“ “ Eu estou sempre disposto a me arriscar a ferimentos para realizar meus objetivos Eu estou sempre disposto a me arriscar a ferimentos para realizar meus objetivos atléticos” atléticos”

James Cracknell em entrevista a jornalista Helen Pidd do Jornal The Guardian.James Cracknell em entrevista a jornalista Helen Pidd do Jornal The Guardian.Jornal o Estado de S.Paulo, 11 de abril de 2010.Jornal o Estado de S.Paulo, 11 de abril de 2010.

Marcos M Serra www.marcosmserra.com.br

serra100@msn.com

Esportes de aventuraEsportes de aventurae Fisiologiae Fisiologia

FMU-2011FMU-2011

Revista Digital - Buenos Aires - Año 14 - Nº 134 - Julio de 2009

VARIÁVEIS VARIÁVEIS ENERGÉTICASENERGÉTICAS

VARIÁVEISVARIÁVEIS BIOMECÂNICASBIOMECÂNICAS

FATORESFATORES PSICOLÓGICOSPSICOLÓGICOS

EquipamentosEquipamentos

Variáveis NeuromotorasVariáveis Neuromotoras

Inteligência Inteligência EmocionalEmocional

Tática FadigaTática Fadiga

FATORES DETERMINANTES FATORES DETERMINANTES

HHERANÇAERANÇAGENÉTICAGENÉTICA

AAGENTES ERGOGÊNICOSGENTES ERGOGÊNICOS

TTREINAMENTOREINAMENTO

Fisiológicos Nutricionais FarmacológicosFisiológicos Nutricionais Farmacológicos

DESEMPENHODESEMPENHOFÍSICOFÍSICO

DESEMPENHODESEMPENHOFÍSICOFÍSICO

FATORES SOMÁTICOSFATORES SOMÁTICOSFATORES SOMÁTICOSFATORES SOMÁTICOS

Sexo - Idade - SaúdeGenética :Poder de AnabolismoDimensões Corporais% de Fibras Musculares

FATORES PSICOLÓGICOSFATORES PSICOLÓGICOSFATORES PSICOLÓGICOSFATORES PSICOLÓGICOS

Atitude - MotivaçãoConfiança

FATORES EXTERNOSFATORES EXTERNOSFATORES EXTERNOSFATORES EXTERNOS

VestuárioMateriais - PisoFuso HorárioPressão AtmosféricaTemperatura - Umidade do Ar

TREINAMENTOTREINAMENTOTREINAMENTOTREINAMENTO

Físico - Técnico - TáticoApoio Científico

Apoio Tecnológico

NUTRIÇÃONUTRIÇÃO

RECURSOS ERGOGÊNICOSRECURSOS ERGOGÊNICOS

NUTRIÇÃONUTRIÇÃO

RECURSOS ERGOGÊNICOSRECURSOS ERGOGÊNICOS

DOPINGDOPINGDOPINGDOPING

????????????

Aspectos Aspectos BásicosBásicos

Mecanismos de ajustes fisiológicos

Índices de limitação funcional

• baixa capacidade aeróbia baixa capacidade aeróbia baixo DC baixo DC• baixa capacidade aeróbia baixa capacidade aeróbia baixo DC baixo DC

CONSUMO DE OXIGÊNIOCONSUMO 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 determinantesCentrais e periféricos

• Capacidade pulmonar (ventilação e difusão de O2)

• Capacidade de transporte O2 no sangue

• Capacidade metabólica da musculatura em exercício

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 muito, muito leve9 ,1011,12 razoavelmente leve 13, 1415, 1617,18

19 muito, muito difícil Med Sci Sports Exercise, 14-377-87,1982

muito leve

difícil um pouco difícil

muito difícil

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 aclimataçãoTempo 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....

DesidrataçãoLeve• 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

Perda hídrica

(% peso corporal)

FC, irrigação, depleção de glicogênio, estresse, hipertermia,

diminuição da disponibilidade de água para dissipar o calor e

para levar nutrientes e oxigênio às células.

- Início da desidratação

- Freqüente

- Perda de regulação metabólica

- Extrema: colapso arterial e AVC

2%

3 – 4%

5 – 7%

8 – 10%

Sintomas

DesidrataçãoDesidratação

% de peso corporal perdido% de peso corporal perdido % de peso corporal perdido% de peso corporal perdido

Desidratação X PerformanceDesidratação X PerformanceDesidratação X PerformanceDesidratação X Performance

Performance

100%

70%

5 %

Costill, D.L.; 1988Costill, D.L.; 1988Costill, D.L.; 1988Costill, D.L.; 1988

Desidratação Temperatura Sódio

Desidratação Temperatura Sódio

3,5 de 70 kg = 5 %3,5 de 70 kg = 5 %3,5 de 70 kg = 5 %3,5 de 70 kg = 5 %

Controle TérmicoControle Térmico

36° a 37° C

Produção de calor

Perda de calor

hipotálamo

ExercícioExercícioFísicoFísico

TremoresTremores

AmbienteAmbiente

- Condução- Condução

- Convecção- Convecção

- Irradiação- Irradiação

- Evaporação- Evaporação

As células do cérebro são extremamente sensíveis ao calor; 42ºC é tudo que pode suportar

Perda de calor Perda de calor

ConduçãoConvecção

Radiação

Evaporação

Repouso% total

Exercício% total

20%

60%

20%

15%

5%

80%

Termorregulação Durante o Termorregulação Durante o Exercício no Calor Exercício no Calor

Termorregulação Durante o Termorregulação Durante o Exercício no Calor Exercício no Calor

VASODILATAÇÃOVASODILATAÇÃO CUTÂNEACUTÂNEAVASODILATAÇÃOVASODILATAÇÃO CUTÂNEACUTÂNEA

SUDORESESUDORESE(EVAPORAÇÃO)(EVAPORAÇÃO) SUDORESESUDORESE(EVAPORAÇÃO)(EVAPORAÇÃO)

ATIVIDADEATIVIDADEMUSCULARMUSCULARATIVIDADEATIVIDADEMUSCULARMUSCULAR

CARGACARGATÉRMICATÉRMICA CARGACARGATÉRMICATÉRMICA

CALORCALORAMBIENTEAMBIENTE CALORCALORAMBIENTEAMBIENTE

HIPOTÁLAMOHIPOTÁLAMOHIPOTÁLAMOHIPOTÁLAMO

* 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

FATORES DETERMINANTES DA QUEDA DA PERFORMANCE

NOS EXERCÍCIOS DE LONGA DURAÇÃO

DESIDRATAÇÃODESIDRATAÇÃO

HIPERTERMIAHIPERTERMIA HIPOGLICEMIAHIPOGLICEMIA

DEPLEÇÃO DEDEPLEÇÃO DECARBOIDRATOCARBOIDRATO

FALÊNCIA DAFALÊNCIA DAREGULAÇÃO TÉRMICAREGULAÇÃO TÉRMICA

PERDA DE ÁGUAPERDA DE ÁGUA PELO SUORPELO SUOR

REPOSIÇÃOREPOSIÇÃO HÍDRICAHÍDRICA

Bebidas IsotônicasBebidas Isotônicas

ConcentraçãoConcentração * entre 6 a 8% (glicose, sacarose, frutose ou maltodextrina)* entre 6 a 8% (glicose, sacarose, frutose ou maltodextrina)

Sódio - 20 a 50 mg/100 mlSódio - 20 a 50 mg/100 ml Potássio - 10 a 20 mg/100mlPotássio - 10 a 20 mg/100ml Outros íons - magnésio, cloretos, etc.Outros íons - magnésio, cloretos, etc.

A presença de carboidratos nas bebidas isotônicas pode A presença de carboidratos nas bebidas isotônicas pode melhorar a performance mesmo nas atividades de duraçãomelhorar a performance mesmo nas atividades de duraçãoentre 30 minutos e uma hora entre 30 minutos e uma hora Davis, J.M. et al Int J. Sports Nutr. Davis, J.M. et al Int J. Sports Nutr. 19971997

ConcentraçãoConcentração * entre 6 a 8% (glicose, sacarose, frutose ou maltodextrina)* entre 6 a 8% (glicose, sacarose, frutose ou maltodextrina)

Sódio - 20 a 50 mg/100 mlSódio - 20 a 50 mg/100 ml Potássio - 10 a 20 mg/100mlPotássio - 10 a 20 mg/100ml Outros íons - magnésio, cloretos, etc.Outros íons - magnésio, cloretos, etc.

A presença de carboidratos nas bebidas isotônicas pode A presença de carboidratos nas bebidas isotônicas pode melhorar a performance mesmo nas atividades de duraçãomelhorar a performance mesmo nas atividades de duraçãoentre 30 minutos e uma hora entre 30 minutos e uma hora Davis, J.M. et al Int J. Sports Nutr. Davis, J.M. et al Int J. Sports Nutr. 19971997

HidrataçãoHidrataçãoHidrataçãoHidratação

IsotônicoIsotônico - mesma concentração osmótica que o sangue - mesma concentração osmótica que o sangue

Osmolalidade - Água - hipotônicaOsmolalidade - Água - hipotônica

Taxa de absorção Taxa de absorção - Água - 18 ml/min- Água - 18 ml/min- Isotônicos - 18 ml/min- Isotônicos - 18 ml/min

A taxa de absorção da bebida isotônica é a mesma da água A taxa de absorção da bebida isotônica é a mesma da água com a vantagem da reposição de carboidratos e eletrólitos com a vantagem da reposição de carboidratos e eletrólitos

Costill, 1989Costill, 1989

IsotônicoIsotônico - mesma concentração osmótica que o sangue - mesma concentração osmótica que o sangue

Osmolalidade - Água - hipotônicaOsmolalidade - Água - hipotônica

Taxa de absorção Taxa de absorção - Água - 18 ml/min- Água - 18 ml/min- Isotônicos - 18 ml/min- Isotônicos - 18 ml/min

A taxa de absorção da bebida isotônica é a mesma da água A taxa de absorção da bebida isotônica é a mesma da água com a vantagem da reposição de carboidratos e eletrólitos com a vantagem da reposição de carboidratos e eletrólitos

Costill, 1989Costill, 1989

ÁguaÁguaÁguaÁgua Bebidas IsotônicasBebidas IsotônicasBebidas IsotônicasBebidas IsotônicasXX

• 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

• 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.

Privação do sono-alteração biológica

• 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 cardio-respiratóra.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

PROTEÍNAS

ÁCIDO LÁCTICO

FOSFOCREATINA

Adenosina Trifosfato

ADP + Pi + Energia

ATP

Trabalho mecânico,químico e de transporte

REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO DE ENERGIA DURANTE O EXERCÍCIODE ENERGIA DURANTE O EXERCÍCIO

CONTRAÇÃO MUSCULAR

TRABALHO25 %

CALOR

75%

ENERGIAQUÍMICA

ATP ADP ++ P ++

ATP ases

Cálcio++

Fontes de ATP

Metabolismo aeróbio (oxidativo)

Sistema ATP-CP (anaeróbio aláctico)

Metabolismo anaeróbio (láctico)

SISTEMA ATP-CP

ATP ADP + Pi + Energia

CP C + P + EnergiaFosforilação

ATPase

Creatinacinase

Hidrólise

Maurice Green Prova - 100 m

Recorde - 9.79

Atleta - M. Green

Metabolismo Anaeróbio Alático

Fibra Predominante Fibra Branca TIIb

Fosfocreatina

Carboidratos (metabolismo anaeróbio)

Pequena contribuição dos outros substratos

Curta Duração e Alta Intensidade

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 mRecorde - 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

Paul Tergat

Prova - Maratona

Recorde - 2:05.42

Atleta- K. Khannouchi

Metabolismo Aeróbio

Fibra Predominante Fibra Vermelha TI

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)

0 100

% do VO2 máx.50

0

50

100intensidade

% d

e go

rd. o

u ca

rb.

0 100

Tempo de exercício (min.)50

0

50

100 duração

% d

e go

rd. o

u ca

rb.

25 75

Carboidrato. Gordura Carboidrato. Gordura

Intensidade x Duração do exercício e Seleção do

Substrato

Tabela de Gorduras e Carboidratos Metabolizados

R0,700,750,800,850,900,951,00

% Gord.10083675033170

% Carb.0

1733506783100

Estimativa da Utilização do Substrato Gordura – C6 H32 O2

Oxidação - C6 H32 O2 + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O

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 paraTransição do Repouso paraExercícioExercício

Captação do O2 aumenta

Contrai uma dívida (déficit) de O2 – vias anaeróbiascontribuem para com a produção global de ATP

Pagamento da dívida (débito) – captação de O2 acima dos níveis de repouso após o exercício

Exercício 1) tipo de exercício realizado

2) estado de treinamento

3) dieta

Repouso ± 2/3 gorduras± 1/3 carboidratosPequena contribuição dos outros substratos

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 kmvelocidade média 3,6 km/h

velocidade máxima:11 km/hFc 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 frustração- entusiasmo 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