Aqui poderás consultar um artigo bastante interessante acerca da fisiologia da fadiga muscular realizado por: A. Ascensão, J. Magalhães, J. Oliveira, J. Duarte e J. Soares da Faculdade de Ciências do Desporto e de Educação Física da Universidade do Porto.
E aqui um vídeo do nosso colega, professor Hugo Meca, na SIC Mulher apresentando aquilo que considera ser um fisiologista do exercício.
Sistemas Energéticos
O ATP
Composto químico denominado Adenosina Trifosfato, que é armazenado nas células musculares.
A molécula de ATP é formada por um átomo de adenosina e 3 partes denominadas grupo fosfato.
Como o ATP é fornecido a cada célula muscular?
Existe uma quantidade limitada de ATP em cada célula muscular. O ATP está a ser utilizado e regenerado constantemente.
São três processos comuns produtores de energia para a elaboração do ATP:
1) O sistema ATP-CP;
2) A glicólise anaeróbia, ou sistema do ácido lático;
3) O sistema de oxigénio.
Sistema ATP-CP (do fosfagénio) ou Anaeróbio Alático
A fosfocreatina é armazenada nas células musculares. Ela é semelhante ao ATP por também possuir uma ligação de alta energia no grupo fosfato.
A quantidade de ATP disponível a partir do sistema fosfagénio equivale a uma quantidade entre 5,7 e 6,9 kcal, não representando muita energia para ser utilizada durante o exercício.
Ex.: As reservas de fosfagénio nos músculos ativos serão esgotadas provavelmente após apenas 10 segundos de exercício extenuante, como ao dar um pique de 80 metros.
O sistema do fosfagénio representa a fonte de energia disponível mais rápida do ATP para ser usado pelo músculo:
1) não depende de uma longa série de reações químicas;
2) não depende do transporte do oxigênio que respiramos para os músculos que estão realizando trabalho;
3) tanto o ATP quanto CP estão armazenados diretamente dentro dos mecanismos contráteis dos músculos.
Glicólise anaeróbia ou Sistema Anaeróbio lático.
A glicólise anaeróbia envolve a desintegração incompleta de uma das substâncias alimentares, o carboidrato, em ácido lático.
Pode ser utilizado dessa forma ou armazenado no fígado e nos músculos, como glicogênio.
A glicólise anaeróbia é mais complexa do que o sistema do fosfagênio (12 reações).
A partir de 1mol, ou 180g de glicogênio, apenas 3 moles de ATP podem ser ressintetizados.
O acúmulo mais rápido e os níveis mais altos de ácido lático são alcançados durante um exercício que pode ser sustentado por 60 a 180 segundos.
Sistema Aeróbio ou Oxidativo
Consiste no término da oxidação dos carboidratos
Envolve a oxidação dos ácidos graxos.
Ambas as partes do sistema do oxigênio possuem o Ciclo de Krebs como sua via final de oxidação.
A energia liberada pela desintegração das substâncias alimentares e quando a CP é desfeita, são utilizadas para refazer novamente a molécula de ATP.
Fontes Aeróbias de ATP - Metabolismo Aeróbio
Na presença de oxigênio, 1 mol de glicogenio é transformado completamente em dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), libertando energia suficiente para a ressíntese de 39 moles de ATP. As reações do sistema do oxigênio ocorrem dentro da célula muscular, ficam confinadas em compartimentos subcelulares especializados, denominados mitocôndrias. O músculo esquelético está repleto de mitocôndrias.
As muitas reações do sistema aeróbio podem ser divididas em três séries principais:
(1) glicólise aeróbia;
(2) Ciclo de Krebs;
(3) sistema de transporte dos elétrons.
Sistema Aeróbio e metabolismo das gorduras
A gordura armazenada representa a mais abundante fonte corporal de energia potencial. A produção de energia é quase ilimitada. Representa cerca de 90.000 a 110.000 kcal de energia. A reserva de energia na forma de carboidratos é inferior a 2.000 kcal.
Papel da proteína no metabolismo aeróbio
Papel apenas secundário durante o repouso e, na maioria das condições de exercício, quase não desempenha qualquer papel. Na inanição, nas condições com privação de carboidratos e nas façanhas de resistência incomum (corrida de 6 dias), o catabolismo das proteínas pode ser significativo.
Energia aeróbia total no músculo (a partir do glicogênio)
O sistema aeróbio é particularmente adequado para a produção de ATP durante o exercício prolongado tipo resistência (endurance). Nesses tipos de exercícios, o principal fornecedor de ATP é o sistema aeróbio. Os sistemas do ácido lático e do ATP-CP também contribuem, porém apenas no início do exercício, antes de o consumo de O2 alcançar um novo nível de estado estável (steady-state); durante esse período contrai-se um déficit de O2 . Depois que o consumo de O2 alcança um novo nível de estado estável (em cerca de 2 ou 3 minutos), torna-se suficiente para fornecer toda a energia ATP exigida pelo exercício. Por essa razão, o ácido lático sangüíneo não alcança níveis muito altos durante o exercício que duram por mais de uma hora. A glicólise anaeróbia cessa uma vez alcançando o consumo de O2 de estado estável e a pequena quantidade de ácido lático acumulada previamente se mantém previamente constante até o término do exercício.
Ex.: Maratona - Fadiga
1. Os baixos níveis sangüíneos de glicose devidos à depleção das reservas hepáticas de glicogênio;
2. A fadiga muscular localizada devida à depleção das reservas musculares de glicogênio;
3. A perda de água (desidratação) e eletrólitos, que resulta em alta temperatura corporal;
Recuperação após o exercício
Componentes do consumo do oxigênio
Imediatamente após um exercício exaustivo, o consumo de oxigênio diminui rapidamente. Este momento é denominado de Fase de recuperação rápida do oxigênio. Após essa momento, ocorre a fase de recuperação lenta do oxigênio.
Restauração das reservas de O2
O oxigênio é armazenado na mioglobina e esta facilita a “difusão do oxigênio no sangue para as mitocôndrias”. (Fox, 1993)
Durante a fase de recuperação rápida, as reservas de oxigênio-mioglobina são refeitas através do oxigênio consumido imediatamente após o exercício.
Restabelecimento das reservas energéticas durante a recuperação
As gorduras são reconstituídas apenas indiretamente pelo reabastecimento de CH (glicose e glicogênio).
Restauração do ATP + CP a fase de recuperação rápida
Grande parte da reserva de ATP depletada no músculo durante o exercício é restabelecida em poucos minutos após o exercício. Para que isso ocorra, é necessário que nesse processo haja oxigênio disponível na circulação sangüínea.
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Tempo de Recuperação do Sistema ATP-PC |
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30 seg. |
70% |
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1 min. |
80% |
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2 a 3 min. |
90% |
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5 a 10 min. |
100% |
Energética da restauração dos fosfagénios
Os fosfagênios são restaurados a partir do ATP que foi ressintetizado. O ATP, por sua vez, é ressintetizado diretamente a partir da energia liberada pela desintegração dos alimentos.
O glicogénio representa o único combustível metabólico para a glicólise anaeróbia e constitui um dos principais combustíveis para o sistema aeróbio durante vários estágios da resistência.
Ressintese do glicogénio muscular (segundo Fox, 1993)
A plena restauração das reservas de glicogênio após um exercício leva vários dias e depende de dois fatores principais:
1) o tipo de exercício realizado;
2) a quantidade de CH dietéticos consumida durante a recuperação.
Quadro: O tempo necessário para a conclusão de alguns processos bioquímicos no período de descanso (Volkov, 1986).
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PROCESSOS |
RECUPERAÇÃO |
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Recuperação das reservas de O2 do organismo |
10 a 15 seg. |
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Recuperação das reservas anaeróbio nos músculos |
02 a 05 min. |
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Eliminação do ácido lático |
30 a 90 min. |
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Ressíntese das reservas intra-musculares de glicogênio |
12 a 48 horas |
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Recuperação das reservas de glicogênio no fígado |
12 a 48 horas |
Correlação entre os Sistemas
"A duração do exercício é inversamente proporcional à sua intensidade"
Em repouso, o organismo só necessita produzir energia para atender às exigências do metabolismo basal.
Ao se iniciar uma atividade física, aumenta-se o consumo energético e podem ocorrer 3 situações:
O esforço é extenuante (> 100% VO2 máx):
A demanda energética só poderá ser atendida pelo sistema anaeróbio alático;
Quando as reservas de CP se depletarem, a atividade não poderá mais ser realizada.
O esforço é intenso (entre 85 a 100% VO2 máx):
A quantidade de energia necessária à consecução do exercício pode ser fornecida pelo sistema anaeróbio lático; Este ressintetiza a ATP indispensável ao esforço;
A intoxicação do meio pelo ácido lático impedirá a continuação da atividade além de aproximadamente 1h ½ .
O esforço é moderado (< 85% VO2 máx)
Apesar da demanda extra inicial de energia ser atendida pelo sistema anaeróbio, o aumento do aporte de oxigênio às células musculares, após algum tempo permite que o sistema aeróbio ressintetize o ATP necessário.