De Repouso ao Exercício Físico

Do Repouso Ao Exercício Físico

Quando se inicia um exercício físico, mais energia é necessária.

Para que haja maior produção de energia há um maior consumo de oxigênio pelos músculos em trabalho, porém os níveis de oxigênio levam um tempo para aumentar dos níveis em homeostase até um novo limiar criando um novo estado estável (diferente do estado em homeostase), caso esse exercício físico seja mantido.

Pelo fato dos níveis de O2 que estão sendo captados e transportados no sangue (consequentemente, os níveis de consumo de O2) não aumentarem instantaneamente com o início do exercício físico, uma outra fonte de formação de energia (que não necessite de O2) deve suprir as necessidades nesse tempo.

Essas fontes de energia são anaeróbicas, não utilizam o oxigênio para gerar ATP.

Fontes Anaeróbias

* A primeira forma de energia utilizada no início do exercício físico são:
- As moléculas de ATP que já estão presentes no sarcoplasma (citoplasma das células musculares) que é uma quantidade muito pequena;

Moléculas de ADP que são transformadas em ATP através de sua ligação a um grupo de fosfato inorgânico que provem de moléculas presentes nas células musculares chamadas de fosfato de creatina.

- Fosfato de creatina, ou sistema ATP-PC, são moléculas para liberação de fosfato formando moléculas de ATP de forma rápida para atividades que ocorrem em questões de segundos.

Quando ocorre aumento de ADP devido a quebra de ATP para fazer a contração muscular, esse ADP é capaz de agir como um regulador alostérico na enzima creatina quinase estimulando a quebra do fosfato de creatina para a formação de ATP.


Obs: A glicólise tem sua enzima fosfofrutoquinase como reguladora da via e essa enzima possui como um dos seus inibidores a presença de fosfato de creatina (PC).
* Outra via anaeróbica que entra em ação secundariamente para fornecer energia é a glicólise, há quebra de glicose em 2 piruvato resultando em 2 moléculas de ATP e 2 de NADH + H+.

A fosforilase, enzima que libera moléculas de glicose a partir do glicogênio muscular, pode ser estimulada pela presença de Ca++ e pela adrenalina (a adrenalina é responsável pela formação de AMPcíclico e ele que diretamente ativa a fosforilase)

A glicólise é rapidamente ativada durante o início de um exercício físico por ser uma via anaeróbica, a qual pode ajudar a suprir a maior necessidade de ATP que o organismo passa a ter, sem necessitar de aumento do fluxo sanguíneo e do aparelho respiratório.

Glicólise ocorre no próprio sarcoplasma (citoplasma das células musculares) e acumula nele grandes quantidades de:

- Ácido pirúvico (entra na mitocôndria como piruvato para participar do ciclo de Krebs)

- NADH + H+ (entra na mitocôndria para participar da cadeia de elétrons)

Ambas vias aeróbias, por isso que na falta de O2 suficiente, essas vias aeróbias têm baixa atividade e esses substratos acumulam.

O NADH é mandando para dentro da mitocôndria e em grande quantidade inibe o ciclo de Krebs (mais especificamente, a isocitratodesidrogenase).

Se houver acúmulo de NADH no citoplasma, ele é destinado à reação inversa (de volta para NAD+) através de sua oxidação pelo piruvato.

Nessa reação, o piruvato que também estiver acumulado é transformado em lactato (que será dispensado em sua maior parte no sangue).

O acúmulo de piruvato e NADH não pode ocorrer no citoplasma, pois impossibilitaria a glicólise, sendo assim o piruvato é constantemente removido, principalmente no início do exercício (quando existe pouco suprimento de O2 para as outras vias - as aeróbias) e durante exercícios físicos de alta intensidade (onde ATP é necessário em grandes e rápidas quantidades) ele é em grande parte transformado em lactato.

O Lactato

O lactato pode servir como fonte de energia no fígado principalmente após o exercício físico, onde será substrato para gliconeogênese. 

No momento pós exercício, a gliconeogênese terá sua atividade elevada já que poderá ter grande parte do suprimento de oxigênio destinado a ela e também terá grande quantidade de substrato. 

Remoção do lactato é um dos motivos pelo qual a oferta de oxigênio permanece, após exercício, maior do que é realmente necessário para o repouso. 

Considerando uma pessoa que está em repouso logo após o exercício, no entanto para remoção do lactato e reposição de glicose, ATP, PC e estoques de O2 nas células e sangue, faz com que os níveis de consumo de O2 continuem mais elevados do que os valores de homeostase, por um tempo, mesmo que em uma queda constante e lenta (esse fenômeno é chamado de EPOC - Excesso de Consumo de Oxigênio Pós exercício - devido ao metabolismo que permanece elevado).

#A utilização de oxigênio para ressíntese de ATP, PC, repor estoques de O2 nas células e sangue, assim como sua utilização na gliconeogênese, não são os únicos motivos que fazem ocorrer o EPOC (também tem a ver com retardo dos sistemas fisiológicos que permanecem elevados, temperatura corporal alta, concentração de hormônios circulantes, entre outros)# 

É importante ressaltar que novos dados estimam que somente cerca de 20% do lactato produzido durante exercício vai para o fígado e passa pela gliconeogênese.

Sabe-se hoje em dia que cerca de 70% do ácido lático é convertido pelas células do coração e da musculatura esquelética em piruvato e utilizado como energia pelas vias aeróbicas.
E essa maior facilidade de remoção através de sua utilização como substrato aeróbio, pode ser percebida pelo maior decréscimo da concentração de lactato no sangue, de uma pessoa que pós exercício permanece fazendo um exercício físico de intensidade leve.

                                                                               Fisiologia do Exercício - Edward T. Howley

Déficit de Oxigênio

É chamado assim os momentos iniciais quando uma pessoa passa do repouso para um exercício físico (leve ou moderado) e a maior quantidade de energia é suprida por vias anaeróbicas.

O Déficit de Oxigênio é definido como a diferença entre o consumo de oxigênio nos primeiros minutos do exercício físico e um período de tempo igual após o Estado Estável ter sido alcançado.

O tempo de Déficit de Oxigênio, ou seja, o tempo para alcançar o Estado Estável é menor em um indivíduo treinado em comparação a não treinados.

Em geral ocorre por volta de dois minutos de exercício físico.

Tendo os indivíduos treinados ativação do sistema aeróbio (maior função do sistema) mais precocemente do que um não treinado, indica que haverá menor produção de lactato nos treinados.

- Importante:

O que leva essa lentidão nas respostas aeróbicas de atingirem o potencial necessário para suprir as necessidades do organismo em exercício, não é somente devido a pouca oferta de oxigênio chegando a esses músculos durante o tempo inicial de adaptação dos sistemas fisiológicos cardiovascular e pulmonar. 

Mas se deve também a lentidão para ativar os mecanismos aeróbios (fazê-los saírem do basal) de forma com que eles possam atingir os níveis em que são necessários, principalmente devido a regulação dessas vias ter como agente estimulador ADP + Pi (fosfato inorgânico) que se acumulam ao longo do início do exercício e vão ativando a via aeróbica até ela atingir o ponto em que a produção de energia é suficiente para suprir o desenvolvimento do exercício físico em questão.

Fisiologia do Exercício - Edward T. Howley

#Não confunda Débito de Oxigênio (nome antigo para EPOC) com Déficit de Oxigênio, um ocorre no final do exercício (quando o metabolismo ainda permanece elevado) e o outro no começo, respectivamente#