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Fdeandrea Atividade Física e Saúde

segunda-feira, 2 de julho de 2012

Formas de obtenção de energia para a prática de atividade física



Atividade física é qualquer movimento do corpo produzido através da contração da musculatura esquelética (1). Nahas assume a definição de Haskell e Kiernan e acrescenta que este movimento gere um gasto energético acima dos níveis de repouso (2).
   O exercício físico é uma condição onde ocorre um aumento da demanda energética do organismo visando a manutenção da atividade muscular. A energia derivada dos nutrientes ingeridos na alimentação tem fundamental importância para o fornecimento de energia química, contribuindo com a manutenção do trabalho muscular a partir da geração de adenosina trifosfato (ATP) (3).
Dentre os vários sistemas envolvidos no fornecimento energético para ressíntese de ATP, podemos destacar o papel das reservas de substratos energéticos que, por diferentes vias de fornecimento de energia, contribuem para a constante homeostase energética (4).
 A intensidade e/ou a duração do esforço, bem como o estado inicial das reservas de substratos energéticos e o nível de treinamento do atleta podem interferir sobre a predominância na ativação de uma ou de outra via metabólica, indicando maior utilização de um determinado substrato energético. Assim, os fosfatos de alta energia, os estoques de glicogênio muscular e hepático, e os lipídeos estocados nos adipócitos podem contribuir com maior ou menor magnitude com a geração de energia durante o exercício (4).
Atividades realizadas por um longo período de tempo podem apresentar um equilíbrio (steady-state) entre a capacidade de geração de energia e a demanda decorrente da atividade muscular. Contudo, nos momentos iniciais do esforço e em exercícios severos, a ativação das reservas de substratos energéticos torna-se fundamental para o atendimento da maior exigência metabólica. Desta forma, o funcionamento e/ou a ativação destas vias de fornecimento de energia tem como objetivo fornecer uma quantidade adequada de nutrientes para o desempenho da atividade muscular (5).

Metabolismo e exercício

    As reservas de substratos energéticos dos diferentes tecidos têm fundamental papel na manutenção da homeostase orgânica uma vez que a impossibilidade de armazenamento de grandes quantidades de ATP nas células gera a contínua necessidade de sua ressíntese. As vias geradoras de energia pela utilização das reservas de substratos teciduais podem depender ou não da presença de oxigênio para a ocorrência de suas reações, sendo que a predominância destas vias metabólicas tem íntima relação com a duração e intensidade da atividade. O sistema de fornecimento de energia dependente de oxigênio (aeróbio) produz ATP continuamente, porém sua velocidade de produção é baixa. Nos momentos iniciais, devido ao aumento abrupto da necessidade energética, a ativação da via anaeróbia tem grande participação no fornecimento energético, em função do déficit inicial de oxigênio. Nesta fase inicial de transição o composto de alta energia creatina-fosfato (CP) é o principal responsável pelo desempenho do trabalho muscular durante o exercício, principalmente nos segundos iniciais observaram significativa redução das concentrações de creatina fosfato muscular após 1 minuto de exercício a 55% do consumo máximo de oxigênio, indicando a importância deste substrato nos momentos iniciais do esforço. A glicólise anaeróbia também tem fundamental importância para a geração de ATP durante os primeiros minutos de atividade, podendo utilizar glicogênio muscular como substrato energético. Esta participação do metabolismo anaeróbio pode ser confirmada pela observação de ausência de modificações significativas do VO2 no inicio do exercício (6).
    Com o prolongamento da sessão de esforço, a participação do metabolismo aeróbio torna-se mais pronunciada, não excluindo a contribuição da via anaeróbia no fornecimento energético. Contudo, em exercícios com intensidades elevadas o déficit de oxigênio pode continuar a ser observado, uma vez que o VO2 não consegue suprir a demanda (7). 


Atividades Aeróbias X Atividades Anaeróbias

Nos esforços de alta intensidade (anaeróbio) as moléculas de ATP necessárias à manutenção do trabalho muscular são sintetizadas, inicialmente, por intermédio de outro composto fosfórico de alta energia denominado fosfato de creatina - PC. Por esse sistema energético, considerando que o PC apresenta energia livre de hidrólise mais alta que ATP, quando a ligação entre as moléculas de creatina e de fosfato é desfeita, seu fosfato é unido ao ADP, formando os ATPs necessários à contração muscular (3).
Apesar de existir de 3 a 5 vezes mais do que ATP, o fosfato de creatina também é armazenado em pequenas quantidades. Portanto, o fornecimento de energia, por essa via metabólica também é muito reduzido e atende aos esforços físicos de elevada intensidade por não mais do que 8-10 segundos. Dessa maneira, por exemplo, o fosfato de creatina deverá ser o principal responsável pela produção de ATPs em exercícios físicos que envolvam corridas rápidas em distância curtas, saltos sucessivos (3).
A menos que se diminua a intensidade, para que o esforço físico possa ser mantido por mais algum tempo, uma segunda via metabólica é acionada com o intuito de produzir os ATPs necessários à continuidade das contrações musculares, a glicólise  e levantamento de grandes pesos (8).
Se os esforços físicos forem de elevada intensidade, ou seja, quando é necessária a produção de um número de moléculas de ATPs relativamente alto num espaço de tempo bastante curto, elevando a velocidade metabólica na produção de energia, deverá ser ativado o sistema anaeróbio, pois o fornecimento de oxigênio para as reações torna-se insuficiente (5).

Contudo, se os esforços físicos forem de baixa a moderada intensidade, exigindo, por sua vez, menor velocidade metabólica na produção de ATPs, deverá ser ativado predominantemente o sistema aeróbio, tendo em vista que as reações metabólicas realizadas na presença do oxigênio são suficientes para produzir o ATP necessário. (3).
Com isto em mente e admitindo que estão sendo analisados os esforços físicos de elevada intensidade, a via metabólica acionada mais especificamente é a glicólise anaeróbia.
A glicólise anaeróbia consiste na degradação do glicogênio ou da glicose para piruvato ou lactato mediante o envolvimento de uma série de passagens enzimáticas catalizadoras, o que resulta na produção das moléculas de ATP. O carboidrato é depositado nos músculos em forma de glicogênio e passa para o sangue em forma de glicose.
Portanto, ao se realizarem esforços de grande intensidade, deverá ocorrer acúmulo de lactato no grupo muscular ativo e, na sequência, será difundido para a corrente sanguínea.
Quando a intensidade dos esforços físicos diminui, permite que o sistema de produção de energia venha a sintetizar os ATPs, necessários à contração muscular a partir do metabolismo aeróbio. Neste aspecto, quanto mais tempo durarem os esforços físicos, maior deverá ser a participação das reações oxidativas nas exigências energéticas, ao mesmo tempo em que a produção de energia por meio das vias anaeróbias diminuirá gradativamente.
Ao contrário do metabolismo anaeróbio, em que apenas o carboidrato é utilizado como substrato energético, o metabolismo aeróbio pode usar, além do carboidrato, os lipídios e, em casos de duração extrema, as proteínas, como substratos para a produção de ATPs. Além do mais, o metabolismo aeróbio é o mais eficiente do ponto de vista de produção energética, pois além de sintetizar ATPs sem acúmulo de ácido lático, por essa via, forma-se muito mais ATPs comparativamente com a via anaeróbia (3).
A produção de energia por via aeróbia resulta do produto final de um complexo processo de reações que ocorrem no interior da mitocôndria, com a participação de enzimas oxidativas, levando à quebra de carboidratos na forma de glicose, e de gorduras na forma de ácidos graxos livres, em moléculas de ATP, dióxido de carbono e água. Deve-se ressaltar que as proteínas, na forma de aminoácidos, somente entram em ação na produção de ATPs quando as exigências energéticas são extremamente elevadas e as fontes dos demais substratos já se encontram bastantes reduzidas.
Quanto à duração, com o passar do tempo sob esforço físico, os estoques do glicogênio muscular diminuem e concomitantemente as quantidades de ácidos graxos livres na corrente sanguínea se elevam. Assim, a participação dos substratos na produção de energia tende a se inverter, diminuindo a participação do metabolismo de carboidratos e acentuando a participação do metabolismo do metabolismo de gorduras (9).
Com relação à intensidade, em esforços físicos de baixa a moderada intensidade as necessidades energéticas são atendidas prioritariamente pelos ácidos graxos livres, no entanto, ao elevar o nível de intensidade, a glicose passa a ser a principal fonte de energia (10).
Outro aspecto que pode interferir na utilização da gordura como fonte de energia é o maior acúmulo de ácido lático. Quando existe maior quantidade de lactato sanguíneo, o uso do ácido graxo livre como fonte de energia pode ser dificultado em razão de o ácido láctico interferir de forma acentuada na mobilização do próprio ácido graxo livre a partir do tecido adiposo.
Logo, durante o esforço físico a nível submáximo, o indivíduo mais ativo deverá demonstrar maiores possibilidades de utilização do ácido graxo livre como fonte de energia do que o sedentário, em razão de apresentar tendência à concentração de lactato em níveis mais baixos (11).
Nos programas de atividades físicas voltados à promoção da saúde, deve-se privilegiar as atividades que utilizam a gordura como substrato energético na produção de ATPs, ou seja, esforços físicos de baixa a moderada intensidade durante um período de tempo prolongado (ciclismo, caminhadas, corridas, natação), considerando que as gorduras representam o maior depósito de energia no organismo humano (12).
Apesar de a atividade aeróbia ser muito importante na prevenção de doenças cardiovasculares, ressaltamos que a força muscular e a flexibilidade são fundamentais para uma boa saúde. As pessoas que têm mais flexibilidade e força são capazes de realizar suas tarefas diárias com mais facilidade, além de terem menor risco de problemas músculos-esqueléticos (13).




Referencias Bibliográficas:

1-    Haskell WL, Kiernan M. Methodologic issues in measuring physical activity and physical fitness when evaluating the role of dietary supplements for physically active people. Am J Clin Nutr 2000.
2-    Nahas MV. Atividade física, saúde e qualidade de vida: conceitos e sugestões para um estilo de vida ativo. 2 a ed. Londrina: Midiograf, 2001.
3-    McARDLE, W.D.; KATCH, F.L.; KATCH, V. Transferência de energia no exercício. In: McARDLE, W.D.; KATCH, F.L.; KATCH, V. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 3ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992.
4-    WILMORE, J.H.; COSTILL, D.L. Basic energy systems. In: WILMORE, J.H.; COSTILL, D.L. Physiology of sport and exercise. Champaign: Human Kinetics, 1994.
5-    FOX, E.L.; BOWERS, R.W.; FOSS, M.L. Fontes de energia. In: FOX, E.L.; BOWERS, R.W.; FOSS, M.L. Bases fisiológicas da Educação Física e dos Desportos. 4ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. 
6-    PAROLIN, M.L.; SPRIET, L.L.; HULTMAN, E.; HOLLIDGE-HORVAT, M.G.; JONES, N.L.; HEIGENHAUSER, G.J.F. Regulation of glycogen phosphorylase and PDH during exercise in human skeletal muscle during hypoxia. Am. J. Physiol. 278: E522-E534, 2000.
7-    Rogatto,G.P.Perfil metabólico durante o exercício físico:  influência da intensidade e da duração do esforço sobre a utilização de substratos energéticos. http://www.efdeportes.com/efd54/metab.htm
8-    Astrand, P.-O. & Rodahl, K. (1970) Textbook of Work Physiology, McGraw-Hill, New York.
9-    POWERS, S. K.; HOWLEY, E. T.  Fisiologia do Exercício: Teoria e Aplicação ao Condicionamento e ao Desempenho. São Paulo: Manole, 2000.
10-                      GOLLNICK, P.; HERMANSEN, L.  Biochemical adaptations to exercise: anaerobic metabolism.  Exercise and Sports Science Reviews.
11-                      HOLLOSZY J & COYLE EF. Adaptations of skeletal muscle to endurance exercise and their metabolic consequences. Journal of Applied Physiology. 
12-                      COOPER, K. N. The Aerobics Program for Total Well-Being. Bantam Books: Toronto, New York, London, Sydney, Auckland, 1982.
13-                      PATE, R.R. PRATT, M. BLAIR, S.N. Physiological activity and public health, a recommendation from the Centers for Disease Control and Prevention and the American College of Sports Medicine. 

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