História e Fisiologia do Exercício: Sistemas Energéticos

História da Fisiologia do Exercício

A fisiologia do exercício surgiu principalmente na Grécia Antiga e Ásia Menor, porém os temas sobre exercício, desporto, jogos e saúde já preocupavam até mesmo as civilizações mais primitivas, como as culturas minoana e miceniana, os grandes impérios bíblicos de Davi e Salomão, Assíria, Babilônia, Média e Pérsia, assim como o império de Alexandre.

Outras referências primitivas aos desportos, aos jogos e às práticas de saúde (higiene pessoal, exercício e treinamento) foram registradas nas antigas civilizações da Síria, Egito, Macedônia, Arábia, Mesopotâmia, Pérsia, Índia e China. Entretanto, a maior influência para a civilização ocidental veio dos médicos gregos da antiguidade: Herodicus (quinto século a.C.), Hipócrates (460 – 377 a.C.) e Cláudio Galeno (131 – 201 d.C.).

Durante toda a sua vida, Galeno ensinou e praticou as “leis da saúde”: respirar ar puro, comer alimentos apropriados, beber as bebidas certas, exercitar-se, dormir por um período suficiente, evacuar diariamente e controlar as emoções. Escritor de muitos tratados que abordavam anatomia e fisiologia humana, nutrição, crescimento e desenvolvimento, os efeitos benéficos do exercício, as consequências deletérias da vida sedentária e uma ampla variedade de doenças e seu tratamento. Tendo sido um dos primeiros “fisiologistas experimentais”, Galeno realizou experiências originais em fisiologia, anatomia comparada e medicina, incluindo dissecções em seres humanos e em vários animais (ex: cabras, porcos, vacas, cavalos).

A era da fisiologia do exercício mais “moderna” inclui os períodos da Renascença, do Iluminismo e da Descoberta Científica na Europa. Foi então que as ideias de Galeno exerceram impacto sobre os trabalhos dos primeiros fisiologistas, anatomistas e professores de higiene e saúde. Por exemplo, em Veneza, 1539, o médico italiano Hieronymus Mercurialis (1530 – 1606) publicou "A Arte da Ginástica entre os Antigos".

Período da Renascença ao Século XIX

Em 1316, Mondino de Luzzio (1275 – 1326), professor de anatomia em Bolonha, publicou Anathomia, o primeiro livro de anatomia humana.

Duas mulheres da Universidade de Bolonha se sobressaíram no campo da anatomia: Laura Bassi (1711 – 1778), primeira mulher a obter um grau de doutor em filosofia, e Anna Morandi Manzolini (1717 – 1774), também professora da Universidade de Bolonha, que se tornou perita em criar modelos de cera dos órgãos internos e passou a ser a modeladora-chefe do departamento de anatomia.

Da Vinci dissecou cadáveres no Hospital de Santa Maria Nuova, em Florença, e fez desenhos anatômicos detalhados. Por maior que fosse a exatidão dos esboços, eles ainda preservavam as ideias galênicas. Apesar de nunca ter visto os poros no septo do coração, ele os incluiu, acreditando que existiam porque Galeno os havia “visto”. Da Vinci foi o primeiro a desenhar com exatidão as estruturas internas do coração e construiu modelos da função valvular que mostravam como o sangue fluía apenas em uma única direção.

Antoine Laurent Lavoisier (1743 – 1794) anunciou os conceitos modernos de metabolismo, nutrição e fisiologia do exercício. Lavoisier preparou o caminho para os estudos do equilíbrio energético ao reconhecer, pela primeira vez, que os elementos envolvidos no metabolismo (carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio) não apareciam subitamente nem desapareciam misteriosamente. Ele forneceu verdades básicas e uma delas era: apenas o oxigênio participa na respiração animal.

Essas descobertas, fundamentais para os modernos conceitos de equilíbrio energético, não conseguiram proteger Lavoisier da intolerância de seus compatriotas revolucionários. O tribunal jacobino o decapitou em 1794. Mais uma vez, a resistência irrefletida contra a ciência inovadora retardou temporariamente o triunfo da verdade.

Em 1954 foi criado o Colégio Americano de Medicina Desportiva (ACSM). Os membros do “colégio” ACSM são professores de educação física, treinadores de atletismo, bioquímicos, técnicos, fisiologistas do exercício, médicos, nutricionistas e numerosos outros grupos profissionais correlatos. R. Tait McKenzie, notável médico e educador, teve sua filosofia e esforços como base para o surgimento do ACSM.

Sistemas Energéticos

Sistema energético é a via metabólica através da qual a musculatura obtém energia para a contração muscular. A contração muscular ocorre através da energia da quebra das moléculas de ATP (Adenosina Trifosfato), como pode ser percebido na teoria do deslizamento dos filamentos; porém o estoque de ATP é limitado e precisa ser refeito, e para isso é necessária energia fornecida pelos sistemas energéticos.

Os sistemas energéticos dividem-se em aeróbios e anaeróbios:

• Aeróbios: A ressíntese do ATP é feita mediante reações oxidativas (em presença de oxigênio). Também pode ser descrito como atividade de longa duração com presença de oxigênio muscular.
• Anaeróbios: A ressíntese do ATP é feita através de reações onde não há a presença de oxigênio. Também pode ser descrito como atividade de curta duração sem a presença de oxigênio muscular.

Em suma, o objetivo dos sistemas energéticos é manter o suprimento de ATP muscular para que a musculatura possa manter-se em trabalho. Os tipos de esforços podem ser divididos em:

• Anaeróbio Alático
• Anaeróbio Lático
• Anaeróbio / Aeróbio
• Aeróbio

Esforços Anaeróbios Aláticos

São esforços onde a musculatura obtém a energia necessária à ressíntese do ATP através da quebra dos radicais PC (fosfocreatina). Os esforços que acionam este sistema são os que se encontram entre 0 a 9 segundos, sendo a intensidade situada entre 90 a 100% da capacidade máxima. A curta duração é explicada pela alta intensidade do esforço e pelo fim das reservas musculares de PC.

Esforços Anaeróbios Láticos

São esforços onde a musculatura obtém a energia necessária à ressíntese do ATP através da quebra anaeróbia da glicose (glicólise anaeróbia), tendo como consequência a formação de lactato. Os esforços que acionam este sistema metabólico são os que se encontram entre 9 a 90 segundos de duração, sendo a intensidade suficiente para que a fadiga ocorra dentro deste intervalo de tempo.

Esforços Anaeróbios / Aeróbios

São esforços que obtêm a energia necessária à ressíntese do ATP, em parte através da glicólise anaeróbia e em parte através da glicólise aeróbia. São também conhecidos como esforços mistos. Os esforços que se encontram neste grupo são os que têm duração entre 90 a 180 segundos (1:30 a 3:00 min) com intensidade suficiente para que não se consiga executar mais de seis minutos de exercício.

Esforços Aeróbios

São esforços que obtêm a energia necessária à ressíntese do ATP através da quebra aeróbia da glicose (glicólise aeróbia), podendo também utilizar gorduras como fontes energéticas. Os esforços que se encontram neste grupo são os que têm duração superior a 3 minutos. É importante notar que as gorduras somente começam a ser acessadas nos esforços aeróbios, em média, após doze minutos de duração.

Efeitos Fisiológicos

Solicitação Aeróbia

A solicitação aeróbia é caracterizada por esforços com duração superior a seis minutos. As alterações bioquímicas mais significantes induzidas pelos esforços aeróbios são:

• Aumento do número de mitocôndrias: Ocorre tanto nas fibras rápidas como nas fibras lentas.
• Otimização da capilarização: Possibilita maior oferta sanguínea de oxigênio.
• Aumento de glóbulos vermelhos: Elevação da hemoglobina, aumentando a capacidade de transporte de oxigênio.
• Atividade enzimática: Elevação na concentração de enzimas do metabolismo aeróbio.
• Reservas energéticas: Aumento das reservas de glicogênio e triglicerídeos intramusculares.

Solicitação Anaeróbia

Os esforços anaeróbios são caracterizados por alta intensidade e curta duração (máximo de 3 minutos). As alterações bioquímicas mais significantes são:

• Aumento da atividade enzimática e das reservas de ATP-PC.
• Otimização das reações do sistema do ácido lático.
• Maior eficiência do sistema ácido-base (tamponamento).
• Aumento da atividade dos ribossomos (síntese proteica).
• Aumento das reservas de glicogênio muscular.

Glossário de Termos

• Lactato: Sal formado a partir do ácido lático.
• Ácido Lático: Produto final do metabolismo anaeróbico da glicose.
• Fadiga: Redução reversível na capacidade funcional do organismo.
• Glicogênio: Polissacarídeo formado por unidades de glicose, armazenado no fígado e músculos.
• Glicose: Açúcar essencial que fornece energia para o corpo.
• Fosfagênio: Termo que designa compostos de fosfato de alta energia (ATP e fosfocreatina).
• Metabolismo: Soma de todos os processos físicos e químicos que fornecem energia para a vida.