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Introdução à fisiologia do exercício principais mecanismos

Autor:

Armando Enrique Pancorbo Sandoval

Doutor em Medicina pela Universidade de Havana, Cuba; Médico Especialista em Medicina do Esporte pelo Instituto de Medicina Desportiva de Cuba – Ministério da Saúde; Doutor em Ciências Médicas pela Universidade de Havana; Professor Titular das Universidades de Havana e Matanzas; e membro acadêmico do Instituto de Medicina Desportiva de Cuba para Residência da Especialidade e Mestrado.

Última revisão: 11/11/2014

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Versão original publicada na obra de Pancorbo Sandoval AE. Medicna do esporte: princípios e prática - Porto Alegre: Artmed; 2005.

 

As atividades ou exercícios físicos que realizamos em diferentes situações da vida (cotidiana, laboral, recreativa), assim como os programas de exercício com fins de saúde e sobretudo o esporte competitivo em diferentes idades e níveis de competição, requerem liberação energética leve, moderada ou intensa, dependendo da duração e da intensidade do exercício e da relação carga do exercício-descanso, frequência da atividade, estado de saúde, idade e condição física atuais do indivíduo.

Como visto no capítulo anterior, a energia necessária para fosforilar o ADP em ATP é proporcionada pela degradação aeróbia de carboidratos, gorduras e proteínas. Caso não se consiga um ritmo estável entre a fosforilação oxidativa e as necessidades energéticas da atividade, desenvolve-se um desequilíbrio anaeróbio-aeróbio, acumula-se ácido láctico, a acidez nos tecidos aumenta e sobrevém rapidamente a fadiga.

A capacidade de manter um alto nível de atividade física sem fadiga demasiada depende de dois fatores:

-Da capacidade de integração de diferentes sistemas fisiológicos (respiratório, circulatório, muscular, endócrino) para realizar o exercício.

-Da capacidade das células musculares específicas de gerar ATP de modo aeróbio.

 

Regulação e integração do corpo durante o exercício

Observam-se na Tabela 2.1 os ajustes químicos, neurais e hormonais que ocorrem antes e durante a prática de exercícios. No início e até antes de começar o exercício (pré-arranque), principiam-se alterações cardiovasculares a partir dos centros nervosos que estão acima da região medular. Tais ajustes proporcionam um aumento significativo na frequência e na força de bombeamento do coração, bem como promovem alterações previsíveis no fluxo sanguíneo  regional, que são proporcionais à intensidade do exercício. Com o prosseguimento da atividade física, a saída de informação simpática colinérgica, junto com fatores metabólicos locais que atuam sobre os nervos quimiossensíveis, além de atuar diretamente sobre os vasos sanguíneo s, causa a dilatação dos vasos de resistência dentro dos músculos ativos. Essa resistência periférica reduzida permite que as áreas ativas recebam maior irrigação sanguínea. Quando o exercício se prolonga, há ajustes constritores adicionais nos tecidos menos ativos, que, assim, mantêm uma pressão de perfusão adequada, mesmo com uma grande vasodilatação muscular. Essa ação constritora permite a correta redistribuição do sangue para satisfazer às necessidades dos músculos ativos.

 

 

Os fatores que afetam o retorno venoso são tão importantes quanto os que regulam o fluxo sanguíneo  arterial.

A ação das bombas musculares e ventilatórias e a crescente rigidez das próprias veias (provavelmente regulada pela atividade simpática) aumentam imediatamente o retorno sanguíneo  ao ventrículo direito. Na verdade, ao aumentar o débito cardíaco, o tônus venoso também aumenta proporcionalmente, tanto nos músculos que trabalham como nos que não trabalham. Com esses ajustes, mantém-se o equilíbrio entre o débito cardíaco e o retorno venoso. Os fatores que afetam o fluxo sanguíneo  no sistema venoso são especialmente importantes em exercícios realizados de pé, nos quais a força da gravidade tende a se contrapor à pressão venosa nas extremidades.

O sistema cardiovascular proporciona uma regulação rápida da frequência cardíaca, além de uma distribuição eficaz do sangue no circuito vascular, como resposta às necessidades metabólicas e fisiológicas do corpo. As catecolaminas simpáticas (adrenalina ou epinefrina e noradrenalina ou norepinefrina) atuam para acelerar a frequência cardíaca e aumentar a contratilidade do miocárdio. O neurotransmissor parassimpático acetilcolina, por meio do nervo vago, diminui a frequência cardíaca.

Os fatores extrínsecos (neurais e hormonais) modificam o ritmo inerente do coração, permitindo-lhe acelerar rapidamente em antecipação ao exercício e aumentar até duzentos batimentos por minuto ou mais durante o exercício máximo. Como mencionado anteriormente, uma grande parte do ajuste da frequência cardíaca deve-se, provavelmente, à influência cortical exercida antes e durante as etapas iniciais da atividade.

Os nervos, os hormônios e os fatores metabólicos atuam sobre as bandas de músculo liso nos vasos sanguíneos. Isso causa uma alteração de seu diâmetro interno regulando o fluxo sanguíneo: as fibras simpáticas adrenérgicas liberam noradrenalina, que causa vasoconstrição, e os neurônios simpáticos colinérgicos secretam acetilcolina, que produz vasodilatação.

O exercício físico produz dois tipos de reação do ponto de vista fisiológico, segundo o tempo de duração em que se desenvolve: um tem ação aguda, como a resposta imediata ao estímulo do exercício, e o outro tem ação cumulativa, progressiva e sistemática no organismo, que age de forma crônica quando a atividade física é realizada por 24 semanas ou mais.

 

Reação aguda ao exercício

A resposta biológica às cargas do treinamento denominase reação aguda. É quando estudamos o modo como o corpo responde a um treinamento individual, como caminhar, trotar em uma pista, nadar, correr sobre uma esteira ergométrica ou realizar uma repetição de força máxima com peso, como no halterofilismo.

 

Adaptações crônicas durante o exercício

Quando se realizam seis meses ou mais de treinamento de forma individualizada, sistemática e progressiva, ocorrem modificações importantes no organismo, como as que ocorrem nos sistemas cardiorrespiratório, endócrino-metabólico, imunológico e musculoesquelético.

 

Tais modificações estão relacionadas aos seguintes princípios:

-Individualidade (incluindo herança genética)

-Especificidade do treinamento (com predomínio aeróbio, anaeróbio ou misto)

-Relação entre volume e intensidade

-Progressão da carga

-Manutenção (a perda é reversível)

 

Ajustes cardiovasculares ao esforço

A realização de qualquer exercício físico pressupõe o estabelecimento de uma situação de sobrecarga para o sistema cardiovascular. A atividade física traduz-se na existência de um aumento de substâncias nutritivas e no aumento do aporte de oxigênio necessário para os músculos ativos. Secundariamente, aumentam também os níveis de anidrido carbônico e de metabólitos, os quais precisam ser eliminados. Para responder a isso, é necessária uma série de ajustes no sistema cardiovascular e em sua inter-relação com os diferentes órgãos e sistemas do corpo.

 

Frequência cardíaca

O controle da frequência cardíaca (FC) durante o repouso e o exercício é um bom indicador do nível de intensidade em que o coração está trabalhando e é uma informação importante do estado de saúde de uma pessoa. O músculo cardíaco responderá diretamente à necessidade de oxigênio e de fluxo sanguíneo  do organismo em diferentes momentos da vida, tanto para realizar um exercício de determinado nível de intensidade como durante períodos de doença ou de necessidade externa, em que o organismo responde enviando fluxo sanguíneo  aos músculos e/ou órgãos que necessitem do aporte de sangue e de O2. A frequência cardíaca é parte importante de diferentes variáveis fisiológicas. Por exemplo, junto ao volume sistólico forma o débito cardíaco. A frequência cardíaca é também parte do duplo produto.

Existe uma correlação linear entre o aumento do consumo máximo de O2 (VO2máx) durante o exercício e o aumento da frequência cardíaca. Nesse caso, com respeito ao percentual da FC máxima. A seguir, abordaremos a importância do controle da frequência cardíaca.

 

Frequência cardíaca de repouso

Considerações importantes:

-A frequência cardíaca de repouso (FCR) é de 60 a 80 batimentos por minuto (bpm) em média. Em indivíduos sedentários e de meia-idade, ela pode superar 100 bpm. Esportistas em forma e de modalidades de resistência podem apresentar entre 28 e 40 bpm, pelo aumento do volume sistólico, a partir de uma hipertrofia ventricular esquerda de caráter fisiológico.

-A FC normalmente diminui com a idade, tanto em repouso como durante exercícios submáximos e máximos (principalmente neste último, em consequência  do processo biológico do envelhecimento).

Fatores como aumento de temperatura e altitude aumentam a FC de repouso.

-Antes do exercício, a FC costuma aumentar acima dos valores normais, o que se denomina resposta antecipatória. Devido a isso, as verificações de FC de repouso prévias ao exercício devem ser desconsideradas. A verdadeira FC de repouso deve ser verificada nas primeiras horas da manhã, quando a pessoa levanta.

-Se quando estivermos deitados nossa FC de repouso for de 50 bpm, quando estivermos sentados aumentará para 55 bpm e, quando estivermos de pé, para 60 bpm. A FC de repouso aumenta porque, quando nosso corpo passa de uma posição, deitado, para outra, de pé, o volume sistólico cai imediatamente. Isso se deve sobretudo ao efeito da gravidade, que faz com que o sangue se acumule nas pernas, reduzindo o volume de sangue que retorna para o coração. Isso, ao mesmo tempo, produz um aumento da FC de repouso, para manter o débito cardíaco de repouso.

-Por fim, determinadas doenças e medicamentos podem aumentar ou diminuir a FC de repouso.

 

Frequência cardíaca durante o exercício

Algumas considerações que devemos lembrar:

-Quando se inicia um exercício, a FC aumenta proporcionalmente à sua intensidade (de acordo com a capacidade física atual).

-Existe uma correlação direta entre a intensidade da FCmáx e o VO2máx durante o exercício, embora próximo do VO2máx se perca a linearidade.

-A frequência cardíaca máxima é muito importante para o planejamento do treinamento e seu controle, assim como para determinados testes de laboratório e de campo, tanto para esportistas como para a população em geral.

-Segundo a fórmula da OMS-Karvonen, a FCmáx é 220 – idade (fórmula aplicada pela Organização Mundial de Saúde [OMS]). No entanto, isso é uma estimativa, e os valores individuais variam consideravelmente em relação a esses valores médios. Por exemplo, em uma pessoa com 40 anos de idade, a FCmáx seria estimada em 180 bpm. No entanto, segundo estudos realizados, dentre pessoas de 40 anos, 68% apresentam uma FCmáx entre 168 e 192 bpm e 95% entre 156 e 204 bpm. O próprio Karvonen possui outra fórmula para avaliar o VO2máx ou a FC de reserva: FCmáx – FCR. Ambas as fórmulas são importantes para conhecer o potencial cardiovascular, mas as duas possuem margem de erro. A partir desses resultados planeja-se o pulso de treinamento.

-A fórmula da OMS é a mais utilizada na população (FCmáx = 220 – idade).

-Perde-se 1 bpm por ano de vida.

-Quando o ritmo de esforço se mantém constante, em níveis submáximos de exercício, a FC aumenta muito rapidamente, até estabilizar-se. O ponto de estabilização é conhecido como estável da FC e é o ritmo ideal do coração para satisfazer as exigências circulatórias a esse ritmo específico de esforço. Para cada incremento posterior de intensidade, a FC alcançará um novo valor dentro de um ou dois minutos.

-Apesar disso, quanto mais intenso é o exercício, mais se demora para alcançar o estado estável.

-Nesse princípio de cargas crescentes, utiliza-se um teste de laboratório para o diagnóstico da capacidade funcional.

-Após seis meses de treinamento moderado a moderadointenso, a FC durante o exercício submáximo costuma diminuir cerca de 20 a 40 bpm. A FC submáxima de uma pessoa reduz-se proporcionalmente à quantidade de treinamento realizado.

-O período de recuperação da FC diminui aumentando-se o treinamento de resistência; é uma variável considerada para avaliar o progresso do treinamento.

-Wilmore e Costill (2000) referem que quando se passa da posição de pé, em relativo repouso, a caminhar, a FC pode aumentar de 60 para 90 bpm aproximadamente.

-Fazendo jogging (trote) a um ritmo moderado de 140 bpm, pode-se chegar a 180 bpm ou mais se passamos a correr a uma grande velocidade. O débito cardíaco (DC) aumentará por duas causas: maior volume sistólico e maior FC durante o exercício, em virtude da demanda de fluxo sanguíneo  e O2 dos músculos que estão trabalhando.

-Vários fatores afetam a FC durante o repouso e durante o exercício, como temperatura, umidade, horário do exercício, modificação de posição, ingestão de alimentos, etc. O uso de determinados medicamentos pode alterar a FC durante a prática de exercícios; por exemplo, os beta-bloqueadores diminuem a FC. Situações parecidas também ocorrem durante o repouso (ver Tabelas 2.2 e 2.3).

-Fatores como as modificações de posição durante o exercício (posição ortostática – como ocorre durante a corrida –, ou sentado – como ocorre no ciclismo e durante a natação) afetam a frequência cardíaca em uma intensidade similar de trabalho (ver Tabela 2.7).

 

 

 

 

Como podemos determinar a frequência cardíaca máxima prevista de uma pessoa e o pulso de treinamento?

 

Tanto no esporte de rendimento como nos programas de saúde direcionados à população utilizamos diferentes fórmulas, como as seguintes:

 

-FCmáx = 220 – idade (OMS-Karvonen)

-FCmáx de reserva ou VO2máx = FCmáx – FC de repouso (Karvonen)

-FCmáx = 208 – (0,7 × idade) (fórmula da Universidade do Colorado, EUA)

 

A aplicação dessas fórmulas é abordada em outros capítulos, principalmente nos Capítulos 4 e 13.

De posse dessa informação, o médico com conhecimentos de fisiologia do exercício, o professor de educação física ou o técnico do esporte, entre outros profissionais da área, podem planejar de forma simples em que faixa do percentual de intensidade da FCmáx devem treinar seu atleta, cliente ou paciente para obter os resultados esperados, criando um nível inferior e outro superior de intensidade, controlado, nesse caso, pelos bpm, o que constitui, então, a banda ou faixa de pulso de treinamento.

 

 

Em casos de doença, trabalha-se a partir da frequência de trabalho submáximo, e a fórmula que se utiliza para obtê-la é:

 

FC submáxima= FC máxima x 0,85

 

Em cardiologia e em medicina do esporte, utilizam-seas fórmulas de Vivacqua e Spagna para a reserva cronotrópica (RC) e o déficit cronotrópico (DF).

RC = FCmáx – FC de repouso (também conhecida como FCmáx de reserva ou percentual de VO2máx, utilizado por Karnoven)

 

DC = FCmáx prevista – FCmáx alcançada / FCmáx prevista

 

Débito cardíaco: a capacidade funcional do sistema cardiovascular

O débito cardíaco é o primeiro indicador da capacidade funcional da circulação para satisfazer as demandas da atividade física. Os dois fatores que determinam a capacidade do débito cardíaco são a frequência cardíaca e o volume sistólico (VS). A relação é:

 

DC = FC x VS

 

Dispõe-se de vários métodos, invasivos (como o método de Fick) e não-invasivos (como o método de reinalação), para medir o débito cardíaco. Cada um tem suas vantagens e desvantagens, sobretudo quando utilizados durante a prática de exercícios.

A fórmula do método de Fick é esta:

 

    DC = VO2máx x 100 = mL/min / Diferença a-vO2

 

Em condições de repouso, o organismo dispõe de aproximadamente 250 mL de VO2máx, os quais são utilizados durante um minuto em repouso para responder ao gastoenergético, e a diferença arteriovenosa durante esse tempo é de 5 mL de O2 por 100 mL de sangue. Assim, conforme a fórmula de Fick, teríamos um DC de 5.000 mL/min de sangue, ou seja, de 5 L/min.

 

Débito cardíaco em condições de repouso e durante o exercício

O DC aumenta proporcionalmente à intensidade do exercício, desde 5 L em condições de repouso a um máximo de 20 a 25 L/min em homens jovens e que realizam atividade física; em esportistas de elite o DC é maior, sendo mais evidente nos esportistas de resistência, que podem ter entre 35 e 40 L/min de sangue de DC. Essas diferenças devem-se inteiramente ao grande volume sistólico de indivíduos treinados, já que o exercício físico contínuo de características aeróbias produz hipertrofia fisiológica do ventrículo esquerdo, com aumento do volume sistólico, gerando um batimento mais forte.

Em consequência  disso, aqueles que realizam exercícios aeróbios possuem um DC de repouso mais econômico, com menor FC do que pessoas sedentárias, uma vez que seu VS é maior (de 70 a 71 mL em indivíduos sedentários e de aproximadamente 100 mL em indivíduos treinados). Os valores médios do DC em condições de repouso são resumidos a seguir:

 

Repouso

–Débito cardíaco = frequência cardíaca x volume sistólico

–Indivíduos sedentários: 4.970 mL/min = 70 bpm x 71 mL/batimento

–Indivíduos treinados: 5.000 mL/min = 50 bpm x 100 mL/batimento

 

Durante o exercício máximo, a diferença não é só de economia, mas também de quantidade e qualidade do DC. Ao possuir um VS maior, a pessoa treinada tem um DC maior diante de um esforço máximo. Em homens sedentários, o VS médio fica entre 103 e 113 mL de sangue por batimento, enquanto em pessoas treinadas pode ser entre 150 e 210 mL/batimento. Como exemplo, consideremos duas pessoas que realizam um esforço máximo de 195 bpm:

 

Esforço máximo

–Débito cardíaco = frequência cardíaca x volume sistólico

–Indivíduos sedentários: 21.450 mL/min = 195 bpm x 110 mL/batimento

–Indivíduos treinados: 34.950 mL/min = 195 bpm x 179 mL/batimento

 

Devemos salientar que a eficiência do trabalho é muito diferente entre os exemplos que podemos apresentar, já que o que é um esforço máximo para um sedentário (por exemplo, correr 2 km em 13 minutos e 30 segundos) pode ser um esforço submáximo ou moderado (correr esses 2 km em 12 minutos e 45 segundos) para uma pessoa que realiza atividade física aeróbia de forma sistemática e pode ser um esforço leve para um esportista de alto rendimento (que percorra 2 km em 11 minutos e 20 segundos). Os mecanismos de recuperação da FC, do VS e, por conseguinte, do DC são mais rápidos em indivíduos treinados.

Durante exercícios realizados em pé, o volume sistólico aumenta durante a transição do repouso ao exercício leve, com valores máximos que chegam a 45% do VO2máx. Depois desse ponto, o débito cardíaco intensifica-se conforme aumenta a frequência cardíaca. Os aumentos no volume sistólico em exercícios realizados em pé devem-se geralmente a um esvaziamento sistólico mais completo, em lugar de um maior enchimento dos ventrículos durante a diástole. A ejeção sistólica aumenta por meio dos hormônios simpáticos. O treinamento de fundo melhora a força miocárdica, que também contribui consideravelmente para a potência do batimento durante a sístole.

A frequência cardíaca e o consumo de O2 estão relacionados de maneira linear, tanto em indivíduos treinados como em não-treinados, durante a maior parte do exercício. Com o treinamento de resistência, essa relação desloca-se significativamente para a direita, devido à melhora no volume sistólico cardíaco. Por conseguinte, a frequência cardíaca reduz-se consideravelmente, em nível de trabalho submáximo, nos indivíduos treinados em exercícios de resistência aeróbia.

Na Tabela 2.4, observa-se o comportamento do volume sistólico em condições de repouso e durante o exercício em pessoas sedentárias, em pessoas ativas que treinam para melhorar o condicionamento cardiorrespiratório e em esportistas de alto rendimento de modalidades de resistência. Vê-se que o volume sistólico de repouso das pessoas ativas que treinam o condicionamento aeróbio ou cardiorrespiratório e o dos esportistas de resistência é praticamente igual ou superior ao volume sistólico dos sedentários durante o exercício. Se a pessoa tiver uma maior atividade de resistência aeróbia, terá um maior volume sistólico de repouso e durante o exercício.

 

 

Após um treinamento de resistência cardiorrespiratória, o volume sistólico aumenta em repouso, assim como ao realizar exercícios de nível submáximo ou máximo de intensidade. Durante o treinamento aeróbio, ocorre um aumento do volume diastólico final, causado principalmente pelo aumento do volume plasmático.

O ventrículo esquerdo é a câmara do coração mais modificada em resposta ao treinamento de resistência. As dimensões internas do ventrículo esquerdo aumentam sobretudo como resposta a um aumento no enchimento ventricular. Durante o treinamento de resistência cardiorrespiratória, a espessura da parede ventricular esquerda também aumenta, intensificando o potencial de força das contrações do ventrículo esquerdo.

A lei de Frank Starling descreve que o fator principal no controle e no desenvolvimento do volume sistólico é o grau de estiramento dos ventrículos. Quando os ventrículos se estiram mais, eles se contraem com mais força. Por exemplo, se um grande volume de sangue entra na câmara quando os ventrículos se enchem durante a diástole, as paredes dos ventrículos se distenderão mais do que quando entra um volume menor de sangue. Com o objetivo de expulsar essa quantidade maior de sangue, os ventrículos devem reagir ao estiramento, contraindo-se com mais força.

O trabalho sistemático de treinamento de resistência aeróbia ou de condicionamento cardiorrespiratório produz uma hipertrofia cardíaca esquerda com predomínio do ventrículo esquerdo, o que garante um coração mais forte e eficiente em condições de repouso e durante o exercício submáximo e máximo.

O volume ou débito sistólico previsto pode ser calculado (Ellestad) por meio da seguinte fórmula indireta:

 

Volume sistólico previsto em homens: VSp = 112 – (0,363 x idade) mL/min

Volume sistólico previsto em mulheres: VSp = 74 – (0,172 x idade) mL/min

 

O volume sistólico avaliado durante um teste de esforço é obtido, para ambos os sexos:

 

VS = 1.000 x DC / FCmáx = mL/bpm

 

 

Distribuição do débito cardíaco

O sangue que flui para os diferentes tecidos do organismo é geralmente proporcional à atividade metabólica realizada em estado de repouso ou em atividade física. Problemas de saúde podem alterar o fluxo sanguíneo , em condições de repouso, para diferentes órgãos. O exercício físico modifica o volume de fluxo sanguíneo  no organismo, deslocando uma quantidade significativa de sangue para os músculos que trabalham.

O fluxo sanguíneo  de 5 L, em condições de repouso, distribui-se em proporções aproximadas às ilustradas na Tabela 2.5. Cerca de um quinto do débito cardíaco dirige-se ao tecido muscular, ao passo que a maior parte do sangue irriga o baço, o fígado, o intestino, o trato gastrintestinal e o cérebro.

O fluxo sanguíneo  durante o exercício possui uma distribuição diferente, dependendo de o exercício ser leve, moderado, intenso ou máximo (Tabela 2.6). Embora a irrigação sanguínea durante a atividade física varie consideravelmente segundo o tipo de exercício, sua intensidade e duração, o nível de condicionamento físico, o estado de saúde e a idade do indivíduo e as condições ambientais, a maior parte do débito cardíaco desvia-se para os músculos ativos.

Em repouso, em torno de 4 a 7 mL de sangue são fornecidos a cada minuto para cada 100 g de músculo. Esse débito aumenta constantemente; com esforço máximo, o fluxo sanguíneo  muscular pode ser tão alto quanto 50 a 75 Ml por 100 g de tecido. Isso representa em torno de 85% do débito cardíaco total. Na Tabela 2.6, observamos as diferenças marcadas no fornecimento de sangue aos vários órgãos e o percentual que representam do débito cardíaco total nos diversos níveis de intensidade do exercício.

 

 

 

 

Observamos como órgãos importantes, como o coração, aumentam gradualmente a quantidade de fluxo sanguíneo que necessitam e, ao mesmo tempo, mantêm constante o percentual (4%) durante os diferentes níveis de intensidade de exercício. Mesmo durante o repouso, podem aumentar de 4 a 5 vezes de condições de repouso ao exercício vigoroso. Já o cérebro aumenta apenas 50 mL de condições de repouso ao exercício leve, mantendo-se constante nos exercícios moderados e máximos.

O débito cardíaco, ou volume cardíaco por minuto, pode ser previsto pelas seguintes fórmulas indiretas de Hossack:

 

DC previsto (homens) = 26,5 – (0,17 × idade) L/min

DC previsto (mulheres) = 15 – (0,071 × idade) L/min

 

O débito cardíaco durante um teste de esforço cardiorrespiratório é avaliado de forma indireta por meio da seguinte fórmula de Hossack e colaboradores:

 

DC previsto (homens) = (VO2máx/kg × peso kg × 0,0046) + 5,31 = L/min

DC previsto (mulheres) = (VO2máx/kg × peso kg × 0,00407) + 4,72 = L/min

DC cardiopatas = (VO2máx/kg × peso kg × 0,0046) + 3,10 = L/min

 

O débito cardíaco informa quanto sangue abandona o coração a cada minuto, enquanto a diferença arteriovenosa de oxigênio (dif a-vO2) indica quanto oxigênio é extraído do sangue pelos tecidos. O produto desses dois fatores indica o ritmo de consumo de oxigênio (VO2), expresso na seguinte fórmula:

 

VO2 = VS × FC × dif a-vO2

 

Existe uma relação direta entre o exercício e o aumento do DC, porque este assegura o aumento de O2 durante o exercício.

Na Tabela 2.7, observam-se, durante a prática de exercícios intensos, as alterações na FC, no VS e no DC de uma pessoa ativa, saudável e com bons indicadores de condicionamento cardiorrespiratório (não-esportista de rendimento). Tais alterações dependem da posição anatômica e do percentual de músculos usados na corrida, no ciclismo e na natação.

 

Fluxo sanguíneo  e exercício

O fluxo sanguíneo  aumenta durante o esforço, principalmente pelo exercício que desenvolve o condicionamento cardiorrespiratório, com um aumento do volume sistólico e do débito cardíaco. Esse aumento é devido a três fatores:

 

-Maior capilarização

-Maior abertura dos capilares existentes

-Redistribuição mais efetiva do sangue

 

Nas Tabelas 2.5 e 2.6, podem-se observar a distribuição e a redistribuição do fluxo sanguíneo  durante repouso e durante exercícios de intensidades leve, moderada e intensa.

 

Pressão arterial e exercício

A pressão sistólica (PAS) aumenta em proporção ao consumo de O2, ao débito cardíaco e à progressão do exercício, enquanto a pressão diastólica (PAD) permanece relativamente igual ou aumenta apenas levemente. Com a mesma carga relativa de trabalho, as pressões sistólicas são maiores quando o trabalho se realiza mais com os braços do que com as pernas, devido à menor massa muscular e à menor vascularização que existe nos membros superiores.

Em pacientes hipertensos ou com predisposição, o estímulo do exercício escalonado, com o objetivo de levar à frequência cardíaca máxima durante um teste de esforço, pode produzir uma resposta hipertensiva tanto sistólica como diastólica, como ilustra a Tabela 2.8.

 

 

Em pessoas treinadas em exercícios aeróbios com a finalidade de prevenir doenças ou recuperar a saúde, e sobretudo em esportistas de competição, principalmente nas modalidades de resistência, durante exercícios de grande intensidade, aumenta consideravelmente a pressão arterial diferencial, elevando a sistólica e diminuindo a diastólica e produzindo uma diminuição da resistência periférica geral com o propósito de levar um maior fluxo sanguíneo  e de O2 aos tecidos que trabalham (em especial aos músculos) de uma forma econômica e efetiva.

Durante o exercício isométrico (estático), com pesos e com máquinas hidráulicas, as pressões sistólica e diastólica aumentam o estado hipertensivo, o que constitui um risco para o indivíduo hipertenso ou com outra doença cardiovascular.

Como se sabe, a hipertensão arterial sistêmica (HAS) impõe uma carga crônica sobre a função cardíaca. O treinamento aeróbio (caminhada, trote, natação, ciclismo, etc.) regular, de forma individualizada e conservadora para cada paciente, produz melhora da hipertensão arterial, tanto em condições de repouso como no exercício submáximo. Devemos ser cuidadosos com os estágios graves e muito graves da HAS; apenas com acompanhamento médico a prática de exercícios físicos é indicada para esses indivíduos.

Pacientes com hipertensão arterial leve podem realizar, sem exageros, exercícios de força, de caráter isotônico ou dinâmico (ver Capítulo 4), sempre sob prescrição médica e com pressão arterial normal.

 

Devem-se observar as seguintes considerações:

-Antes de mais nada, deve-se recordar que a pressão sistólica de repouso oscila entre 135 e 100 mmHg e que a diastólica ou mínima, entre 85 e 60 mmHg.Podem-se observar valores tensionais normais, principalmente no sexo feminino, entre 100 e 90 mmHg de sistólica e 60 mmHg de diastólica. Uma pressão normal típica é de 120/80 ou 110/70 mmHg, o que assegura uma pressão diferencial de 40 mmHg.

 

 

 

 

-A pressão (ou tensão) arterial sistólica aumenta, durante o exercício, proporcionalmente ao consumo de O2 e ao débito cardíaco, que aumenta durante o exercício progressivo. A pressão diastólica permanece relativamente igual, aumenta levemente ou diminui, dependendo do grau de atividade da pessoa, do estado de saúde e do tipo de exercício realizado.

-Em esportistas submetidos a esforços máximos, pode-se obter 200 a 250 mmHg de PAS. Relataram-se 240 a 250 mmHg em esportistas de alto nível e saudáveis.

-A atividade física sistemática melhora a qualidade da resposta da PAS e da PAD durante o exercício, elevando a pressão arterial diferencial.

-Durante um exercício máximo progressivo, podemos encontrar em esportistas, sobretudo de modalidades de resistência, valores de 250 mmHg na sistólica e de 30 ou menos na diastólica, garantindo uma pressão arterial diferencial grande, para obter a eficiência do aumento do débito cardíaco com um maior fluxo de sangue e de oxigenação para os músculos.

-Indivíduos sedentários e/ou com hipertensão arterial não respondem de forma fisiológica ao exercício aeróbio, com dificuldades na pressão arterial diastólica, que geralmente aumenta, diminuindo a pressão arterial diferencial, que torna o trabalho menos econômico.

-Na hipertensão arterial leve ou moderada, a atividade física aeróbia sistemática diminui, em condições de repouso, uma média de 11 mmHg da PAS e de 8 mm da PAD, reduzindo, assim, a pressão média (ver Capítulo 6).

-Um aumento de 15 mm na pressão arterial diastólica durante o exercício é considerado uma resposta anormal ao exercício, sobretudo em pessoas “aparentemente saudáveis”.

-A resposta ao trabalho de halterofilismo de grande intensidade e volume pode chegar até o valor patológico de PAS de 480 e de PAD 350 mm (480/350 mmHg), segundo refere Wilmore (2000), em pessoas hipertensas e que praticam halterofilismo ou fisiculturismo de forma intensa e perigosa.

-O treinamento de força isotônico bem-realizado não gera problemas de saúde em pessoas saudáveis. É um método importante de exercícios para melhorar de forma notável o condicionamento musculoesquelético e também colabora com o condicionamento cardiorrespiratório (ver Capítulos 4 e 6).

Veja no Capítulo 6 a classificação da pressão arterial e da hipertensão arterial segundo a Organização Mundial de Saúde.

-A pressão diferencial é obtida subtraindo-se a pressão arterial diastólica da pressão arterial sistólica; por exemplo: se a PA de repouso for 120/80 mmHg, a pressão diferencial será 40; para uma PA de 220/30 durante o exercício de um atleta de esporte de resistência, em um teste de esforço máximo progressivo, a tensão ou pressão diferencial será de 190 mmHg.

-A pressão ou tensão arterial média (PAM ou TAM; ver Capítulo 6) é obtida por meio da seguinte fórmula:

 

PAM = PAS + (2 x PAD) / 3

 

-Vivacqua e Spagna (Lamb, 1985) propuseram uma avaliação de parâmetros da pressão arterial com respeito à pressão arterial durante repouso (basal) e esforço, relacionada aos equivalentes metabólicos de tarefa (METs) alcançados durante o esforço, que se expressam em mmHg/MET. Essa avaliação é usada principalmente em cardiologia, mas também em medicina do esporte. As fórmulas são as seguintes:

 

– Variação da pressão arterial sistólica (VAR PAS):

VAR PAS = PAS máxima – PAS repouso / METs

 

– Variação da pressão arterial diastólica (VAR PAD):

VAR PAD = PAD máxima – PAD repouso / METs

 

Lembrar que 1 MET equivale ao consumo metabólico de uma pessoa sentada e em condições de repouso (1 MET= 3,5 mL O2/kg/min).

Para garantir que uma pessoa possa caminhar a um passo normal, necessita-se de 5 METs (17,5 mL de O2/kg/min). Esse tema é abordado nos Capítulos 4 e 6.

 

Duplo produto

O consumo de O2 pelo miocárdio e o fluxo miocárdico de sangue são diretamente proporcionais ao produto da frequência cardíaca e da pressão arterial sistólica, o que é definido como duplo produto (DP).

 

DP = FC x PAS

 

O DP é uma estimativa do trabalho do miocárdio e do VO2máx.

Em cardiologia, utiliza-se o duplo produto para avaliar o risco cardiovascular ao esforço físico, tanto por aumento da FC quanto da PAS.

O DP é utilizado para análise comparativa em um mesmo indivíduo, para avaliar a ação terapêutica de um medicamento e sua utilização ou não e para a prescrição de exercícios físicos e de procedimentos clínicos de cardiologia, como a evolução da revascularização miocárdica.

Durante exercícios contínuos, a FC e a PAS aumentam paralelamente com a intensidade do esfoço, como ocorre nos testes máximos de ergonomia funcional.

Nos esportistas, sobretudo das modalidades de resistência, e em pessoas ativas e saudáveis que realizam exercício de forma sistemática para melhorar o condicionamento cardiorrespiratório, o duplo produto diminui em condições de repouso. O DP é utilizado pelos cardiologistas e pelos médicos do esporte.

Segundo Ellestad, obtemos o duplo produto (mmHg/ bpm) por meio das seguintes fórmulas:

 

DPmáx previsto = 360 – (0,54 x idade) x 100

DPmáx avaliado = PAS x FCmáx

 

A partir da obtenção do DP, podemos saber de forma indireta o VO2máx do miocárdio (Hellesterns et al., in Lamb, 1985), que se expressa em unidade de mL x 100 g de ventrículo esquerdo, e o déficit funcional do ventrículo esquerdo (DFVE), que se expressa em porcentagem; ambos são muito utilizados em cardiologia, mediante as seguintes fórmulas:

 

VO2máx do miocárdio = (DP x 0,0014) – 6,3 mL

DFVE = 100 x DPmáx previsto – DPmáx alcançado  / DPmáx previsto

 

Utilização de oxigênio pelo miocárdio

Em repouso, cerca de 80% do oxigênio que flui pelas artérias coronárias é extraído pelo miocárdio. Essa extração de alto nível significa que as demandas elevadas de Opara o miocárdio, durante o exercício, só podem ser atendidas com um aumento proporcional da irrigação sanguínea coronariana. Durante esforço intenso, a quantidade de fluxo sanguíneo  coronariano aumenta cinco vezes para atender a demanda de O2 acima do nível de repouso.

Como o miocárdio é um tecido essencialmente aeróbio, deve ter uma provisão contínua de O2. O impedimento do fluxo sanguíneo  coronariano causa dor anginosa e pode provocar um dano irreversível ao músculo cardíaco, como no infarto do miocárdio.

Os principais substratos que geram energia no miocárdio são a glicose, os ácidos graxos e o ácido láctico. O percentual de utilização desses substratos dependerá da intensidade e da duração do exercício.

 

Algumas considerações sobre variações hematológicas no exercício

Durante a atividade física, ocorrem alterações hematológicas, dependendo do tipo de exercício, da duração, da intensidade, da temperatura ambiental, do grau de treinamento, do nível de hidratação, da postura, etc. Tais alterações podem modificar esses parâmetros.

O treinamento bem-planejado permite modificações necessárias nas variações hematológicas, tanto com fins de alto rendimento como nos programas de saúde dirigidos à população. Essas modificações são menos bruscas pela adaptação ao exercício, como se verá a seguir.

 

Hemoconcentração e hemodiluição

A hemoconcentração refere-se ao aumento progressivo dos componentes intravasculares devido à perda contínua de líquido plasmático da corrente sanguínea. A hemodiluição é o contrário, o conteúdo vascular aumenta graças a um ganho resultante de líquido proveniente do espaço intersticial. Os elementos figurados e os solutos diluem-se.

O trânsito de líquidos pelos tecidos depende do equilíbrio entre pressões hidrostáticas e coloidosmóticas capilares e teciduais. Assim, a tendência à hemodiluição ou à hemoconcentração depende de vários fatores específicos:

 

- Quanto maior a temperatura ambiental maior será a tendência à hemoconcentração, devido, logicamente, à eliminação de suor.

- Gravidade e duração: a magnitude da hemoconcentração costuma ser propocional ao exercício intenso e prolongado. Durante trabalho intenso e curto, também a observamos.

- A postura de execução pode condicionar a resposta. Um exercício em posição ortostática facilita a hemoconcentração, porque predomina a filtração no leito capilar da parte inferior do corpo.

- O estado de hidratação pode influir qualitativa e quantitativamente nas respostas do volume intravascular ao exercício. Comprovou-se que reposições líquidas durante o esforço podem atenuar a hemoconcentração gerada no treinamento e na competição.

 

Capacidade de transporte de oxigênio pelo sangue

É um fator determinante da capacidade física e tem como base a concentração de hemoglobinas (Hb), o número de hemácias circulantes e a eficácia de suas funções. O exercício físico gera aumentos na concentração de hemoglobina, no hematócrito e na contagem de eritrócitos no sangue periférico, por:

 

- Desidratação.

- Catecolaminas, que provocam contrações de reservatórios sanguíneo s como o baço ou o fígado, capazes de liberar certa quantidade de eritrócitos para a circulação.

- Duração do exercício (em exercícios prolongados, observou-se redução nos parâmetros hematológicos, por causas que serão explicadas posteriormente).

 

Índices hematológicos

Os estudos realizados nos índices de volume corpuscular médio (VCM), hemoglobina corpuscular média (HCM) e concentração hemoglobínica corpuscular média (CHCM) mostram resultados contraditórios. Esforços curtos até o esgotamento parecem não modificar a concentração, e exercícios muito prolongados levam à desidratação do eritrócito, para compensar a hiperosmolaridade plasmática, razão pela qual se podem observar VCM diminuído e CHCM aumentada.

 

Anemia esportiva

A anemia esportiva ocorre com mais frequência nos esportes de resistência, principalmente no atletismo de fundo e na natação, devido ao treinamento prolongado e intenso em determinadas etapas. As causas são as seguintes:

 

- Expansão plasmática pós-treinamento

- Aumento da hemólise durante esforço

- Hemorragias digestivas e urinárias repetidas em algumas ocasiões (seu efeito principal é por efeito mecânico)

- Alterações na eritropoese

 

Considera-se anemia esportiva valores próximos à anemia clínica:

 

- Hb < 12 g/100 mL de sangue nas mulheres

-  Hb < 14 g/mL nos homens

 

No treinamento adequado com bons mecanismos de recuperação, inclusive uma alimentação balanceada, evitase consideravelmente a anemia.

 

Eritropoese

O exercício é um importante regulador do sistema eritrocitário, ajudando a eliminar os eritrócitos mais velhos e alterados e estimulando a produção e o rejuvenescimento dos elementos circulantes. Após o exercício e o treinamento, ocorre um aumento da eritropoese, já que aumenta, no sangue periférico, o número de eritrócitos jovens e de reticulócitos. As catecolaminas têm um efeito liberador de reticulócitos sobre a medula óssea, e as modificações de pressão nesta, pelas contrações musculares, ajudam na sua liberação.

A eritropoetina é um hormônio sintetizado nos rins, o qual regula a proliferação dos eritrócitos e cujo aumento se atribui a vários fatores:

 

- Hipoxia tecidual (principalmente renal). Há esportes treinados em uma altura média de 2.000 a 2.500 m, para estimular a eritropoese.

- Presença de diferentes hormônios: catecolaminas, T3, T4, costicosteroides, androgenona, etc.

- Hipoglicemia pós-exercício.

 - Aparecimento de produtos da hemólise.

 

Efeitos do treinamento no sistema eritrocitário

Os esportistas de elite, submetidos a fortes treinamentos com uma adequada recuperação das cargas, de forma geral, apresentam valores iguais ou mais baixos do que os da população normal, provavelmente devido a uma adaptação de seu volume plasmático, expandido até cerca de 20% (hemodiluição).

Isso melhora consideravelmente as condições físicas do sangue em sua circulação pelos vasos, eleva a capacidade de resistência ante o esgotamento e melhora a eficiência da sudorese. Também pode aumentar a produção de elementos figurados, que é proporcionalmente menor do que a expansão do volume plasmático. Essa expansão depende, a princípio, da atividade da aldosterona, hormônio que facilita a retenção de água, e mantém-se posteriormente por maior síntese de albumina, a qual aumenta a pressão coloidosmótica do plasma e manifesta-se também por uma conservação da água a longo prazo.

A prática de exercícios, por meio do desenvolvimento do condicionamento físico cardiorrespiratório (aeróbio), apresenta também esse benefício.

 

Sistema leucocitário

Ocorre um grande aumento de glóbulos brancos após a realização de exercícios. Durante exercícios intensos e de curta duração, observa-se elevação dos linfócitos. Em exercícios prolongados, ocorre aumento dos neutrófilos. Essa leucocitose é atribuída aos seguintes fatores:

 

- Mobilização de leucócitos, que, em condições normais, se encontram marginados na parede vascular. Em última instância, a adrenalina seria a responsável por essa desmarginação. É muito marcada em atletas de maratona.

- Hemoconcentração generalizada.

- Resposta inflamatória a uma lesão tecidual local. Os impactos repetidos e a tensão muscular elevada podem provocar uma neutrofilia, que é a responsável pela leucocitose nos maratonistas.

- A acidose também foi implicada na produção de leucócitos e na mobilização de plaquetas. Dessa forma, exercícios com menor nível de acidose parecem provocar menores leucocitoses.

 

Plaquetas

O treinamento de alta intensidade e de curta duração pode aumentar as plaquetas. O exercício moderado e prolongado não parece modificá-las.

 

Adaptações respiratórias durante o exercício

A respiração é uma função vital do organismo, que tem como fim primordial o aporte de O2 da atmosfera até os tecidos e a eliminação de CO2 destes para o exterior. Para isso, o sistema respiratório usa uma série de músculos (músculos respiratórios), que produzem variações de pressão e volume na cavidade torácica, possibilitando a aeração dos alvéolos.

O processo respiratório pode ser dividido em duas fases, uma externa e outra interna. A respiração externa ocorre em três etapas: ventilação pulmonar, que significa troca de ar (entrada e saída) entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares; difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue e perfusão dos alvéolos; e transporte de O2 até as células e de CO2 dos líquidos corporais até o pulmão.

A respiração interna, ou respiração celular, implica a utilização de O2 e a produção de anidrido carbônico (CO2) pelos tecidos, reações metabólicas essenciais para a produção de energia a partir dos alimentos. Todas essas etapas da respiração são reguladas e controladas pelos centros respiratórios.

Alguns aspectos merecem ser relembrados:

 

- Os volumes pulmonares variam com a idade, com o sexo, com o tamanho corporal e especialmente com a altura e devem ser avaliados apenas com relação às normas que consideram esses fatores.

 

-A ventilação pulmonar é ajustada para favorecer concentrações alveolares de oxigênio e dióxido de carbono que assegurem a aeração adequada do sangue que passa pelos pulmões.

-Não é possível avaliar o rendimento respiratório em indivíduos sadios a partir das medidas da função pulmonar sempre que estas se encontrem dentro da normalidade, seja em pessoas sedentárias sadias, treinadas ou esportistas de elite. A natação e o mergulho são os esportes que mais aumentam a capacidade vital e diminuem o volume residual, porque os músculos respiratórios lutam contra a pressão exercida pela água e melhoram sua capacidade aeróbia com o treinamento.

-Volumes pulmonares acima do normal e capacidades pulmonares em alguns esportistas parecem ser devidos ao genótipo. Isso, acompanhado do treinamento específico dos músculos respiratórios, melhora o rendimento físico. O treinamento dos músculos respiratórios favorece a manutenção de altos níveis de ventilação submáxima, uma vez que melhora a resistência ventilatória ao aumentar o número de enzimas aeróbias dos músculos ventilatórios. Assim, consegue-se um retardo no aparecimento da fadiga ventilatória, a qual está relacionada com uma sensação de “falta de ar” e com um mal-estar local provocado pelos níveis de lactato sanguíneo .

-O volume de ar corrente aumenta durante o exercício, invadindo tanto o volume inspiratório de reserva como o volume expiratório. Em uma inspiração máxima, mesmo quando uma pessoa respira com toda sua capacidade vital, o ar permanece nos pulmões. Esse volume pulmonar residual permite trocas contínuas de gás durante todas as fases do ciclo respiratório.

-A ventilação alveolar é a parte da ventilação pulmonar por minuto que entra nos alvéolos e está implicada na troca gasosa com o sangue. A relação da ventilação alveolar com o fluxo sanguíneo  pulmonardenomina-se relação ventilação/perfusão. Em repouso e durante exercícios leves, a relação mantém-seem torno de 0,8 L. Isso indica que cada litro de sangue pulmonar se relaciona a uma ventilação alveolar de 0,8 L. No exercício vigoroso, a ventilação alveolar em pessoas sadias aumenta de maneira desproporcional, e a relação pode alcançar 5 L.

-A ventilação pulmonar ou volume ventilatório máximo (VVM) por minuto em repouso é de 6 L, embora possa chegar até 10 L. A fórmula é:

 

VVM = frequência respiratória x volume de ar corrente

=6 L/min = 12 x 0,5 L

 

O aumento significativo da ventilação pulmonar por minuto resulta de um aumento na profundidade, na frequência ou em ambas. Durante o exercício vigoroso, a frequência respiratória de adultos jovens sadios aumenta normalmente para 35 a 45 respirações/min (embora tenham sido registradas, em esportistas de elite, frequências respiratórias tão altas quanto 60 a 76 durante exercício máximo). Volumes correntes de 2 L/min são comuns durante o exercício.

Homens jovens sadios treinados alcançam, durante um exercício intenso, um volume ventilatório máximo de 140 a 180 L/min, e as mulheres, de 80 a 120 L/min. A diferença diminui nas esportistas de alto rendimento. Foram relatados valores de 200 L/min em homens esportistas de competição de alto nível. Diminuem em pacientes com patologia obstrutiva até 40% do considerado normal para sua idade e tamanho corporal.

 

Regulação da ventilação durante o exercício

A realização do exercício produz modificações na dinâmica respiratória que se traduzem em taquipneia e hiperpneia (aumento na frequência e na amplitude respiratórias, respectivamente); com isso, pretende-se satisfazer às grandes necessidades de O2 existentes durante a atividade física. Normalmente, existe uma fase precoce de desequilíbrio entre as exigências e os aportes, que é a dívida de O2. Quando a demanda é satisfeita, entra em uma fase de equilíbrio entre a captação e o consumo de oxigênio. Se o trabalho é de grande intensidade, chega o momento em que a adaptação respiratória é insuficiente para compensar as necessidades. Nesse caso, volta a se criar a dívida de O2, passase ao metabolismo anaeróbio e surge uma intensa dispneia (sensação de dificuldade para respirar).

Nas competições esportivas, costuma-se realizar um trabalho máximo que cria rapidamente dívida de O2, desembocando no metabolismo anaeróbio, o que pode acarretar uma rápida depleção quando as necessidades de O2 superam amplamente os aportes. A dívida criada será compensada no período de recuperação, como se verá mais adiante neste capítulo.

Embora aumentem tanto a frequência como a amplitude respiratórias, esta última é a que mais aumenta, sendo denominada hiperpneia do exercício.

Antes do exercício, da mesma forma que ocorre no sistema cardiovascular, ocorrem fenômenos de pré-arranque, aumentando o volume ventilatório expiratório (VVE) à custa da frequência respiratória, principalmente.

Durante atividades moderadas, a ventilação aumenta em relação ao VO2. Em uma respiração de até 30 L/min, o trabalho respiratório é realizado pelos músculos inspiratórios, uma vez que a expiração é passiva, devido à elasticidade toracopulmonar. Daí em diante, a respiração tornase ativa, entram em jogo os músculos expiratórios e, ao chegar aos 100 L/min, intervêm também os músculos respiratórios acessórios. Essa participação em bloco de todos os músculos respiratórios condiciona um VO2 que pode privar o resto do organismo de oxigênio, ou seja, a mobilização de ar durante o esforço físico consome O2, o que constitui um limite ventilatório para a realização do trabalho. Em indivíduos treinados, esse limite chega a 150 a 200 L/min; a mobilização de qualquer volume adicionado requer um aporte de O2 que repercute sobre o rendimento do organismo.

Uma conclusão prática é que a realização de um trabalho aeróbio máximo nunca desenvolve níveis extremos de ventilação pulmonar. Por outro lado, a ventilação é limitada pela circulação, ou seja, pelo tempo que o eritrócito permanece em contato com a barreira hematogasosa e pode captar O2 alveolar (hematose).

A regulação da respiração durante o exercício é o resultado da combinação de fatores neurais e químicos:

-Regulação pré-exercício de origem neural (similar ao sistema cardiovascular), o que aumenta o incremento ventilatório antes do exercício a partir de informações das regiões do córtex motor que estimulam os neurônios respiratórios medulares.

-Uma resposta reflexa, cuja origem se encontra na estimulação dos quimiorreceptores e dos mecanorreceptores musculares.

-Elevação da temperatura muscular, que tem um efeito estimulador sobre os neurônios do centro respiratório, tendo relevância em exercícios de certa duração.

-Mais tarde, os metabólitos procedentes dos músculos (CO2, ácido láctico) estimulam, diretamente ou por mediadores (H+), os quimiorreceptores aórticos e carotídeos e até mesmo os centros respiratórios, aumentando a ventilação. Como demoram um certo tempo para ser produzidos, não podem ser a única causa de hiperventilação. Além disso, apenas sua presença não é suficientemente potente para desencadear as modificações que ocorrem em um exercício vigoroso.

-A pressão de oxigênio (PaO2) aumenta e não constitui um estímulo para a ventilação.

-A hiperventilação produz uma redução da PaCO2, circunstância que inibe a hiperventilação. No entanto, esses fatores estimulantes sofrem oscilações entre o final da inspiração e o final da expiração (PaCO2 capilar e alveolar, mais alta no final da expiração e mais baixa no final da inspiração). Isso, associado a um provável aumento na sensibilidade dos quimiorreceptores periféricos, provoca parte do estímulo hiperventilatório durante o exercício.

 

Regulação respiratória do equilíbrio ácido-básico durante o exercício

O pH do sangue mantém-se levemente alcalino (7,4), qualidade que não pode sofrer modificações importantes para a correta homeostase do organismo. A realização do exercício sempre gera um aumento na produção de CO2 e quase sempre de ácido láctico, com um aumento da concentração do íon hidrogênio (H+); por isso, durante o exercício há uma tendência à acidose metabólica. Isso pode ser compensado com sistemas tamponadores, presentes nos líquidos corporais, como o tampão bicarbonato, o fosfato e as proteínas plasmáticas. Esses sistemas químicos esgotam-se com certa rapidez, razão pela qual necessitam de tamponadores físicos, como os pulmões e os rins, os quais atuam a médio e longo prazos e, além disso, potencializam a atividade dos tamponadores químicos.

Qualquer aumento dos H+ nos líquidos extracelulares e no plasma estimula o centro respiratório e provoca uma hiperventilação. Isso reduz rapidamente o CO2 do sangue que sai com o ar expirado e facilita a recombinação de H+ com HCO3– , desaparecendo valências ácidas do meio.

A magnitude potencial do pulmão como tamponador foi estimada como o dobro de todos os tampões químicos juntos.

O treinamento anaeróbio permite desenvolver uma adaptação no esportista, que suporta níveis mais altos de ácido láctico e mais baixos de pH do que os que suportava antes do treinamento.

Em resumo, os principais mecanismos que operam durante a regulação da ventilação pulmonar são:

 

-Os centros respiratórios no tronco encefálico, que estabelecem a frequência e a profundidade da respiração.

-Os quimiorreceptores centrais (no bulbo), que respondem às alterações de CO2 e H+. Quando qualquer um dos dois aumenta, o centro respiratório intensifica a respiração.

-Receptores periféricos no arco da aorta e na bifurcação da artéria carótida, que respondem a modificações do O2, mas também do CO2 e dos H+.

 

Durante o exercício, a ventilação aumenta quase imediatamente, devido à atividade muscular que estimula o centro respiratório. A isso, segue-se um aumento gradual por elevação da temperatura e das alterações químicas no sangue arterial produzidas pela atividade muscular.

Entre os problemas associados com a respiração durante o exercício, encontram-se: dispneia, hiperventilação e execução da manobra de Valsalva.

 

Dispneia (respiração curta)

-Sensação de dispneia durante o exercício. Isso se apresenta com maior frequência em pessoas com má condição física que tentam fazer exercícios intensos.

-As concentrações de CO2 e H+ aumentam de forma importante.

-Enviam estímulos fortes ao centro respiratório para aumentar a frequência e a profundidade da ventilação.

-Esses indivíduos não apresentam uma resposta adequada para restabelecer a homeostase normal, pelo mau condicionamento dos músculos respiratórios.

 

Hiperventilação

-Produz um incremento de ventilação, que aumenta a necessidade metabólica de O2, o que, em condições de repouso, reduz a PaCO2 no sangue arterial de 40 para 15 mmHg. Esse comportamento também reduz H+ com aumento do pH (alcalose).

-Aumento do PO2 alveolar, não aumentando o PO2 sanguíneo , já que o sangue que sai dos pulmões está saturado com O2 a 98%.

-A respiração rápida e profunda pode provocar tontura e até perda de consciência, pela sensibilidade da regulação do sistema respiratório ao CO2 e ao pH.

 

Exemplos no esporte:

-Natação: hiperventilação antes da competição com a finalidade de melhorar a mecânica das braçadas durante os primeiros 8 a 10 s da prova. Isso é seguramente uma desvantagem em provas de 200 m ou mais, pois caem os níveis de PaO2, o que dificulta a oxigenação muscular.

-Imersão/esporte subaquático: perigoso, pois o O2 no sangue reduz criticamente antes que o acúmulo de CO2 indique que se deve subir à superfície.

 

Manobra de Valsalva

Ocorre quando se tenta levantar um objeto pesado ou quando se tenta estabilizar a parede do tórax. Isso ocorre por:

 

-Fechamento da glote.

-Aumento da pressão intra-abdominal, contraindo o diafragma e os músculos abdominais de forma forçada.

-Aumento da pressão intratorácica, contraindo os músculos respiratórios de forma forçada.

 

Tudo o que foi mencionado anteriormente diminui o retorno venoso, colapsando as veias grandes. Quando se mantém durante um tempo prolongado, o volume de sangue que volta ao coração diminui, reduzindo o débito cardíaco, o que é muito perigoso para pacientes com HAS e doenças cardiovasculares. Pode ser uma razão para que um percentual importante dos atletas de halterofilismo apresente HAS.

 

Utilização de energia durante o exercício: sistema de medição

A produção de energia nas fibras musculares não pode ser medida diretamente no corpo, mas podem ser utilizados vários métodos indiretos de laboratório. Um desses é a calorimetria direta e indireta.

 

Calorimetria direta

Apenas cerca de 40% da energia liberada durante o metabolismo de HC e gorduras é usada para produzir ATP. Os outros 60% são utilizados para obter calor; por isso, um modo de estimar o ritmo e a intensidade da produção de energia é medir a produção direta de calor pelo corpo. Esse método chama-se calorimetria direta. Os equipamentos utilizados são muito caros.

 

Calorimetria indireta

O metabolismo dos carboidratos e das gorduras depende da disponibilidade de O2 enquanto produz CO2 e H2O. A quantidade de O2 e CO2 trocados nos pulmões é similar à usada e liberada pelos tecidos do corpo, respectivamente. A partir disso, o consumo calórico pode ser obtido medindo os gases respiratórios, por isso é calculado a partir do intercâmbio respiratório de CO2 e O2.

Os equipamentos utilizados são os analisadores de gases respiratórios de esforço, o que revela a quantidade de CO2 liberada e de O2 consumido, o que é denominado relação de trocas respiratórias ou quociente respiratório.

QR = VCO2/ VO2

O valor do QR durante o repouso é de 0,78 a 0,80.

 

Algumas considerações sobre o quociente respiratório e sua equivalência calórica a partir de carboidratos e gorduras

-A combustão de uma molécula de gordura requer significativamente mais O2 do que a combustão de carboidratos.

-Durante a combustão de carboidratos, produz-se aproximadamente 6,3 moléculas de ATP por cada molécula de O2 usada (38 ATP por 6 moléculas de O2), em comparação com 5,6 moléculas de ATP por molécula de O2 durante o metabolismo do ácido palmítico (129 ATP por 23 de O2).

-Embora as gorduras proporcionem mais energia do que os carboidratos, é necessária mais energia para oxidar as gorduras. Isso significa que o valor do quociente respiratório para as gorduras é substancialmente mais baixo do que para os carboidratos.

-Se forem oxidadas apenas as gorduras, serão produzidas 4,69 kcal/L de O2. O valor de QR para o ácido palmítico é 0,7. A oxidação das proteínas produziria 4,46 kcal/L de O2 consumidos.

-Se as células utilizam apenas glicose ou glicogênio, cada molécula de O2 origina 5,05 kcal. O valor de QR para os carboidratos é de 1.

-O valor do QR de repouso é de 0,78 a 0,8 (uma pessoa que se alimente de forma saudável possui um QR de 0,8).

-À medida que a atividade física aumenta, o QR também aumenta, com predomínio de carboidratos, primeiro de forma aeróbia, posteriormente mediante a combinação aeróbia e anaeróbia, e, finalmente, o aporte de carboidratos com predomínio anaeróbio. Na Tabela 2.9, observa-se como o quociente respiratório aumenta e correlaciona-se com o aumento dos carboidratos.

-O QR é uma das variáveis importantes para ter em conta no diagnóstico dos limiares aeróbio e anaeróbio, por meio do estudo dos gases respiratórios durante o exercício máximo ou submáximo durante a calorimetria indireta.

-A elevação do QR até 1 reflete a demanda de glicose e de glicogênio muscular durante um exercício intenso, mas também pode indicar que está eliminando mais CO2 do sangue do que está sendo produzido nos músculos, por acúmulo de ácido láctico no sangue, motivo pelo qual poderia ser maior que 1 e, às vezes, maior que 1,25.

 

Ritmo metabólico basal

É a quantidade mínima de energia requerida pelo corpo para manter as funções celulares básicas. O ritmo metabólico basal (RMB) tem uma estreita relação com a massa magra e com a superfície do corpo; por isso, o sexo feminino possui um RMB menor de forma geral, pois apresenta um percentual de gordura maior e estatura menor.

O RMB:

-Diminui com o avanço da idade.

-Aumenta com elevações da temperatura.

-Aumenta pelo estresse, ao ativar o sistema simpático.

-Aumenta pelo incremento dos hormônios tiroxina, da glândula tireoide, e adrenalina, da medula adrenal.

-Encontra-se geralmente entre 1.200 e 2.400 kcal/ dia. Porém, quando se acrescenta a atividade diária, o consumo calórico típico é de 1.800 a 3.000 kcal/ dia.

-O metabolismo aumenta com a intensificação do exercício, mas o consumo de O2 é limitado. Seu valor máximo é o VO2máx.

-As melhoras no rendimento com frequência significam que o indivíduo pode render durante longos períodos a um percentual mais elevado de seu VO2máx.

-A capacidade do rendimento também pode melhorar com o aumento da economia do esforço.

 

 

Consumo máximo de oxigênio absoluto (VO2máx) e relativo (VO2máx/kg): um indicador importante na fisiologia do exercício

Nos estudos biomédicos do exercício em esportistas e também na população, é importante realizar teste de esforço cardiorrespiratório máximo (ergometria ou ergoespirometria funcional) para determinar o VO2máx e o VO2máx/kg, o que será explicado neste capítulo e nos Capítulos 4 e 13.

Como se sabe, o sucesso nos esportes de resistência está relacionado:

 

-A valores elevados de VO2máx e VO2máx/kg, assim como à eficiência do limiar anaeróbio.

-À economia do gesto esportivo, como a eficácia da passada para um corredor ou da braçada para um nadador.

-À capacidade para manter um esforço submáximo por tempo prolongado.

 

O VO2máx/kg é uma variável de grande importância aos programas de saúde na população com o fim de conhecer o condicionamento cardiorrespiratório.

Existem circunstâncias que limitam o VO2 no homem, entre as quais se destacam:

 

-A velocidade do transporte de nutrientes para os tecidos em atividade, que depende da função cardiovascular e respiratória.

-A capacidade de utilização do O2 pelas células ativas.

-A capacidade de difusão de O2 nos pulmões.

-A inatividade, a idade, o condicionamento físico e as doenças.

 

A Tabela 2.10 mostra diferentes fatores que podem limitar o rendimento esportivo durante o VO2máx.

Há diferentes métodos não-invasivos para obter o VO2máx de forma direta (com a utilização de analisadores respiratórios durante testes de esforço, em condições de laboratório e de campo) e indireta (mediante teste de laboratório com a relação da carga utilizada e sua resposta biológica). Em testes de campo, a partir da velocidade rea lizada em diferentes distâncias, calcula-se o VO2máx absoluto e relativo como nos testes de Cooper e de Tokmakidis, entre outros.

Existem múltiplos protocolos nos testes de laboratório para a obtenção do VO2máx, de forma direta ou indireta.

O consumo de 1 L de O2 gera 5 kcal, existindo uma relação perfeita entre o O2 consumido e a energia produzida. Portanto, quanto maior for o VO2, maior será o rendimento energético.

 

 

 

 

Consumo de oxigênio

É a quantidade necessária para responder à demanda energética de uma determinada atividade. O VO2 aumenta de forma linear com a intensidade da carga e com a FC, até um limite. É medido em litros (L).

 

Consumo máximo de oxigênio ou potência aeróbia máxima

É a medição, em L/min, da capacidade máxima de transporte de O2 do coração e dos pulmões de um indivíduo, assim como a capacidade dos músculos para utilizar e consumir o O2. Quando o VO2máx chega até seus limites ocorre um platô: apesar de aumentar a carga, não há aumento do VO2máx.

Em condições de repouso, o consumo de O2 basal é de 0,25 L de O2/min; é igual para indivíduos sedentários e para os que praticam qualquer tipo de esporte. Durante o exercício leve, uma pessoa normal pode triplicá-lo para 0,75 L de O2/min. Se o exercício for moderado ou submáximo, pode multiplicá-lo 8 a 12 vezes, ou seja, até valores de 2 a 3 L de O2/min. O indivíduo treinado pode chegar até 4 a 5 L/min. Atletas de capacidade superior podem atingir 6,2 L/min. Os valores vão diminuindo com a idade e aumentando com o treinamento.

 

Consumo máximo de oxigênio relativo

É o VO2máx por kg de peso, expresso em mL/kg/min. É o indicador biológico mais importante de saúde e da condição física da população. No Capítulo 15 observaremos várias classificações para os diferentes grupos, por idade e sexo, segundo o American College of Sport Medicine (ASCM). Como média, resulta um pouco inferior para as mulheres, 33 a 45 mL de O2/kg/min, do que para os homens, 42 a 52 mL de O2/kg/min.

É um indicador importante para o esporte de alta competição, sobretudo para as modalidades de resistência. Na Figura 2.1 observa-se a relação entre o conteúdo de fibras musculares lentas, ou do tipo l, e o VO2 /kg, em diferentes modalidades esportivas. Existe uma relação direta entre ambas.

 

Fatores que influenciam o VO2máx e o VO2máx/kg

Os seguintes fatores influenciam o VO2máx e o VO2máx/kg: genéticos, constitucionais (composição corporal), sexo, idade, atividade física ou modalidade esportiva, nível de treinamento, temperatura ambiental, pressão atmosférica, estado de saúde, esforço realizado durante a prova ou teste e habilidade e técnica para realizar o gesto esportivo.

 

Estado estável, déficit de O2 e dívida de O2

Quando se realiza uma atividade física de forma econômica, em que existe um equilíbrio da relação gasto de energia/ produção, mantém-se o trabalho do metabolismo aeróbio sem ultrapassar o limiar anaeróbio (3,4 mmol/L de ácido láctico). Quando a intensidade da atividade ultrapassa o nível de produção de ácido láctico,depende-se do metabolismo anaeróbio para responder ao déficit de O2, que finalmente leva a uma dívida de O2.

 

Estado estável

Equilíbrio existente entre a energia requerida pelos músculos que trabalham e o ritmo de produção de ATP. Mantêmse constantes as variáveis: FC, FR, PA, DC, volume respiratório por minuto, VO2máx/kg, lactato, gesto esportivo, etc.

No esporte de alto rendimento, sobretudo em modalidades de resistência, é importante trabalhar em um percentual elevado do VO2máx em condições de estado estável, uma vez que se está trabalhando com uma alta eficiência, deixando de usar, nesse momento, uma fonte energética importante de caráter anaeróbio.

 

Déficit de oxigênio

É a diferença entre as necessidades de O2 e a quantidade real fornecida e consumida. Ocorre no início de um trabalho determinado (mesmo muito leve). A energia é proporcionada pelo metabolismo anaeróbio. Às vezes o déficit de O2 mantém-se todo o tempo durante provas intensas de pouca duração, como 100 até 800 m rasos no atletismo e entre 50 e 200 m na natação, etc. Em esportes de resistência na aceleração final, para melhor tempo e êxito esportivo, necessita-se de energia anaeróbia.

 

Dívida de oxigênio

Define-se como a quantidade de O2 consumida após o exercício, acima do consumo basal prévio à prática esportiva.

Reflete o pagamento do organismo, pelo metabolismo aeróbio, do gasto energético que se acumulou durante o trabalho (o qual foi facilitado pela via anaeróbia para responder ao déficit), assim como de ajustes endócrino-metabólicos, cardiorrespiratórios e neuromusculares durante a recuperação.

A restituição da dívida é rápida no início, sendo depois mais lenta. A dívida de O2 máxima de cada indivíduo limita a realização do exercício por ser um fator que condiciona o aparecimento da fadiga. O treinamento físico aumenta o volume da dívida antes que apareça a fadiga.

Observa-se a diferença marcada no déficit e na dívida de O2 no exercício leve e moderado (Figura 2.2) e no exercício intenso (Figura 2.3), sendo, nesse último caso, mais marcado pela necessidade do metabolismo anaeróbio de responder às necessidades energéticas desse tipo de exercício.

Por esse motivo, a recuperação integral do organismo para compensar a dívida de O2 seria mais lenta na atividade intensa. Na Figura 2.4 observa-se a mesma situação.

 

 

Figura 2.1

Porcentagem de fibras musculares lentas e do VO2máx/kg em diferentes modalidades esportivas. Fontes: Karlsson et al., 1975. Retirada do Master de resistência do COE, prof. Navarro, 1994.

 

Classificação da intensidade do exercício dinâmico

Na Tabela 2.11 apresenta-se a relação entre o VO2máx absoluto e relativo com respeito a esportistas de alto rendimento, assim como em indivíduos treinados com fins de saúde e em pessoas sedentárias com determinadas enfermidades e fatores de risco de doenças crônicas não-transmissíveis.

 

 

Figura 2.2

Déficit e dívida de oxigênio durante exercícios leves a moderados.

 

 

Figura 2.3

Déficit e dívida de oxigênio durante exercícios intensos.

 

 

Figura 2.4 

Evolução do consumo da dívida de oxigênio durante o exercício e a recuperação.

 

 

Um método simples para medir a intensidade do trabalho é a obtenção da FCmáx e sua posterior relação com o VO2máx, uma vez que, como visto anteriormente, existe uma correlação de aumento linear de ambas as variáveis expressa em percentual. Essa correlação diminui a partir de 90% do VO2máx. As variáveis relacionam-se com a percepção do esforço segundo a escala de Borg (Tabela 2.2).

 

Como podemos medir a frequência cardíaca máxima de uma pessoa?

Tanto para o esporte de rendimento como para programas de saúde direcionados à população, podemos utilizar a seguinte fórmula:

 

Frequência cardíaca máxima

FCmáx = 220 – idade

Por exemplo, a FCmáx de um atleta de 22 anos é 198.

 

O conhecimento da FCmáx permite que o médico do esporte, o treinador, o professor de educação física ou o preparador físico possa planejar a faixa do percentual de intensidade da FCmáx, ou seja, a faixa de bpm ante determinada carga de exercícios, em função do desenvolvimento de diferentes objetivos individualizados no esporte de competição ou em programas de atividade física para a saúde. Para pessoas da terceira idade e para portadores de doenças, o exercício deve ser prescrito pelo médico.

O limiar anaeróbio de um indivíduo normal (3 a 4 mmol/L de ácido láctico), em boas condições físicas, deve estar entre 75 e 85% do VO2máx. Um atleta de alto nível e bemtreinado pode ter seu LA em 90% da FCmáx ou discretamente mais elevado. Na Tabela 2.12 mostra-se a classificação de Pollock e Wilmore da intensidade relativa, uma forma fácil e completa para avaliar a resposta biológica à carga de treinamento recebida, assim como também do ponto de vista psicofisiológico, ao incluir o grau de percepção do esforço realizado por Borg. Tudo isso pode ser relacionado com outras respostas biológicas às cargas de treinamento do ponto de vista bioquímico, como o ácido láctico, a ureia, etc. Os treinadores e médicos do esporte devem considerar a informação oferecida por Pollock e Wilmore e adequá-laàs avaliações diárias do treinamento com o objetivo de correlacionar essas variáveis de respostas com as cargas, tanto de forma quantitativa como qualitativa, podendo fazer parte do diário do treinamento de cada atleta.

 

Importância do metabolismo anaeróbio

No esporte de competição, é muito importante o treinamento, em qualquer modalidade esportiva, por meio do metabolismo anaeróbio, sendo mais predominante nos esportes que dependem da velocidade e/ou da força. Como mencionamos no Capítulo 1, as fontes principais são a via anaeróbia aláctica, mediante a CP, e a via glicolítica anaeróbia láctica, com o acúmulo de ácido láctico.

 

Capacidade anaeróbia

É a quantidade máxima de ATP ressintetizada pelo metabolismo anaeróbio (da totalidade do organismo) durante um tipo específico de esforço máximo de curta duração (Green, 1994). Ou seja, se o esgotamento ocorrer em menos de dois minutos, a quantidade de ATP fornecida pelo metabolismo anaeróbio provavelmente não será máxima. O termo capacidade anaeróbia indica o máximo de ATP que o metabolismo anaeróbio pode fornecer.

 

 

 

 

Potência anaeróbia

É a velocidade máxima na qual o metabolismo anaeróbio pode ressintetizar ATP durante um esforço máximo de curta duração.

 

Capacidade anaeróbia aláctica

É a quantidade de ATP que pode ser ressintetizada por processos metabólicos anaeróbios à custa de CP, sem a produção de lactato.

 

Capacidade anaeróbia láctica

É a quantidade de ATP que pode ser ressintetizada pela via glicolítica, em um esforço de máxima intensidade até o esgotamento, com a produção de lactato.

 

Metabolismo do ácido láctico

É de grande importância, pois permite ao músculo obter energia de maneira muito rápida e sem depender dos mecanismos de transporte de O2. A quantidade total de energia produzida nessa via (glicolítica anaeróbia) é menor do que quando há uma oxidação completa. O acúmulo de lactato no músculo é um mecanismo indutor de fadiga.

 

Limiar anaeróbio: um indicador importante no alto rendimento

É o percentual do VO2máx utilizável durante um período prolongado. Esse limiar é superado quando se trabalha a uma intensidade superior, que resulta em rápido acúmulo de ácido láctico e na perda do limiar anaeróbio. O limiar também pode ser superado quando o tempo de trabalho é muito longo, esgotando as reservas energéticas.

O LA é o ponto de intensidade em que o lactato começa a se acumular, sendo sua concentração de aproximadamente 3 e 4 mmol/L. Esse limiar define duas zonas, uma inferior e outra superior. É um indicador importante de eficiência no esporte de alto rendimento, até superior ao VO2máx/kg.

Trabalhar em uma intensidade elevada no LA do percentual do VO2máx garante uma velocidade maior, sem o acúmulo de lactato e com demora no aparecimento de fadiga.

O estado estável pode ser encontrado dentro do LA.

O limite inferior desse limiar é o limiar aeróbio, com valores aproximados entre 1,5 e 2,9 mmol/L.

O LA de uma pessoa saudável e ativa encontra-se entre 75 e 85% do VO2máx. Em um atleta de alto nível de modalidades de resistência pode-se encontrar 90% do VO2máx.

 

Ventilação e metabolismo energético durante o exercício

Denominamos equivalente ventilatório para o oxigênio (VE/ VO2) a proporção entre o volume de ar ventilado (VE) e a quantidade de O2 consumido pelos tecidos (VO2), o qual indica a economia do O2.

Em condições de repouso, o VE/VO2 pode oscilar entre 23 e 28 L de ar por L de O2 consumido.

Durante exercícios de intensidade leve, com estado constante, a ventilação reflete com precisão o ritmo do metabolismo energético.

O ponto máximo de tensão ventilatória tolerável é o momento em que a ventilação aumenta abruptamente, embora o consumo de O2 não o faça. Esse aumento reflete a necessidade de eliminar o excesso de CO2.

O equivalente respiratório do O2 (VE/VO2) é uma das variáveis respiratórias utilizadas para determinar o limiar aeróbio e o limiar anaeróbio.

 

Critério de determinação de limiares ventilatórios

A fisiologia respiratória revela os limiares ventilatórios aeróbios e anaeróbios por meio de cargas crescentes (teste progressivo) em equipamentos de laboratório a partir do uso de bicicleta ergométrica, esteira rolante ou remoergômetro, etc., sempre acoplados a equipamentos analisadores de gases respiratórios com monitorização eletrocardiográfica. É um teste não-invasivo e de caráter máximo (embora se possa dar certo valor ao submáximo) e é utilizado principalmente em esportes de competição. São levadas em conta diferentes variáveis respiratórias durante o esforço físico, como consumo de O2, consumo de CO2, volume expiratório, equivalente respiratório de O2, equivalente respiratório de CO2, pressão de O2 do ar final da expiração (PET O2), pressão de CO2 do ar final da expiração (PET CO2), quociente respiratório e consumo máximo de O2 (VO2máx), as quais são relacionadas com variáveis cardiovasculares durante o repouso, o exercício e a recuperação, como a FC, a PA e a eletrocardiografia. Às vezes, realiza-se a medida de ácido láctico sanguíneo  durante diferentes cargas, segundo a metodologia aplicada, com a finalidade de relacionar os resultados bioquímicos com os respiratórios e cardiovasculares. A partir de todas essas variáveis obtemos outras, como VO2máx/kg, pulso de O2/VO2máx/FCmáx, duplo produto, etc.

Quando se submete o esportista a um teste progressivo de cargas (1 a 4 minutos em cada carga crescente de acordo com a metodologia), ocorre uma série de alterações das variáveis respiratórias, tais como:

 

- Até 40 a 50% do VO2máx:

auemtaVE, diminuiPET O2, aumentaPET CO2, diminuiVE/VO2

 

- Entre 50 e 70% do VO2máx:

Aumenta aumentaVE, diminuiPET O2, aumentaPET CO2, aumentaQR

 

- Acima de 70% do VO2máx:

Aumenta Aumenta Aumenta VE, Aumenta PET CO2, Aumenta VE/VO2, Aumenta QR, diminuiPET O2

 

Quando a intensidade do exercício de esforço máximo aumenta com cada carga incrementada, observamos modificações, como:

-O VO2 aumenta linearmente até alcançar um valor máximo, onde se mantém (VO2máx) na forma de platô.

-O VE e o VCO2 aumentam linearmente até um ponto crítico (zona de transição), a partir do qual o aumento é maior do que o do VO2.

-O VE/VO2 e a pressão de O2 do PET O2 diminuem nas primeiras cargas, para depois aumentarem progressivamente.

 

No nível bioquímico, as modificações em um teste progressivo obedecem ao imperativo muscular de obter energia para realizar a contração muscular e, portanto, o movimento.

As vias de utilização prolongada de energia submáxima vão passando da utilização inicial de fosfogênicos, passando pela glicólise anaeróbia, pela glicólise aeróbia e a pela utilização de ácidos graxos como fonte principal para obtenção de energia.

O momento em que a energia proporcionada pela glicólise aeróbia cruza com a proporcionada pela oxidação de ácidos graxos denominou-se recentemente cross-over (Brooks e Mercier, 1994). Durante o tempo de um teste de esforço (20 a 25 minutos), o cross-over ocorre a 60 a 70% do VO2máx.

Se o exercício prossegue até intensidades máximas, começa o recrutamento maciço de fibras do tipo II, aumenta a glicólise anaeróbia e ocorre um aumento da produção de ácido láctico.

O tamponamento do ácido láctico formado é realizado predominantemente pelo sistema do bicarbonato:

 

Ácido láctico + bicarbonato sódico = lactato sódico + ácido carbônico

 

O ácido carbônico passa rapidamente a anidrido carbônico e água por ação da anidrase carbônica.

O aumento na produção de CO2 e, portanto, do VE tem sido classicamente descrito como o fundamento bioquímico das alterações respiratórias nesse tipo de testes de esforço (Wasermann, 1973).

 

Existem diferentes métodos para se obter os limiares ventilatórios aeróbios e anaeróbios. A seguir, o método Davis (Córdoba, 1985) será abordado.

 

Limiar ventilatório (LV1) – limiar aeróbio

-Primeiro aumento não-linear da ventilação.

-Aumento do VE/VO2 sem um aumento simultâneo do VE/VCO2.

-Elevação de PET O2 sem uma redução recíproca de PET CO2.

 

A produção de lactato no sangue fica entre 1,5 e 2,9 mmol/L.

 

Limiar ventilatório (LV2) – limiar anaeróbio

-Segundo aumento desproporcional e não-linear da ventilação.

-Aumento não-linear do VE/VO2 com aumento simultâneo do VE/VCO2.

-Elevação da PET O2 com uma redução recíproca da PET CO2.

 

A produção de lactato no sangue fica entre 3 e 4 mmol/L. No Capítulo 13 abordaremos com exemplos mais precisos a melhor forma de determinar os limiares aeróbio e anaeróbio, levando em conta também outras variáveis importantes, como o QR, a FC durante cada estágio de intensidade no teste de laboratório, a intensidade de trabalho, os percentuais da FCmáx e do VO2máx, a modalidade esportiva e o nível do atleta, o grau de percepção do esforço e, quando for possível, o lactato sanguíneo . No Capítulo 13 também abordaremos a interpretação do teste de ergoespirometria máxima, citando exemplos e recomendações ao treinador.

Devemos ter claros os conceitos de testes de esforço máximo do ponto de vista respiratório e cardiovascular. Devese considerar que o ideal é realizar o teste até 100% da FCmáx. Também poderiam ser critérios para finalizar o teste: alterações importantes no eletrocardiograma (depressão do segmento ST, extras-sístolesventriculares importantes), resposta hipertensiva grave ao esforço, dor precordial, etc.

 

Critérios de testes de esforço máximo em ergoespirometria

-Obter 100% da FCmáx

-Platô na curva do VO2

-VO2máx x pico de VO2

-Quociente respiratório > 1,1 (1,18 e 1,19)

 

Na Tabela 2.13, observa-se a classificação dos limiares respiratórios a partir do percentual de VO2máx atingido em cada limiar. Essa classificação é para esportistas de alto rendimento. Na população normal praticante de atividade física aeróbia (condicionamento cardiorrespiratório), alcançar uma avaliação normal ou satisfatória nessa classificação pode ser considerada boa ou muito boa dependendo da idade e do estado de saúde.

Nessa classificação, devem-se levar em conta, para os atletas, a modalidade esportiva, as características individuais do atleta, a idade e o nível esportivo, a etapa do treinamento, os estudos anteriores sobre ele e seu esporte, etc.

Os esportistas mais talentosos e mais bem-treinadosnas modalidades de resistência possuem limiares anaeróbios mais eficientes (> 90%). Nos Capítulos 6 e 7 será abordada a importância do limiar anaeróbio.

Respostas fisiológicas acima do limiar ventilatório anaeróbio: acidose metabólica, diminuição da resistência aeróbia, aceleração da utilização do glicogênio e da regeneração anaeróbia de ATP (depleção das reservas de glicogênio e acúmulo de ácido láctico), redução da extração de O2, atraso no estado estável do VO2, aumento na produção de CO2, aumento do volume expiratório, aumento das catecolaminas e do duplo produto cardiovascular e hemoconcentração(deve-se ao aumento de líquido intracelular).

 

Limiar láctico

Na realização do teste progressivo, ocorre uma série de processos metabólicos observáveis em amostras seriadas de lactato no sangue. As quantidades obtidas obedecem à interação entre o lactato produzido e o depurado (Broocks, 1985).

A maior produção de lactato pelo recrutamento das fibras musculares rápidas, junto à diminuição de fluxo sanguíneo  para o fígado e rins (órgãos fundamentais para sua depuração) e à dificuldade dos músculos que realizam o exercício para extrair e oxidar o lactato, são as causas do aumento exponencial do lactato em um determinado momento, que é denominado limiar láctico (LT).

A produção de lactato cai, uma vez que seu acúmulo produz uma acidez metabólica, gerando fadiga nos níveis bioquímico e respiratório, a qual não permite a continuação de um exercício tão intenso.

As Figuras 2.5 e 2.6 mostram, respectivamente, um teste escalonado de lactato, assim como a interpretação da curva de lactato com o correspondente aumento do ácido láctico a partir do aumento da intensidade do exercício.

A Figura 2.5 mostra a relação entre a concentração de lactato sanguíneo  e a intensidade do esforço, o que seria o esquema de um protocolo típico de esforço progressivo escalonado.

Com baixas intensidades de esforço, o nível de lactato sanguíneo  é muito próximo ao do repouso. Ao chegar a uma determinada intensidade, que varia entre indivíduos, a concentração de lactato começa a aumentar. Quando a intensidade do trabalho aumenta ainda mais, o lactato aumenta progressivamente durante todo o período de exercício. O ponto de intensidade em que se começa a acumular lactato se denomina limiar anaeróbio, o qual tem sido situado entre 3 e 4 mmol/L pela maioria dos especialistas.

O LA define duas regiões, a primeira, inferior, corresponde à produção de energia pedominantemente pelo sistema aeróbio, com o auxílio, de forma leve, do sistema anaeróbio, que produz ácido láctico. Nessa primeira zona, a eliminação e o aparecimento de ácido láctico no sangue caminham lado a lado, mantendo um equilíbrio estável. Na segunda zona (superior ao LA), observa-se um desequilíbrio entre a produção de lactato, seu aparecimento na corrente circulatória e sua eliminação.

As variações da curva de lactato durante o treinamento podem dar indicações para o planejamento posterior do treinamento (Grasser et al., 1989). Na Figura 2.6 mostrase uma curva típica de lactato que oferece as seguintes interpretações:

 

-Deslocamento para a direita, especialmente na parte baixa da curva (1). Melhora a resistência de base.

-Deslocamento para a direita na metade da curva (2). Possível melhora da resistência específica e/ou VO2máx.

-Deslocamento para a direita e para cima, especialmente na parte alta da curva (3). Melhora no nível anaeróbio.

 

 

 

Figura 2.5 

Teste escalonado de lactato.

 

 

Figura 2.6 

Curva de lactato.

 

Algumas considerações sobre lactato, pH e regulação respiratória do equilíbrioácido-básico

-Em condições de repouso, o lactato no sangue é de 0,8 a 1,5 mmol/L.

-O lactato saguíneo recupera-se mais rapidamente durante a recuperação ativa do que durante a passiva. A recuperação regenerativa (60 a 70% da FCmáx) mantém elevado o fluxo de sangue através dos músculos ativos, o que, por sua vez, favorece a difusão do lactato para fora dos músculos e sua oxigenação.

-Embora o lactato sanguíneo  permaneça elevado por 1 a 2 horas após um exercício extremamente anaeróbio, as concentrações de H+ no sangue e nos músculos voltam a seus valores anteriores dentro de 30 a 40 minutos de recuperação.

-Essa homeostase ácido-básica normal ocorre principalmente em consequência  do tamponamento químico pelo bicarbonato e pelo aumento da respiração, eliminando CO2, o que é um meio essencial para a redução de H+. No equilíbrio do pH também intervêm quimicamente proteínas, fosfatos, hemoglobinas e a atividade renal.

-O excesso de concentração de H+ (mais do que o lactato) é o que diminui o pH, dificultando a contratilidade muscular e a formação de ATP.

 

A Tabela 2.14 apresenta o nível tolerável de pH em repouso e durante o exercício no sangue arterial e nos músculos. Abaixo desses valores predomina um pH de acidose.

A Tabela 2.15 mostra cinco exemplos de esportistas voluntários do sexo masculino, possivelmente atletas universitários que não são de alto rendimento, uma vez que, na distância de 400 m rasos, a produção de lactato no sangue é maior que 15 mmol/L, durante um esforço máximo, em atletas de elite em geral.

 

Nível máximo de lactato sanguíneo  no estado estável

Além do conceito de limiar anaeróbio, surgiu um novo conceito no esporte de alto rendimento, denominado MLSS (maximal lactate steady state), o nível máximo de lactato sanguíneo  no estado estável. Define-se como a intensidade do exercício em que se produz o máximo nível de lactato em estado estável no sangue e relaciona-se com a velocidade máxima que pode ser mantida durante um tempo prolongado sem um contínuo aumento de lactato, ou seja, a formação e a eliminação de lactato estão equilibradas e não ocasionam fadiga muscular. Utilizaram-se protocolos em laboratório e em campo com cargas submáximas: a primeira geralmente entre 60 e 65% do VO2máx e a segunda entre 75 e 80%, existindo diferentes metodologias que não discutiremos neste capítulo. Os limiares nesses estudos oscilaram entre 2,2 e 6,8 mmol/L de ácido láctico. Isso dependia de fatores como modalidade esportiva, genótipo, etapa do treinamento, grau de treinamento e rendimento esportivo, etc., sendo os mais dotados para melhorar um tempo determinado os que podiam desenvolver uma velocidade ótima em um MLSS determinado.

No esporte de alto rendimento isso é importante, sobretudo para as modalidades que necessitam do metabolismo anaeróbio durante uma prova intensa, cíclica e de certa duração, como as provas de 400-800 m rasos no atletismo, 100-200 m na natação, 500 m na canoagem e 1 km no ciclismo de pista, modalidades de resistência de curta duração (RCD). Elas se desenvolvem em uma velocidade intensa, em um tempo compreendido entre 35 s até 2 min, mas também podem ocorrer em provas de maior duração (2 a 6 min), como as modalidades que se desenvolvem dentro do conceito de resistência de média duração (RDM), com a finalidade de manter uma velocidade adequada e terminar de forma estável durante uma faixa de tempo determinado (45 s a 2 min). Isso pode ocorrer em modalidades como os 1.500 m no atletismo, os 400 m na natação, os 1.000 m na canoagem, etc. Para obter um MLSS ideal, é necessário possuir potência e capacidade glicolítica adequadas e tolerância ao lactato e à acidez.

 

 

 

Alto rendimento em provas supramáximas de carga constante

Esse comportamento, segundo exposto por Medbo e Tabata (Córdoba, 1995), pode ser explicado por fatores relacionados com as qualidades anaeróbias, como, por exemplo, um aumento de:

 

-Velocidade da glicólise

-Depósitos musculares de fosfocreatina

-Capacidade de tamponamento muscular

-Capacidade de tamponamento sanguíneo

-Capacidade ATPase da miosina, graças a um aumento da expressão de isoformas mais rápidas

-Capacidade de transporte de lactato para o espaço extracelular, graças ao aumento da concentração da proteína transportadora de lactato do sarcolema

 

Porém, também é explicável por fatores alheios ao metabolismo anaeróbio, como:

-Aumento do VO2máx

-Deslocamento da cinética do VO2 para a esquerda

-Melhora da eficiência mecânica

-Maior motivação

 

Adaptação endócrina ao exercício

O sistema endócrino é um dos grandes mecanismos de controle de que o organismo dispõe. Fundamenta-se na existência de mensageiros químicos, denominados hormônios, que são produzidos em glândulas especializadas. Eles são liberados diretamente no sangue e, assim, distribuem-se por todo o organismo e exercem suas ações a distância, nos órgãos-alvocorrespondentes. A secreção dos diferentes hormônios ocorre em resposta às alterações específicas do meio.

Os hormônios são classificados, de acordo com sua estrutura química, em peptídeos e derivados dos aminoácidos (que correspondem à maioria dos hormônios) e esteroides, derivados do colesterol (que incluem hormônios do córtex supra-renal, hormônios sexuais e hormônios metabólitos ativos da vitamina D).

As células-alvo reconhecem os hormônios devido:

 

-A receptores específicos para os peptídeos que podem ser localizados na membrana plasmática celular.

-Ao estímulo da produção de mensageiros intracelulares ou, por meio de receptores intracelulares, para os esteroides, graças ao estímulo da síntese de RNAmensageiro específico.

 

A liberação hormonal pode ser precedida por um estímulo nervoso central, sendo que o controle da produção hormonal por meio de sistemas de retroalimentação é a característica fundamental do sistema endócrino.

 

Mecanismos reguladores durante o exercício

Inicialmente, Galbo (Wilmore e Costill, 2000) propôs que impulsos procedentes de centros motores e da zona de trabalho muscular (por estímulo de receptores de pressão, de volume plasmático, osmolaridade e temperatura) modulam a atividade de centros superiores do sistema nervoso central, provocando um aumento da atividade simpática supra-renal e hipofisária. Essas alterações, por sua vez, controlam a resposta secretória das células endócrinas subordinadas.

Atualmente esse esquema pode ser modificado, pois:

 

-Existem substâncias procedentes do metabolismo da célula muscular, como o ácido láctico, capazes de estimular vias aferentes.

-A área do sistema nervoso central implicada no mecanismo de controle localiza-se principalmente no hipotálamo e foi denominada “comando central”.

-A resposta do hipotálamo ao exercício possui cronologicamente três componentes:

 

–Uma resposta rápida, a cargo do sistema simpático supra-renal, com a liberação de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina, etc.), que se produz até antes do exercício em resposta a ordens recebidas de centros motores ou do sistema límbico. No início do exercício incorporam-se estímulos procedentes dos proprioceptores.

–Uma resposta intermediária (após algum tempo de exercício) por meio da secreção de hormônios hipofisários: hormônio de crescimento (GH), adrenocorticotropina (ACTH), prolactina (PRL), hormônio antidiurético (ADH), TSH hipofisário (hormônio tireoestimulante), etc. Estes, por sua vez, acompanham-se da produção de suas glândulas periféricas correspondentes, como, por exemplo, o ACTH da hipófise e a produção de cortisol.

–Um componente lento, depois de pelo menos 60 minutos de exercício, procedente das modificações do meio interno, como a hipoxia, o ácido láctico e, em especial, a hipoglicemia, que modula as respostas anteriores e estimula a atividade vagal, com secreção dos hormônios gastrenteropancreáticos, como glucagon, insulina e peptídeo inibidor vasoativo (VIP).

 

Funções da resposta hormonal e modificações da sensibilidade celular

O início de um exercício caracteriza-se pelo aumento plasmático da concentração da maioria dos hormônios, embora alguns diminuam.

A resposta hormonal não é determinada pelo exercício por si mesmo, mas pelas próprias necessidades das células musculares ativas, mediante sinais que provocam as modificações orgânicas. Desse modo, por exemplo, o exercício físico prolongado aumenta a afinidade dos receptores para a insulina nos músculos.

A duração e a intensidade do exercício estão muito relacionadas com a produção e com o equilíbrio dos hormônios. Com o treinamento, a célula muscular aumenta a sensibilidade aos hormônios. Quando existe uma relação equilibrada entre treinamento e recuperação, os mecanismos de adaptação endócrina ao exercício funcionam adequadamente. Sabe-se que a atividade da proteinoquinase (PKC) aumenta na membrana da célula muscular com o exercício, sendo esse fenômeno mais evidente em indivíduos treinados. Provavelmente, durante o fenômeno da contração mecânica, ocorre a translocação da PK-C do citosol para a membrana plasmática da célula muscular, por meio da produção de diacilglicerol. A PK-C participa do crescimento e das modificações da célula muscular e ativa a subunidade beta do receptor de membrana para a insulina.

Sabe-se que o exercício aeróbio (atividade leve e moderada) produz um fenômeno insulin-like, produzindo uma maior avidez da célula pela glicose sanguínea circulante, proporcionando um trabalho mais econômico na produção de insulina.

Quando existe um acúmulo de fadiga residual com o aparecimento da fadiga crônica, esta se forma precisamente por desequilíbrios endócrino-metabólicos, com a depleção de glicogênio, elevação da ureia e amônia, com aumento do cortisol e queda da testosterona, predominando os processos catabólicos sobre os anabólicos. No Capítulo 20 abordaremos amplamente esse assunto.

 

Considerações sobre os hormônios e o exercício

Hormônio do crescimento

Apresenta aumento com o exercício aeróbio (condicionamento cardiorrespiratório) e responde a estímulos leves como 30 a 40% do VO2máx ou potência aeróbia. Apresenta aumento em exercícios de longa duração. Existe contradição em relação ao treinamento anaeróbio, mas, durante o treinamento específico de força, ele deve aumentar, já que existe um aumento de testosterona. Suas principais funções durante o exercício são:

 

-Opor-se à ação da insulina, podendo favorecer a manutenção dos níveis de glicose como aporte energético ao tecido nervoso, assim como colaborar para manter as reservas de glicogênio. Pode ajudar na substituição do metabolismo glicídico pela obtenção de energia a partir dos ácidos graxos livres e dos corpos cetônicos, uma vez que o GH tem efeito lipolítico no tecido adiposo, com liberação de ácidos graxos esterificados no plasma, diminuição do quociente respiratório e aumento da cetogênese. Isso ocorre principalmente no exercício aeróbio moderado e de forma marcada entre 60 e 75% do VO2máx.

-Intervir na reparação de proteínas contráteis e tecidos em geral depois do exercício, assim como na preparação do tecido muscular para uma próxima e adequada ação.

-Melhorar o rendimento esportivo no adulto treinado com uma maior produção de testosterona, o que ocasiona um aumento da massa muscular, com hipertrofia muscular (aumento na quantidade de miofibrilas e no tamanho, provocando a hipertrofia do músculo). A administração direta de GH é considerada doping.

 

Devemos lembrar que o GH possui um efeito diabetogênico, uma vez que favorece a glicogenólise hepática e diminui a utilização de glicose pela célula muscular ativa, alterando a função do receptor de insulina. Por esse motivo, não devemos administrá-lo a nenhum esportista diabético. Além disso, é uma substância proibida pelo Comitê Olímpico Internacional (COI).

 

Prolactina

O exercício físico é um estímulo para a secreção de prolactina, observando-se paralelismo entre a produção de betaendorfinas e prolactina após exercícios de grande intensidade e breve duração, sendo o início da produção de PRL posterior à de beta-endorfinas. Relaciona-se o aumento da

PRL, em esportistas do sexo feminino, a:

 

-Estímulo provocado pelo movimento repetitivo das mamas durante a realização de diferentes exercícios, especialmente os prolongados.

-Foi sugerido que ocorre amenorreia secundária em esportistas por meio da PRL, pelo bloqueio da ação das gonadotropinas sobre os ovários.

 

Hormônios tireoidianos

Os hormônios tireoidianos estimulam o consumo de O2 na maioria das células, participando da regulação do organismo. São importantes para as diferentes etapas do crescimento e do desenvolvimento.

Embora durante o exercício possam ser observadas algumas modificações desses hormônios, eles não apresentam grandes oscilações como as que ocorrem com outros hormônios, uma vez que se encontram sob controle homeostático.

O TSH hipofisário controla a função tireoidiana, sendo os principais hormônios secretados pela glândula tireoide a tiroxina (T4) e a triiodotironina (T3), que é mais ativo do que o T4 e considerado um pró-hormônio.

O TSH aumenta durante o exercício a partir de 50% do VO2máx, principalmente com aumentos progressivos das cargas. O aumento do TSH não é acompanhado de uma elevação imediata dos hormônios tireoidianos.

Com o treinamento sistemático, os níveis de T4 livre reduzem-se, sugerindo que o treinamento físico bem programado e controlado aumenta sua degradação.

O excesso continuado dos hormônios tireoidianos pode causar debilidade muscular durante o exercício físico, produzida pelo aumento do catabolismo proteico e alterações no tipo da proteína contrátil miosina.

 

Hormônio adrenocorticotrópico

Após 60 minutos de exercício realizado a 65% do VO2máx, encontram-se valores plasmáticos elevados de ACTH, com um padrão muito similar ao cortisol plasmático, o que sugere que o ACTH é o estímulo primário da secreção de cortisol durante o exercício. No entanto, em condições de hipoxia, o aumento de ACTH não se relaciona com os aumentos de cortisol plasmático.

 

Cortisol

Durante o exercício físico, a cortisolemia varia em consequência  de diversas ações, às vezes opostas, tais como o aumento da destruição periférica de cortisol, a diminuição de sua taxa de depuração hepática ou o aumento na secreção de ACTH, a maioria derivados de mecanismos relacionados com o estresse.

O comportamento do cortisol durante o exercício é variável. No exercício de pouca intensidade, o aumento da cortisolemia é muito pequeno. Se o exercício for acima de 65% do VO2máx, o cortisol plasmático aumenta mais quanto maior for a intensidade do treinamento. Depois do exercício, o cortisol demora para recupe  rar seus valores de repouso.

Geralmente, na fadiga crônica ou na síndrome de overtraining há uma elevada cortisolemia, produzida pelo desequilíbrio endócrino-metabólico, em que predominam os processos catabólicos.

Nas lesões esportivas observam-se quantidades elevadas de cortisol.

 

Catecolaminas

A concentração de catecolaminas (epinefrina ou adrenalina e norepinefrina ou noradrenalina) aumenta, tanto em exercícios dinâmicos como estáticos, a partir de uma carga de trabalho próxima a 50% do VO2máx. O aumento é maior, com a mesma intensidade de trabalho, quando o exercício se realiza mais com os braços do que com as pernas, pois parece existir uma correlação inversa entre a massa muscular ativa e as alterações nas catecolaminas. Isso pode ser a causa do aumento da pressão arterial no trabalho estático realizado com os pesos. As variações da posição corporal produzem diferentes respostas catecolaminérgicas, maiores na posição ortostática do que na posição supina, provavelmente secundárias a modificações da pressão arterial detectadas pelos barorreceptores. Pode ser uma das causas de valores menores de frequência cardíaca na natação, quando se realiza o mesmo esforço que o realizado durante a corrida, o ciclismo, etc.

Durante os mecanismos de pré-arranque ao exercício, as catecolaminas são elevadas como parte dos mecanismos de auto-regulação.

Observa-se um aumento progressivo da concentração das catecolaminas quando o exercício é prolongado até o esgotamento. Os níveis basais recuperam-se 30 minutos após o fim do exercício. Os níveis hormonais atingidos são menores em indivíduos treinados, ocorrendo uma certa estabilização em três semanas de atividade muscular.

-O sistema simpático supra-renal participa na adaptação cardiovascular, na termorregulação e no equilíbrio hidreletrolítico durante o exercício, influenciando também a contração muscular e a respiração.

-A atividade simpática supra-renal é essencial na glicogenólise e na gliconeogênese hepáticas, e essa função parece proceder mais das catecolaminas plasmáticas do que da ação nervosa simpática. Além disso, parece ser responsável pela redução da secreção de insulina e pelo aumento da renina plasmática.

As cargas físicas e psíquicas dão motivo para a liberação de catecolaminas da medula supra-renal para o sangue. A adrenalina aumenta principalmente a frequência cardíaca e a contração do músculo cardíaco, degrada o glicogênio no fígado e no músculo (glicogenólise) e mobiliza os ácidos graxos livres procedentes do tecido adiposo. A noradrenalina estreita os vasos (vasoconstrição), aumenta a pressão sanguínea e mobiliza, junto com a adrenalina, os ácidos graxos livres do tecido adiposo.

 

Hormônios sexuais

Aatividade física sistemática moderada, 60 a 85% do VO2máx, que se utiliza nos programas de saúde para aumentar o condicionamento cardiorrespiratório (aeróbia) e o condicionamento musculoesquelético (treinamento isotônico de força), eleva de forma moderada a testosterona, o estrogênio e a progesterona, sobretudo a primeira, colaborando nos processos anabólicos do organismo. A testosterona também responde ao exercício acima de 85% do VO2máx.

O treinamento de força isométrica bem-planejadocolabora na elevação da testosterona plasmática.

No caso de fadiga crônica por uma má relação treinamento-recuperação, os níveis de testosterona costumam diminuir drasticamente devido ao predomínio dos processos catabólicos. Isso ocorre em ambos os sexos.

As principais ações desses hormônios, no que diz respeito ao exercício, estão comentadas a seguir:

 

-Existe uma relação proporcional ao aumento da testosterona plasmática, da hipertrofia muscular e da eficiência do sistema musculoesquelético no treinamento para o desenvolvimento da força isométrica.

-Ao elevar-se a testosterona, principalmente no treinamento sistemático de esportistas de alto rendimento, com o aumento da força muscular e com a diminuição do percentual de gordura corporal, podem ser afetados os níveis dos hormônios femininos com sua redução (inibição do LH), gerando problemas como oligomenorreia, amenorreia, anovulação e atraso na puberdade, entre outros, que podem aumentar quando as atletas são submetidas a programas de diminuição de peso corporal com dietas hipocalóricas. Isso será abordado no Capítulo 17.

-Estimular os hormônios sexuais, durante a atividade física moderada nos programas de saúde, colabora com a longevidade e com a qualidade de vida em ambos os sexos.

 

O treinamento físico praticado habitualmente nos esportes de competição causa profundos efeitos sobre o sistema hormonal das mulheres e pode produzir efeitos transitórios sobre sua capacidade reprodutiva.

A fisiologia endócrina do sexo feminino, representada no ciclo menstrual, é o que determina a diferença quanto a estatura, tamanho do coração e dos pulmões e maior peso (com predomínio magro no sexo masculino e um maior percentual de gordura corporal no feminino). Tudo isso é determinado pelas diferenças hormonais entre os sexos.

 

Hormônio antidiurético

Esse hormônio é secretado fundamentalmente em resposta a situações que aumentam a osmolaridade plasmática. Por isso, aumenta consideravelmente durante o exercício físico em resposta a múltiplos fatores, como estímulo dos osmorreceptores, dos barorreceptores atriais e dos barorreceptores carotídeos, aórticos e pulmonares, redistribuição do volume sanguíneo , modificações no hematócrito e aumento da concentração iônica do sangue por uma sudorese não-compensada com uma adequada ingesta líquida.

A liberação do ADH relaciona-se com o exercício a partir de 40% do VO2máx. A resposta secretora é mais sensível às alterações da osmolaridade em indivíduos treinados do que em não-treinados.

Ao mesmo tempo que o ADH controla a osmolaridade dos líquidos extracelulares, controla também as concentrações de sódio nesses líquidos, restaurando a volemia do esportista ao reduzir a emissão de urina e normalizar as concentrações osmóticas do espaço extracelular.

 

Beta-endorfinas

Geralmente se encontram níveis elevados de beta-endorfinas após o exercício, principalmente em exercícios submáximos (85% do VO2máx) e máximos.

Foi proposta uma relação entre a anaerobiose e as betaendorfinas. Abaixo de 4 mmol/L de lactato, não há uma resposta das beta-endorfinas ao exercício; no entanto, ao superar esse limiar, o aumento é considerável.

Encontrou-se uma redução da percepção da dor após o exercício que se relaciona com o aumento das beta-endorfinas.

Existem possíveis inter-relações entre exercício muscular, produção de beta-endorfinas, estímulo da secreção de testosterona e inibição de LH que podem estar ligadas ao aparecimento de alterações da menstruação em esportistas.

 

Insulina e glucagon

São dois dos determinantes mais importantes do fluxo de combustível dentro e fora das células dos tecidos de armazenamento do organismo. O glucagon e a insulina são hormônios antagônicos, os quais desempenham um papel fundamental na regulação fina de muitos processos do metabolismo intermediário, e o quociente insulina/glucagon possui importância crítica na regulação metabólica. Isso é relevante durante o exercício físico, uma vez que essa regulação depende da duração, da intensidade e do grau de treinamento dos esportistas, e nos programas de saúde na população, nos quais se deve tomar precauções com os pacientes diabéticos (ver Capítulo 7).

O exercício físico diminui os valores da insulina plasmática até menos de 50% dos valores normais em estado de repouso. Essa diminuição relaciona-se com a intensidade e com a duração do exercício.

Durante o exercício, ocorre o fenômeno de avidez das células dos tecidos pela glicose circulante e reduz-se a resistência à insulina (o que permite um trabalho mais econômico, com menor produção de insulina e mais eficiente).

A redução da insulina, junto com a elevação de glucagon, GH, catecolaminas e cortisol, favorece a liberação de glicose hepática por aumento da glicogenólise e da gliconeogênese, assim como por uma maior e mais rápida captação de glicose nos músculos ativos durante o exercício. Além disso, são liberados ácidos graxos livres do tecido adiposo por lipólise em exercícios do tipo leve-moderado, entre 60 e 75% de intensidade do VO2máx e de duração prolongada.

Resumindo, a insulina plasmática diminui com o treinamento de trabalho moderado e prolongado e recupera-sede 3 a 5 minutos após o exercício. A redução da insulina é menos marcada em indivíduos treinados. Observou-se em determinados indivíduos que exercícios muito intensos e de curta duração podem elevar a insulinemia.

O glucagon é estimulado pelo exercício, aumentando de forma gradual e proporcional a sua intensidade e duração; isso é evidente especialmente em exercícios com VO2máx superior a 75% e de longa duração. Exercícios realizados por mais de 60 minutos e a 50% do VO2máx aumentam os níveis plasmáticos até 300% em relação aos valores de repouso. Os níveis de glucagon retornam aos valores de repouso 30 minutos após o exercício. Os indivíduos treinados apresentam uma resposta menor do glucagon plasmático. Propõe-se que pacientes diabéticos não realizem exercícios físicos a mais de 75% da FCmáx.

 

Capacidades fisiológicas em um esforço máximo segundo a duração

A Tabela 2.16 apresenta uma explicação dos testes fisiológicos induzidos pelo rendimento em um esforço único.

Os diferentes esportes são caracterizados pela especificidade de trabalho que determina a variabilidade da duração das cargas de trabalho. Por exemplo, a duração do trabalho para a potência e para a capacidade anaeróbia aláctica na canoagem e no remo deveria ser relativamente maior devido à maior lentidão os movimentos.

A duração das cargas de trabalho é obtida da pesquisa sobre rendimentos máximos, o que se ajusta a um treinamento intensivo elevado.

O planejamento e a regulação da intensidade são de vital importância para a elaboração dos treinamentos aeróbio e anaeróbio. Grande parte do treinamento de resistência realiza-se por deslocamentos, sendo possível avaliar a intensidade por meio da velocidade. Durante muitos anos, e mesmo atualmente, a opção do nível de velocidade adequado para os distintos tipos de treinamento tem sido realizada empiricamente e até aleatoriamente. No entanto, uma escala para a avaliação da velocidade do treinamento de cada tipo de resistência pode ser de grande ajuda para definir com profundidade o regime dos treinamentos. A base para a escala das velocidades deve ser a relação “velocidadetempo”. No entanto, essa relação é específica para os exercícios em terra e/ou água. Para calcular a escala de velocidades deve-se levar em conta:

 

-As durações das cargas de trabalho que correspondem a diferentes níveis de velocidade: máxima, submáxima, etc.

-O valor médio das velocidades correspondentes a cada duração de carga de trabalho e seus percentuais do valor máximo.

 

Do ponto de vista científico, é importante a equivalência das velocidades correspondentes a diferentes tipos de treinamento sob características metabólicas de potência.

 

Genótipo e adaptação funcional à modalidade esportiva

Nas Tabelas 2.17 a 2.19, observa-se o princípio de seletividade quanto às condições morfológicas, funcionais e bioquímicas dependendo da especialização dentro de um mesmo esporte, como, por exemplo, o ciclismo, existindo uma estreita relação com as necessidades energéticas para a execução da prova em que competem. Os velocistas, de forma geral, são os mais corpulentos e de maior estatura, com maior quantidade de fibras do tipo II e de menor VO2máx/kg, assim como de melhor perfil bioquímico para o trabalho anaeróbio que suas fibras rápidas devem desempenhar. O inverso ocorre para o outro extremo: os ciclistas de estrada, que necessitam de maior condicionamento aeróbio, sendo os mais magros para sua relação peso/estatura, são os que possuem o maior VO2máx/kg e os com maior quantidade de fibras do tipo I. Esse princípio de seleção e especialização é observado muito claramente nos quatro grupos de ciclistas apresentados na Tabela 2.17.

Na Tabela 2.20, mostra-se como o treinamento durante seis meses, com predomínio do treinamento de resistência anaeróbia aláctica e láctica, em um corredor semifundista de 1.500 m rasos modifica de forma parcial suas capacidades aeróbias para o rendimento relacionado à velocidade em função da resistência anaeróbia, do ponto de vista fisiológico e bioquímico. É possível que ele fosse um esportista com uma base sólida funcional aeróbia e que necessitasse melhorar as qualidades anaeróbias para melhorar os tempos na distância. Nesse exemplo, pode existir um aumento no tamanho das fibras II e, em particular, uma possível especialização das fibras IIA.

Na Tabela 2.21 são apresentados os valores aproximados do VO2máx em esportistas de competição por grupos esportivos metodológicos (ver Capítulo 9), que possuem semelhanças nas necessidades bioenergéticas para a execução da modalidade, por sexo e por peso corporal aproximado.

No Capítulo 13 abordaremos amplamente dois subprodutos muito importantes do VO2máx, o VO2máx/kg e o limiar anaeróbio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Referências

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