“ Eu estou sempre disposto a me arriscar a ferimentos para realizar meus objetivos
atléticos”
James Cracknell em entrevista a jornalista Helen Pidd do Jornal The Guardian.
Jornal o Estado de S.Paulo, 11 de abril de 2010.
Esportes de aventura
e Fisiologia
FMU-2011
Marcos M Serra
www.marcosmserra.com.br
[email protected]
Revista Digital - Buenos Aires - Año 14 - Nº 134 - Julio de 2009
FATORES DETERMINANTES
Fisiológicos Nutricionais Farmacológicos
AGENTES ERGOGÊNICOS
HERANÇA
GENÉTICA
Equipamentos
VARIÁVEIS
BIOMECÂNICAS
Variáveis Neuromotoras
VARIÁVEIS
ENERGÉTICAS
TREINAMENTO
Inteligência
Emocional
FATORES
PSICOLÓGICOS
Tática
Fadiga
FATORES SOMÁTICOS
FATORES PSICOLÓGICOS
Sexo - Idade - Saúde
Genética :
Poder de Anabolismo
Dimensões Corporais
% de Fibras Musculares
Atitude - Motivação
Confiança
TREINAMENTO
Físico - Técnico - Tático
Apoio Científico
DESEMPENHO Apoio Tecnológico
FÍSICO
FATORES EXTERNOS
Vestuário
Materiais - Piso
Fuso Horário
Pressão Atmosférica
Temperatura - Umidade do Ar
NUTRIÇÃO
RECURSOS ERGOGÊNICOS
DOPING
????????????
Aspectos
Básicos
 Mecanismos de ajustes fisiológicos
 Índices de limitação funcional
• baixa capacidade aeróbia  baixo DC
CONSUMO DE OXIGÊNIO
É definido como sendo a quantidade de
oxigênio que um indivíduo consegue extrair
do ar ao nível dos alvéolos, transportar aos
tecidos pelo sistema cardiovascular em uma
unidade de tempo.
VO2 = D.C. x dif a-vO2
Fatores determinantes
Centrais e periféricos
• Capacidade pulmonar
• Capacidade
(ventilação e difusão de O2)
metabólica da
musculatura em
• Capacidade de transporte
exercício
O2 no sangue
Fatores limitantes do vo2 máx
Fatores centrais
• Débito cardíaco e
quantidade de
hemoglobina
Fatores periféricos
• Enzimas oxidativas
• Conteúdo
mitocondrial
• Capilarização
muscular
Outros fatores além dos fatores
centrais e periféricos
• Alterações na eficácia da corrida;
• Dificuldade na manutenção de um ritmo de
corrida adequado em idades menores;
• Dificuldades motivacionais;
• Alterações na predominância metabólica.
Déficit Aeróbio Funcional (FAI)
• FAI = VO2 max previsto – VO2 obtido x 100%
VO2 previsto
* FAI negativo indica estar bem condicionado
Se o corredor
ouvir o corpo
ele não
continua!!
Percepção subjetiva do esforço
6 ,7,8
9 ,10
11,12
13, 14
15, 16
17,18
19
muito, muito leve
muito leve
razoavelmente leve
um pouco difícil
difícil
muito difícil
muito, muito difícil
Med Sci Sports Exercise, 14-377-87,1982
Exercício e Altitude
78% nitrogênio
21 % oxigênio
1% vapor água, dióxido
carbono, metano e
outros
Quando as pessoas são expostas a um ambiente diferente, as
adaptações ocorrem como parte de um processo conhecido
como aclimatação e quando as adaptações são resultantes de
exposições artificiais denominamos de aclimação.
Aclimatação
• “Respostas
adaptativas na
fisiologia e no
metabolismo que
aprimoram a
tolerância individual a
hipóxia”.
• “A perda da
aclimatação ocorre em
2 a 4 semanas após o
retorno da altitude”.
Tempo de aclimatação
•2700 m 7 a 10 dias
•3600 m
10 a 21 dias
•4500 m
21 a 25 dias
Fisiologia da
aclimatação
Aumenta altitude, diminui pressão barométrica
(pB) (diminui moléculas de O2 /unidade volume.)
↓ PO2, hiperventilação
hipóxia ( estímulo a climatação ).
http://www.high-altitude-medicine.com/
• “O desafio da altitude
resulta diretamente da
menor PO2 ambiente e
não da pressão
barométrica total
reduzida , e nem de
qualquer mudança nas
concentrações relativas
dos gases no ar
inspirado”.
“% O2 no ar permanece em 20,93”
http://www.ismmed.org/
Alterações médicas e altitude
Mal agudo das montanhas
•
•
•
•
•
•
cefaléia
náuseas
vômitos
anorexia
taquicardia
HAPE ( high altitude pulmonary edema ) : 12 a 96
horas
• HACE ( high altitude cerebral edema )
Pense e responda
• Uma pessoa ao subir uma montanha de
4000 m na Antártica pode sofrer tanto com
a altitude quanto uma pessoa que está
subindo uma montanha de 6000m em
latitudes tropicais.....justifique.
• A medida que se afasta da linha do equador
em direção aos pólos, a pressão do ar muda,
pois na linha do equador o limite da
troposfera chega a 17 km de altitude e nos
polos o limite fica apenas a 7 km da
altitude....
Desidratação
Leve
•
abaixo de 3% do peso
corporal
Moderada
•
entre 4% e 5% peso
corporal
Grave
•
acima de 6% do peso
corporal
(associado a hipertermia e hiponatremia)
Limitações
1. Praticidade
2. Capacidade gástrica
3. Velocidade de
esvaziamento gástrico
4. Absorção de líquido
Desidratação
Perda hídrica
Sintomas
(% peso corporal)
2%
- Início da desidratação
3 – 4%
- Freqüente
5 – 7%
- Perda de regulação metabólica
8 – 10%
- Extrema: colapso arterial e AVC
 FC,  irrigação, depleção de glicogênio, estresse, hipertermia,
diminuição da disponibilidade de água para dissipar o calor e
para levar nutrientes e oxigênio às células.
Desidratação X Performance
100%
Desidratação
 Temperatura
 Sódio
70%
% de peso corporal perdido
3,5 de 70 kg = 5 %
5%
Costill, D.L.; 1988
Controle Térmico
Tremores
Exercício
Físico
Ambiente
Produção
de calor
Perda
de calor
-
Condução
Convecção
Irradiação
Evaporação
36° a 37° C
hipotálamo
As células do cérebro são extremamente sensíveis ao calor; 42ºC é
tudo que pode suportar
Perda de calor
Repouso
Exercício
% total
% total
Condução
Convecção
20%
15%
Radiação
60%
5%
Evaporação
20%
80%
Termorregulação Durante
o Exercício no Calor
ATIVIDADE
MUSCULAR
VASODILATAÇÃO
CUTÂNEA
CARGA
TÉRMICA
HIPOTÁLAMO
SUDORESE
(EVAPORAÇÃO)
CALOR
AMBIENTE
* O exercício pode aumentar em até cinco vezes a produção de calor
RAFAEL está pedalando em uma prova de ciclismo de 50 km em um dia
quente de verão. Ele está respirando a poeira atrás do grupo, suando
abundantemente e neste momento, perdeu sua garrafa de água. Rafael não
está se divertindo. Como os seus hormônios irão responder a ingestão
reduzida de água e ao stresse dessa situação?
Considerando-se o texto podemos dizer que:
• A desidratação estimulará a liberação de ADH
(hormônio anti-diurético), aumentando a retenção
de água pelos rins, diminuindo o suor e
contraindo as arteríola, o que aumentará a
pressão sanguínea e a adrenalina e a
noradrenalina serão liberadas pela glândula
supra renal em resposta ao stresse.
FATORES DETERMINANTES DA
QUEDA DA PERFORMANCE
NOS EXERCÍCIOS DE LONGA DURAÇÃO
PERDA DE ÁGUA
PELO SUOR
REPOSIÇÃO
HÍDRICA
DESIDRATAÇÃO
HIPOGLICEMIA
HIPERTERMIA
DEPLEÇÃO DE
CARBOIDRATO
FALÊNCIA DA
REGULAÇÃO TÉRMICA
Bebidas Isotônicas
 Concentração
* entre 6 a 8% (glicose, sacarose, frutose ou maltodextrina)
Sódio - 20 a 50 mg/100 ml
Potássio - 10 a 20 mg/100ml
Outros íons - magnésio, cloretos, etc.
A presença de carboidratos nas bebidas isotônicas pode
melhorar a performance mesmo nas atividades de duração
entre 30 minutos e uma hora
Davis, J.M. et al Int J. Sports Nutr. 1997
Hidratação
Água
X
Bebidas Isotônicas
 Isotônico - mesma concentração osmótica que o sangue
Osmolalidade - Água - hipotônica
Taxa de absorção
- Água - 18 ml/min
- Isotônicos - 18 ml/min
A taxa de absorção da bebida isotônica é a mesma da água
com a vantagem da reposição de carboidratos e eletrólitos
Costill, 1989
• A água é cerca de 1300
vezes mais pesada que
o ar, portanto a
pressão é muito
maior.....
Relação entre a profundidade da
submersão e o volume de ar nos
pulmões
Descompressão
• Se o mergulhador descer 30 m e permanecer 30
min, não necessitará de descompressão,mas se
permanecer 90 min acarreta um acumulo
excessivo de nitrogênio exigindo um período de
descompressão para liberar o excesso de gás.
Melhor conduta
• Descer rapidamente,
passar um tempo
limitado no fundo e em
seguida subir lentamente
por etapas.....
Riscos a saúde
• Intoxicação pelo
oxigênio
• Doença da
descompressão
• Narcose por
nitrogênio
• Pneumotórax
• Ruptura da
membrana
timpânica
Cronobiologia
• Ciência surgida na década de 1960 que estuda a
organização temporal (variações biológicas do
organismo em função do tempo) dos seres vivos, ou
seja, segundo Mello, 2002, ciência que investiga as
características temporais dos organismos vivos, inclui o
estudo dos ritmos biológicos caracterizados pela
recorrência, a intervalos regulares, de eventos
bioquímicos, fisiológicos e comportamentais
Privação do sono-alteração biológica
• Sintomas dependerão em sua intensidade do
tempo em que o individuo ficou privado de sono.
• Efeitos neurofisiológicos: diminuição do nível de
vigilância; desregularão autonômica: aumento da
freqüência respiratória e do pulso.
• Diminuição da atenção; alteração da
concentração; aumento de erros em tarefas
corriqueiras, sonolência.
• Efeitos psicológicos: aumentos na incidência de
irritabilidade.
• Em 2004, SCOTT JP and McNAUGHTON LR examinaram
o efeito de 30h de privação do sono e exercícios físicos
intermitentes nos marcadores cardiorespiratórios em seis
sujeitos com as seguintes características: média de idade de
22 anos +-0,3 anos; altura 180 cm +- 5 cm; massa corporal
77 kg +- 5 kg; VO2 pico 44ml/kg/min +- 5 ml/kg/min.Três
destes participantes engajados em atividades sedentárias
enquanto três outros colocados no ciclo ergométrico a 50%
do VO2 de pico , durante 20 minutos a cada 2 horas e
durante 30 horas de privação do sono.A cada quatro horas os
participantes completaram avaliações da função cardiorespiratóra.Revelou uma significativa freqüência cardíaca
menor com a privação do sono(p <0,05) mas nenhum efeito
significante ( p > 0,05) nas variáveis respiratórias de troca
gasosa.Nem a privação do sono, nem a combinação de
privação do sono e 5 horas de moderada intensidade
pedalando parecem ser fator limitante para a capacidade
fisiológica executar exercícios submáximos.
• Em 2006 o mesmo autor mostrou os efeitos da privação
do sono e exercício na cognição, no desempenho motor
e no humor. A cada quatro horas os participantes
realizavam tarefas simples em repouso e em exercício
para analisar o tempo de reação e o estado de humor
pelo questionários POMS.A privação do sono esteve
associado significativamente com distúrbios negativos
para vigor subjetivo, fadiga e depressão pelo
questionário do Perfil de Estado de Humor
(POMS).Concluíram que indivíduos que realizaram 5
horas de exercício intermitente e moderado durante 30
horas de privação do sono parecem ser mais
vulneráveis aos distúrbios negativos do humor e
prejuízo nos tempos de reação.Isto poderia resultar em
um risco maior de acidentes devido a uma reduzida
capacidade de responder rapidamente.
Bioenergética
CAPACIDADE DE EXTRAIR ENERGIA
DOS NUTRIENTES ALIMENTARES
(PROTEÍNAS, GORDURAS E
CARBOIDRATOS)
Substratos Energéticos
CARBOIDRATOS
GORDURAS
FOSFOCREATINA
PROTEÍNAS
ÁCIDO LÁCTICO
Adenosina Trifosfato
ATP
ADP + Pi + Energia
Trabalho mecânico,
químico e de transporte
REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO
DE ENERGIA DURANTE O EXERCÍCIO
CONTRAÇÃO
MUSCULAR
Cálcio
+
TRABALHO
25 %
ATP ases
ATP
ADP + P + ENERGIA
QUÍMICA
CALOR
75%
Fontes de ATP
Sistema ATP-CP (anaeróbio aláctico)
Metabolismo anaeróbio (láctico)
Metabolismo aeróbio (oxidativo)
SISTEMA ATP-CP
ATPase
ATP
ADP + Pi +
Energia
Fosforilação
Hidrólise
CP
Creatina
cinase
C+P+
Energia
Maurice Green
Prova - 100 m
Recorde - 9.79
Atleta - M. Green
Metabolismo
Anaeróbio Alático
Fibra Predominante
Fibra Branca TIIb
Curta Duração e Alta
Intensidade
Fosfocreatina
Carboidratos (metabolismo anaeróbio)
Pequena contribuição dos outros substratos
Recuperação de ATP-CP

50 % do total: 15 segundos
 70 % do total: 30 segundos
 100 % (completa): 2 a 5
minutos
METABOLISMO ANAERÓBIO
Glicogênio
Glicose
Ácido Pirúvico
O2 insuficiente
Ácido Láctico
Tyree Washington
Prova - 400 m
Recorde - 43.18
Atleta - M. Jonson
Metabolismo
Anaeróbio Lático
Fibra Predominante
Fibra Branca T IIa
Remoção do Ácido Láctico

exercício-recuperação: 30 a 60 min.
 repouso-recuperação: 60 a 120
min.
METABOLISMO AERÓBIO
Glicogênio
Glicose
Ácido Pirúvico
O2 suficiente
Ciclo de Krebs
38 ATP
Prova - Maratona
Recorde - 2:05.42
Atleta- K. Khannouchi
Metabolismo
Aeróbio
Fibra Predominante
Fibra Vermelha TI
Paul Tergat
Longa Duração e Intensidade
Leve a Moderada
FOSFOCREATINA ( início da atividade física)
CARBOIDRATOS (início da atividade)
GORDURAS (participação percentual aumenta à
medida que o exercício continua)
PROTEÍNAS (importantes nos exercícios muito
prolongados)
ÁCIDO LÁCTICO (reconvertido em ácido pirúvico
na presença de oxigênio)
Intensidade x Duração do
exercício e Seleção do
Substrato
100
intensidade
% de gord. ou carb.
% de gord. ou carb.
100
50
0
duração
50
0
0
50
% do VO2 máx.
Carboidrato.
Gordura
100
0 25 50 75 100
Tempo de exercício (min.)
Carboidrato.
Gordura
Tabela de Gorduras e
Carboidratos Metabolizados
R
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
% Gord.
100
83
67
50
33
17
0
% Carb.
0
17
33
50
67
83
100
Estimativa da Utilização
do Substrato
Gordura – C6 H32 O2
Oxidação - C6 H32 O2 + 23 O2
H2O
16 CO2 + 16
R = V CO2 / V O2 = 16 CO2 / 23 O2 = 0,70
Glicose – C6 H12 O6
Oxidação - C6 H12 O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O
R = V CO2 / V O2 = 6 CO2 / 6 O2 = 1,00
Transição do Repouso para
Exercício
Captação do O2 aumenta
Contrai uma dívida (déficit) de O2 – vias anaeróbias
contribuem para com a produção global de ATP
Pagamento da dívida (débito) – captação de O2
acima dos níveis de repouso após o exercício
Repouso
± 2/3 gorduras
± 1/3 carboidratos
Pequena contribuição dos outros
substratos
Exercício
1) tipo de exercício realizado
2) estado de treinamento
3) dieta
Destinos do Ácido Láctico
Excretado na urina e no suor;
Convertido em glicose e/ou glicogênio - no
fígado – Ciclo de Cori;
Oxidado/ CO2 e H2O - reconvertido em
ácido pirúvico e utilizado como fonte de
energia, principalmente nos músculos
esqueléticos e cardíaco;
Tamponado pelo bicarbonato de sódio.
Exercício-Recuperação

Destreinados: 30 a 50% VO2 max

Treinados: 50 a 65% VO2 max
Ressíntese do Glicogênio
Muscular

após exercício contínuo: 10 a 46 horas
Comportamento da Fc durante uma
prova de Trekking
39 anos, masculino, sedentário, Gord 20%, massa 89 kg
Fc máx 181 bpm
60%108 bpm
90% 162 bpm
Distância total 10.540 km
velocidade média 3,6 km/h
velocidade máxima:11 km/h
Fc média: 163 bpm e Fc máxima 193 bpm
Considerações Referentes a Resistência
Muscular
O próprio peso corporal pode representar
uma carga máxima na realização das
tarefas, para outros o peso corporal pode
representar apenas uma carga
submáxima, exigindo maior participação
da resistência muscular.
Atividades físicas de aventura no
meio líquido, terrestre , meio aéreo
• Quais seriam os fatores básicos da
aptidão para esta atividade??
• Quais os parâmetros fisiológicos,
mecânicos e motores?
• O estudo da fisiologia humana tem aplicações
práticas, óbvias, mas para muitos cientistas
(talvez a maioria) a verdadeira motivação é a
curiosidade; eles são movidos “o Que e Onde e
Quando, e Como e Por Que e Quem.
Conseqüentemente, a vida do fisiologista, como a
de muitos cientistas experimentais é uma curiosa
combinação de entusiasmo e frustraçãoentusiasmo quando a hipótese defendida se
revela correta, e frustração quando, por razões
técnicas , um experimento não funciona e a
pergunta que ele fora projetado para testar não
pode ser respondida.
Frances Ashcroft