O documento discute as respostas metabólicas ao exercício em diferentes intensidades e durações. No início do exercício leve ou moderado, as vias anaeróbicas contribuem para a produção de ATP devido ao déficit de oxigênio, atingindo-se o estado estável aeróbico em 1-4 minutos. Exercícios intensos de curta duração dependem principalmente do sistema ATP-CP e glicólise anaeróbica, enquanto exercícios prolongados de baixa intensidade mantêm um estado estável no consumo de

1. Felipe P Carpes [email_address] www.ufsm.br/gepec/fisioex Metabolismo do exercício

2. Objetivos de aprendizado Discutir a relação entre a intensidade/duração do exercício e as vias bioenergéticas mais importantes na produção de ATP em exercício Definir o termo déficit de oxigênio Definir o termo limiar anaeróbico e limiar de lactato Listar os fatores que regulam a seleção do substrato em diferentes tipos de exercício Analisar o consumo de oxigênio antes e depois de exercícios em diferentes intensidades

3. Fatores que afetam a TMB  Quanto maior a Massa Corporal Magra , maior a TMB  Quanto maior a área de superfície corporal , maior a TMB  A TMB diminui gradualmente com a idade  A TMB aumenta com a temperatura corporal  Quanto maior o stress , maior a TMB  Quanto maior os níveis de tiroxina e epinefrina , maior a TMB

4. Pontos chave  A TMB é a quantidade de energia mínima necessária pelo corpo para as funções fisiológicas básicas.  A TMR é o gasto calórico das atividades de vida diárias. Gasto energético em repouso e durante o exercício  O nosso metabolismo aumenta com o aumento da intensidade de exercício.

5. Consumo de oxigênio

6. Transição do repouso ao exercício Consumo de oxigênio aumenta rapidamente (1-4 minutos) déficit de oxigênio atraso no VO 2 no início do exercício sugere rotas anaeróbicas contribuindo para produção de ATP alcance do estado estável ATP produzido em via aeróbica

7. O déficit de O2 se aplica ao retardo na captação de O2 no início do exercício. Pode ser quantificado pela diferença entre a captação de O2 e nos primeiros minutos de exercício e um período de tempo igual após o estado estável ser alcançado.

8. Influência do treinamento Indivíduos treinados tem capacidade aeróbica mais desenvolvida Adaptações cardiovasculares ou musculares Produção de ATP aerobicamente inicia cedo, o que resulta em menor produção de ácido lático durante o exercício

9. Influência da intensidade Quanto maior a intensidade, maior o tempo para atingir o estado estável 0 2 4 6 8 10 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Moderado Intenso Severo VO 2 (ml/min) Tempo (min)

10. Rápido aumento do VO2 Aumento contínuo do VO2 Incapacidade de atingir um estado estável

11. Resumo Na transição do repouso ao exercício leve ou moderado, a captação de O2 aumenta logo, geralmente alcançando um estado estável dentro de 1 a 4 minutos O termo déficit de O2 é aplicado ao retardo da captação de O2 no início do exercício O não aumento imediato da captação de O2 no início do exercício sugere que vias anaeróbicas contribuem com a produção global de ATP nessa fase. Após atingir o estado estável, a necessidade de ATP do organismo é satisfeita por meio do metabolismo aeróbico.

12. Recuperação do exercício – respostas metabólicas O metabolismo permanece elevado após o exercício influência da intensidade Débito de O2 EPOC – excessive post-exercise oxygen consumption

13. Hill e outros fisiologistas, nos anos 20 e 30 sugeriram que o débito de O2 (EPOC) ocorria pela re-síntese de ATP-CP (fase rápida) e conversão do ácido lático (AL) em glicose no fígado (fase lenta) No entanto, somente 20% do débito de O2 parece ser utilizado para converter o AL produzido durante o exercício em glicose

14. Por que o VO2 permanece elevado após o exercício? parte do O2 é utilizado na restauração da creatina fosfato (CP) no músculo e estoques de O2 no sangue e tecidos CP é restaurada em 2 a 3 minutos de recuperação (porção rápida) frequência cardíaca e respiratória permanecem elevadas necessidade de O2 adicional temperatura corporal elevada – taxa metabólica elevada ação de hormônios (como adrenalina/noradrenalina)

16. Resumo Débito de O2 – EPOC – é o consumo de O2 acima do nível do repouso após o exercício Isso ocorre devido a re-síntese de CP nos músculos e reposição de estoques de O2 no sangue e músculos A re-síntese da CP representa a fase rápida do EPOC. A fase lenta relaciona-se a reposição dos estoques de O2 Contribuem para a fase lenta também a temperatura corporal elevada, o O2 necessário para a gliconeogênese e níveis sanguíneos alterados de hormônios como a adrenalina e noradrenalina.

17. Respostas metabólicas ao exercício – influência da duração e intensidade

18. Configurações de exercício

19. Respostas metabólicas ao exercício – influência da duração e intensidade Exercício intenso de curta duração Com duração de 2 a 20 s, a produção muscular de ATP é controlada pelo sistema ATP-CP Com mais de 20 s, depende mais da glicólise anaeróbica Com mais de 45 s, utilizam uma combinação do sistema ATP-CP, glicólise e sistema aeróbico para prover o ATP necessário a contração muscular

20. Respostas metabólicas ao exercício – influência da duração e intensidade Exercício intenso de curta duração VO2 aumenta rapidamente CP diminui rapidamente mais intenso, maior a diminuição Aumenta a glicólise Aumenta produção e remoção de lactato Aumenta a acidose muscular e sanguínea efeitos sobre a ação de enzimas

21. Respostas metabólicas ao exercício – influência da duração e intensidade Exercício prolongado Em atividades com mais de 10 min o metabolismo aeróbico aumenta sua participação Em exercício prolongado de baixa intensidade, um estado estável no VO2 pode ser observado

22. 0 2 4 6 8 10 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Moderado Intenso Severo VO 2 (ml/min) Tempo (min)

24. Respostas metabólicas ao exercício – influência da duração e intensidade VO2 drift Depósito de O2 cumulativo durante o exercício Intensidade maior que 60%VO2max Exercício com mais de 3 0min

25. Respostas metabólicas ao exercício – influência da duração e intensidade Exercício incremental Frequentemente empregado para avaliar o limite superior do condicionamento cardiovascular A captação de O2 aumenta com a carga até que o VO2 máximo seja atingido

27. Exercício incremental Aumento linear no VO2 até o alcance do máximo VO2 Influência da: capacidade cardiovascular de levar O2 para os músculos (O2 delivery) habilidade dos músculos para absorver o O2 e produzir ATP aerobicamente Serve para quantificar a intensidade do exercício % do VO2 máximo comparar respostas metabólicas a uma mesma intensidade relativa quando o VO2 máximo difere entre sujeitos/situações

28. Exercício incremental – platô no VO2

31. Resposta do VO 2 em LV2

33. Estimativa da utilização de Substrato durante o exercício CHO glicose sanguínea glicogênio muscular (especialmente) Gorduras plasma AGL triglicerídeos intramuscular (especialmente) Proteinas baixa contribuição pode aumentar até 10% do total em exercício prolongado Lactato sanguíneo gliconeogenese

34. Estimativa da utilização de Substrato durante o exercício Taxa de troca respiratória RER (respiratory exchange ratio) RQ (respiratory quociente) VCO2 / VO2 Indica a utilização predominante de substratos

36. Estimativa da utilização de Substrato durante o exercício Exercício de baixa intensidade (<30%VO2max) principalmente gorduras Exercício de alta intensidade (> 70%VO2max) CHO principalmente Conceito do “crossover” – exercício máximo ilustra a mudança no metabolismo de gorduras para CHO devido a recrutamento de fibras rápidas aumento de níveis sanguíneos de epinefrina

37. Exercício máximo

38. Exercício prolongado

40. Estimativa da utilização de Substrato durante o exercício máximo Glicogênio muscular Glicose plasmática Plasma AGL Triglicerídeos musculares Intensidade do exercício (%VO2max) % do substrato total

41. Estimativa da utilização de Substrato durante o exercício prolongado Tempo de exercício - horas % da energia gasta

42.  Depleção da fosfocreatina ( PCr)  Depleção do glicogênio (especialmente em atividades com duração superior a 30 minutos)  Acúmulo de lactato e H + (especialmente em eventos com duração inferior a 30 minutos)*  Fadiga Neuromuscular  Stress Por que paramos?

43. Referências Fox et al., Bases fisiológicas da educação física. 4.ed. Guanabara Koogan, 1991. Powers, Howley. Fisiologia do exercício. 3.ed. 2000 Bergstrom et al, Acta Physiol Scand 71:140, 1967

44. Próxima aula terá prática Exercício em esteira e respostas cardiovasculares (FC)

45. Roteiro da aula Aula teórica Depois a aula prática 2 grupos Cada grupo com 2 voluntários para correr na esteira Respostas da FC ao aumento da carga Respostas da FC ao exercício prolongado Análise do comportamento da FC Discussão de rotas metabólicas predominantes Avaliação da intensidade relativa do esforço Entrega de relatório da aula prática (grupos)