et. al. 2005 •

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Estuda os efeitos crônicos (adaptativos) e agudos da atividade física e de fatores ambientais Sustenta tanto ao exercício quanto à Ciência do Esporte. Como o corpo responde, ajusta-se e adapta-se ao exercício, do ponto de vista funcional.


Fisiologia do Exercício Ramo da fisiologia humana que estuda as adaptações orgânicas quando em atividade, dependente das características de aptidão física, meio ambiente, nutrição e intensidade de trabalho


Fisiologia do Esporte Aplica os conceitos da fisiologia do exercício ao treinamento de atletas e à melhora do desempenho desportivo.

Histórico FisioEx

Fisiologia do Exercício Surge na Grécia antiga e Ásia Menor

Histórico FisioEx

Se nós pudéssemos dar a cada indivíduo o direito da nutrição e do exercício, nem pouco nem muito, nós encontraríamos o caminho mais seguro para a saúde . ( Hipócrates, 400 AC)


Histórico FisioEx

Ar fresco , luz, dieta apropriada, hidroterapia, massagens e exercícios Tratava desordens mentais com terapia ocupacional , vinho, musica e exercícios. Asclepiades de Bithynia, 124 - 40 AC


Histórico FisioEx

Faça exercício: a inatividade enfraquece o corpo, o trabalho o fortalece; o primeiro traz o envelhecimento prematuro, o último prolonga a juventude.

Cornelius Celsus, 10-60 AC


Histórico FisioEx

Claudius Galeno, 129-210 DC Médico de Gladiadores de Pérgamo. Por 50 anos implementou e aprimorou o pensamento da época acerca de saúde e higiene científica, uma área que alguns poderiam considerar como Fisiologia do Exercício “aplicada”.


Histórico FisioEx

Fez observações detalhadas sobre as formas, os tipos e as variedades de exercícios “ágeis” e vigorosos, incluindo seu número e duração apropriados. Claudius Galeno, 129-210 DC


Histórico FisioEx

Leis da Saúde 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Respire ar fresco Coma alimentos apropriados Beba líquidos corretos Faça Exercício Dormir por período suficiente Mantenha hábitos intestinais diários Controle as emoções Claudius Galeno, 129-210 DC


Histórico FisioEx

Aqueles movimentos que não altera a respiração não são chamados de exercício. Claudius Galeno, 129-210 DC

Fisiologia do Exercício Período Renascença

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Histórico FisioEx

Descobre-se as complexidades dos mecanismos circulatórios, respiratórios e excretórios. Se iniciam as dissecções humanas para necropsias.


Histórico FisioEx

Antes do final do século XIX o principal objetivo dos fisiologistas era clínico. O primeiro livro sobre o assunto foi: LeGrange, Fernand. physiology of bodily exercise, (1889). Capítulos Força / Fadiga/ Habituar-se ao Trabalho e função do cérebro no exercício..

Fisiologia do Exercício Final do século XIX Walter Fletcher e Sir Frederick Gowland Hopkins

Histórico FisioEx

Estudam a relação entre contração muscular e formação de lactato Percepção que a ação muscular era originária da degradação do glicogênio muscular em ácido lático.

Fisiologia do Exercício   

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Histórico FisioEx

Primeiras pesquisas – 1860 Em 1780 , Carl Wilhelm Scheele descobriu o ácido láctico Primeiro laboratório de Fisiologia do Exercício em Harvard – 1891- 1899 sob a coordenação do médico George Wells Fitz. 28 anos depois – Criação do “Harvard Fatigue Lab” em 1927 – sob a coordenação do químico Dr. David Bruce Dill (18911986) 

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Bioquímica e fisiologia experimental Colaborações com o Dr. Archibald Vivia Hill Orientação e formação de diversos líderes científicos da Fisiologia do Exercício nas mais variadas partes do mundo.


Histórico FisioEx

Archibald Vivian Hill Premio Nobel em Fisiologia e Medicina - 1922 Mecanismo da contração muscular


Histórico FisioEx

Primeiro Laboratório de FisioEx

Histórico FisioEx

Harvard Fadigue Laboratory -1946 Fundado em 1927- Fechado em 1947

Primeiro Laboratório de FisioEx

Harvard Fadigue Laboratory -1946

Histórico FisioEx

Harvard Fadigue Laboratory Contribuições

Histórico FisioEx

1 . Especificidade da prescrição do exercício. 2. Componentes genéticos da resposta ao exercício. 3. Seletividade nas respostas adaptativas por parte de populações enfermas. 4. Diferenciação entre adaptações centrais e periféricas. 5. Existência de limiares celulares.


Histórico FisioEx

6. Ações dos transmissores e regulação dos receptores. 7. Mecanismos de transmissão e de realimentação que influenciam o controle cardiorrespiratório e metabólico. 8. Mecanismos de equivalência entre fornecimento e demanda de oxigênio. 9. Perfil de utilização do substrato com e sem manipulações dietéticas. 10. Respostas adaptativas das unidades celulares e moleculares.


Histórico FisioEx

11. Mecanismos responsáveis pela transdução dos sinais. 12. Comportamento do lactato nas células. 13. Plasticidade dos tipos de fibras musculares. 14. Funções motoras da medula espinal. 15. Capacidade dos animais com deficiências hormonais em responder às condições de exercício agudo e de exercício crônico. 16. Hipoxemia do exercício árduo.

Harvard Fadigue Laboratory Contribuições Estresse Ambiental

Histórico FisioEx

CONEXÃO NÓRDICA (DINAMARCA, SUÉCIA, NORUEGA E FINLÂNDIA)

Histórico FisioEx

Dinamarca / Suécia •

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1800 - Primeiro país europeu a incluir o treinamento físico (ginástica estilo militar) como requisito no currículo das escolas públicas. Cientistas dinamarqueses e suecos fizeram extraordinárias contribuições para a pesquisa tanto na fisiologia tradicional quanto na fisiologia do exercício. 1909, a University of Copenhagen adotou a disciplina Anatomia, Fisiologia e Teoria da Ginástica.


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Histórico FisioEx

Johannes Lindhard, MD (1870-1947)/ August Krogh, PhD (1874-1949). Pesquisaram a troca gasosa nos pulmões, Pioneiros de estudos sobre a contribuição relativa da oxidação dos lipídios e dos carboidratos durante o exercício Mediram a redistribuição do fluxo sanguíneo durante as diferentes intensidades dos exercícios. Dinâmica cardiorrespiratória no exercício. Difusão troca gasosa pulmonar.


Histórico FisioEx

Erling Asmussen (1907-1991) Prêmio de Citação do ACSM, 1976, e Menção Honrosa do ACSM em 1979. • •

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Arquitetura e mecânica das fibras musculares. Força muscular e desempenho, resposta ventilatória e cardiovascular às mudanças na postura e na intensidade do exercício. Capacidade funcional máxima durante o exercício realizado com os braços e as pernas , mudanças na resposta oxidativa do músculo durante o exercício Função respiratória em resposta a reduções na pressão parcial do oxigênio


Histórico FisioEx

Bengt Saltin (único pesquisador nórdico, além de Erling Asmussen, a receber tanto o Prêmio de Citação de Honra do ACSM, 1980 quanto a Menção Honrosa do ACSM, 1990). •

Biopsia muscular.


Histórico FisioEx

Per Henrik Ling (1776-1839) Precursor da Educação Física

Tomando por base seus estudos de anatomia e fisiologia. Elaborou um sistema de “ginástica médica” ( pedagógico, médico, militar e estético) . Esse sistema, passou a fazer parte do currículo escolar na Suécia em 1820.


Histórico FisioEx

Per-Olof Åstrand, MD, PhD (1922- 2015) Karolinska Institute Tese - Capacidade de trabalho físico de pessoas de ambos os sexos com 4 a 33 anos de idade Teste Submáximo de Astrand em Cicloergômetro , 1954

Nomograma de Åstrand Histórico FisioEx

Cargas Iniciais Possíveis (ACMS, 2000)

Histórico FisioEx

Homens não-condicionados

50-100 Watts (rotações por min.) ou 300 e 600 kgm. 1/min

Homens condicionados

100-150 Watts (rotações por min.) ou 600 e 900 kgm. 1/min (depende se aplicar o máximo ou submáximo)

Mulheres nãocondicionadas


Mulheres condicionadas


Fisiologia do Exercício no Brasil

Histórico FisioEx

LABOFISE Anos 70 - Prof. Dr. Maurício Leal Rocha Universidade Universidade do Brasil ( atual UFRJ)


Saúde


Estado de condição física e qual o indivíduo apresenta fatores mínimos de risco e não apresenta sintomas de doenças. •

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Até 1984 a Organização Mundial de Saúde considerava saúde como simples ausência de doenças. Bem estar físico, mental, social.


Fatores de Risco Todas as circunstâncias, comportamentos e atitudes estatisticamente associados com alguns tipos particulares de doenças. Ex.: sedentarismo, hereditariedade, alimentação, fumo, tipo de personalidade, obesidade, hipertensão

Atividade Física


Contração do musculo esquelético que resulta em aumento do gasto energético. (George et. al. 2005) Qualquer movimento do corpo produzido pela musculatura esquelética, que resulte em um gasto energético. (Caspersen et al., 1985) •

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Contração Isométrica Inclui todos os exercícios e atividades esportivas


Exercício Físico Atividade física repetitiva ou movimento destinado a manter ou melhorar a aptidão ou a saúde. (George et. al. 2005)

Atividade repetitiva planejada e estruturada, que tem como objetivo a manutenção de melhorar algum componente da condição física. (Caspersen et al., 1985)

Esporte


Atividade física que envolve regras de circulação e concorrência. (George et. al. 2005) • Regras da atividade são padronizadas; • O Regulamento é elaborado por entidades oficiais; • Aspectos técnicos e organizacionais da atividade se tornam importantes. • Aprendizagem das habilidades esportivas se torna mais formalizada. (Barbanti, 2013.)

Aptidão Física


Capacidade que um indivíduo possui para realizar (AAHPER, 1988) atividades físicas. Capacidade de o indivíduo realizar atividades físicas, podendo esta ser derivada de fatores herdados, do estado de saúde, da alimentação e principalmente, da prática regular de exercícios físicos. (Nahs,2006) • Capacidades Biomotoras. • Composição Corporal. • A divisão conceitual atual, distingue a aptidão física relacionada à performance e a aptidão física relacionada à saúde .

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, frequência , duração e super compensação

Homeostase


Momento fisiológico em que há um equilíbrio entre o meio intra e extracelular. Possui dependência de fatores nutricionais e ambientais A condição das funções corporais quando mantidas constantes ou inalteradas, fenômeno que se refere ao estado de equilíbrio dos líquidos e dos tecidos do organismo em relação às suas funções e composições químicas básicas, utilizadas para manter o funcionamento do corpo em perfeito equilíbrio, é denominada homeostase . (ROBERGS; ROBERTS, 2002).


Estado Estável Comportamento oposto à homeostase, que diz respeito à estabilidade que é provocada em alguns órgãos, músculos e tecidos, e que pode manter o equilíbrio da produção de substratos energéticos e a manutenção da frequência cardíaca para a realização do exercício. Com isso, o estado estável é atingido de acordo com a intensidade e a duração do exercício. Na medida em que se eleva o grau de dificuldade, o organismo se ajusta. (ROBERGS; ROBERTS, 2002).


Feedback ( retroalimentação) Aumento ou diminuição de uma função, provoca uma alteração física ou química no organismo, desencadeando uma reação para correção funcional garantindo o equilíbrio dinâmico, pode ser NEGATIVO ou POSITIVO

NEGATIVO - Alteração funcional em um sentido e a reação para o outro ( Resposta do sistema de controle e contraria ao estimulo). POSITIVO - PATOLÓGICO

Nutrientes

Nutrientes

Metabolismo Processo de obtenção , armazenamento, utilização de energia e transformação de precursores conseguidos do meio em compostos característicos de cada organismo. (Torres e Marzzoco, 2007)

Nutrientes

Metabolismo As substancias oxidáveis utilizadas pelos seres humanos, em particular , estão presentes nos seus alimentos , sob a forma de carboidratos, lipídios e proteínas.

Os nutrientes ao serem oxidados ,perdem protons e elétrons (H+ + e- ) e tem seus átomos de carbono convertidos a CO2

Carboidratos

Carboidratos

Carboidratos

(CH2O)n n – Varia de 03 a 07 Átomos de Carbono

SIMPLES / COMPLEXOS

Carboidratos

Carboidratos / Classificação

Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos

Carboidratos

Monossacarídeos Unidade Básica Não sofrem o processo de hidrólise C6H1206 – Quantitativamente é o principal substrato oxidável para a maioria dos organismos Necessidade diária adulto – Cérebro 120g ** Fonte Primária para atividades de longa duração

Estoque Carboidratos

Carboidratos

Fibras Musculares – Glicose intramuscular ( Glicogênio) (maiores reservas/ protegidas / disponíveis / Utilizadas com predominância – Uso exclusivo ) Utilizam também a glicose extracelular (glicose circulante) trazidas pelo sangue e que pode ter as seguintes origens: 1- As reservas de glicogênio do fígado. 2- A neoglicogênese 3- A glicose ingerida durante a atividade Fígado - Glicogênio Hepático

Carboidratos

Estoques de Glicogênio e Glicose Carboidrato

gramas

Glicogênio Muscular

110

Glicogênio Hepático

215

Glicólise nos líquidos corporais

15

Obs.: Estimativas realizadas com base em um peso corporal médio de 65kg, com 12% de gordura corporal. Fonte: Adaptado de WILMORE e COSTILL, 2001, p. 117.

Estoque Carboidratos

Carboidratos

Exemplo :: Homem 80 kg /Bem nutrido Armazenamento - 500g de glicogênio Fibras Musculares – 400 g Fígado – 90 a 100 g ( glicogênio hepático) Limite armazenamento de Glicogênio no corpo 15g / kg MCM

Carboidratos

Glicogênio * Polimero de glicose e constitui uma forma de reserva deste açúcar * Formado a partir de açucares simples numa reação chamada de glicogênese, que ocorre após a digestão de um nutriente..

Glicogenólise Processo de clivagem de moléculas de glicogênio para liberação de glicose **Corrente * Degradação

Carboidratos

Carboidratos

glicogenólisee (degradação) Fígado Contribuição para produção de glicose, a partir da “ Fabricação própria ” de moléculas de glicose a partir do glicerol, ácido lático do ácido pirúvico e dos aminoácidos ramificados * Importante no Jejum prolongado Consumo inadequado de CHO

Carboidratos

Glicogênio

Degradação Glicogênio Hepático - produz glicose , que e exportada para manutenção da glicemia nos períodos entre as refeições e jejum noturno. Glicogênio Muscular - Prove energia para a própria fibra muscular.

Carboidratos

Carboidratos

Insulina / Glucagon

Células β - Insulina ( Diminuição Glicose) Células α - Glucagon (Aumento dos níveis plasmáticos glicose / estimula a liberação de Glicose )

Carboidratos

Liberação Fígado (neoglicogênese) Libera Rapidamente a Glicose para o Sistema Nervoso / Musculatura envolvida no esforço físico

Carboidratos

Analise O ácido pirúvico é o produto final da glicólise, mas como a glicose e estocada na forma de glicogênio, são as reservas de glicogênio que irão permitir em ultima analise , a produção adequada de ácido pirúvico para obtenção de energia.

Carboidratos

Carboidratos

Carboidratos

Acido Pirúvico / Fase 1

Durante a atividade física prolongada, o acido pirúvico proveniente das reservas de glicogênio muscular é em sua maior parte , transformado em acido acético para poder ser oxidado

Carboidratos

Acido Pirúvico / Fase 2 Uma pequena quantidade de acido pirúvico proveniente da musculatura ( reservas de glicogênio muscular) e lançada na corrente sanguínea para chegar ao fígado.

Carboidratos

Acido Pirúvico / Fase 3

Acido pirúvico produzido se transforma em Acido Lático para ser transportada pelo sangue ao fígado.

Carboidratos

Acido Pirúvico / Fase 4 Pequena porção do ácido pirúvico oriunda do glicogênio muscular é convertida em ALANINA que vai contribuir no fígado para a formação de glicose ( neoglicogênese), onde os aminoácidos ramificados [ Isoleucina , Valina e Leucina ] intervêm.

Carboidratos

Utilização / Exercicios Alta Intensidade Nos exercícios de grande intensidade, portanto de curta duração, são utilizados prioritariamente a utilização de energia já estocada como forma de glicogênio no próprio musculo.

Carboidratos

Utilização / Exercicios prolongados Nos exercícios esforços prolongados , portanto de menor intensidade , o sistema muscular da preferência a utilização de combustível trazidos pelo sangue , como os ácidos graxos do tecido adiposo, e a glicose circulante proveniente do fígado ou do intestino.

Carboidratos

Glicemia LEC - liquido extracelular Plasma + Liquido Intersticial = LEC Volume = 22% Massa corporal magra

Carboidratos

Glicemia Concentração Glicose no LEC Mesma em qualquer parte do corpo Medida – gramas de glicose por litro de LEC Essa medida chama-se GLICEMIA Valor normal em repouso 0,9 g/l > hiperglicemia < hipoglicemia

Carboidratos

Glicemia

Como a hiperglicemia ou hipoglicemia pode provocar alterações no organismo que poderão comprometer a performance ?

Carboidratos

Glicemia

hipoglicemia moleza , sonolência, dificuldade de concentração, queda na habilidade motora.

Carboidratos

Glicemia

hipoglicemia Flagrante descontrole do sistema nervoso Materializado na completa descoordenação intermuscular , não permitindo o atleta a continuidade do exercício físico de forma correta

Carboidratos

Glicemia

hipoglicemia – porque ocorre? 1 - Incapacidade do fígado de produzir e liberar glicose no LEC 2- Utilização excessiva da glicose circulante pelo órgão em atividade.

Carboidratos


Monossacarídios Oligossacarídios Polissacarídios

Carboidratos

Oligossacarídios Formado por 2 a 10 Unidade Básica ( Monossacarídios) Principais – Dissacarídeos (Açucares Simples )

Carboidratos

Oligossacarídios / Dissacarídeos Três Principais Sacarose ( Glicose + Frutose ) *Maioria dos Elementos Lactose ( Glicose + Galactose ) * Somente no Leite

Maltose ( Glicose + Glicose ) Cerveja / Cereais utilizados desjejum

Carboidratos


Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos

Carboidratos

Polissacarídios Formado por 3 a milhares de Unidade Básica (Monossacarídios) Formados durante o processo químico de síntese por desidratação. Polissacarídios Vegetais : Amido e Fibras

AMIDO

Carboidratos

Carboidrato de Reserva nos Vegetais FORMA ARMAZENAMENTO NAS PLANTAS

AMILOSE

AMILOPECTINA

Regula a digestão e absorção > Mais rápido < Mais lento

Carboidratos

RITMO DE DIGESTÃO

Os ritmos de digestão para diferentes fontes de carboidratos estão associadas à DIABETES e GORDURA CORPORAL EXCESSIVA

Carboidratos

+ FIBRAS

Minimizam a oscilação de Glicose Sanguínea Amidos pobres em fibras são digeridos rapidamente e penetram na corrente sanguínea com ritmo relativamente rápido .

ALIMENTOS ALTO INDICE GLICÊMICO

Carboidratos

INDICE GLICÊMICO - CLASSIFICAÇÃO •

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Baixo, quando o índice glicêmico é menor ou igual a 55; Médio, quando o índice glicêmico está entre 56 a 69; Alto, quando o índice glicêmico é maior ou igual a 7

Carboidratos

INDICE GLICEMICO Alimentos Pão francês Macarrão Arroz integral Batata Batata cozida Cenoura Abóbora Maçã Mamão Feijão manteiga Leite desnatado

índice glicêmico 70 38 50 88 47 75 38 59 31 32

Carboidratos

ALIMENTOS BAIXOS ÍNDICES GLICEMICOS 

   

Leite integral ou desnatado desnatado,, iogurte natur natural al ou light; Cereais tipo All Bran, pão de milho, macarrão; Feijão,, manteiga, Feijão manteiga, soja, ervilha, grão de bico; Amendoim, Cenoura.

Carboidratos

OSCILAÇÃO GLICOSE SANGUINEA

CONSUMO DE AMIDO REFINADO

INGESTÃO INGESTÃO SITEMÁ SITEMÁTICA TICA

DIABETE TIPO II

Fisiologia Exercicio

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