Esportes de aventura e Fisiologia “ 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 serra100@msn.com

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

FATORES DETERMINANTES Fisiológicos Nutricionais Farmacológicos AGENTES ERGOGÊNICOS HERANÇA GENÉTICA VARIÁVEIS ENERGÉTICAS TREINAMENTO Inteligência Emocional Equipamentos Desempenho FATORES PSICOLÓGICOS VARIÁVEIS BIOMECÂNICAS Tática Fadiga Variáveis Neuromotoras

Físico - Técnico - Tático 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 Apoio Tecnológico DESEMPENHO FÍSICO FATORES EXTERNOS NUTRIÇÃO RECURSOS ERGOGÊNICOS Vestuário Materiais - Piso Fuso Horário Pressão Atmosférica Temperatura - Umidade do Ar DOPING

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Aspectos Básicos Mecanismos de ajustes fisiológicos Índices de limitação funcional

DC e VO2 max (sedentários x atletas) baixa capacidade aeróbia  baixo DC

CONSUMO DE OXIGÊNIO VO2 = D.C. x dif a-vO2 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 (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

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 Tempo de aclimatação 2700 m 7 a 10 dias “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 Moderada Grave Limitações 1. Praticidade 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 (% peso corporal) Sintomas 2% 3 – 4% 5 – 7% 8 – 10% - Início da desidratação Freqüente - Perda de regulação metabólica - 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 Performance 70% 5 % % de peso corporal perdido Costill, D.L.; 1988 3,5 de 70 kg = 5 %

Controle Térmico Produção Perda de calor de calor 36° a 37° C - Condução - Convecção - Irradiação - Evaporação Tremores Exercício Físico Produção de calor Perda de calor Ambiente 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 Condução Convecção Radiação % total Exercício Condução Convecção Radiação Evaporação 20% 15% 60% 5% 20% 80%

Termorregulação Durante o Exercício no Calor ATIVIDADE MUSCULAR VASODILATAÇÃO CUTÂNEA CARGA TÉRMICA SUDORESE (EVAPORAÇÃO) HIPOTÁLAMO CALOR AMBIENTE * O exercício pode aumentar em até cinco vezes a produção de calor

Considerando-se o texto podemos dizer que: 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.

PERFORMANCE FATORES DETERMINANTES DA QUEDA DA PERFORMANCE NOS EXERCÍCIOS DE LONGA DURAÇÃO PERDA DE ÁGUA PELO SUOR REPOSIÇÃO HÍDRICA DESIDRATAÇÃO PERFORMANCE 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 Bebidas Isotônicas X  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 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 FOSFOCREATINA PROTEÍNAS ÁCIDO LÁCTICO

químico e de transporte Adenosina Trifosfato ADP + Pi + Energia ATP Trabalho mecânico, químico e de transporte

DE ENERGIA DURANTE O EXERCÍCIO REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO DE ENERGIA DURANTE O EXERCÍCIO CONTRAÇÃO MUSCULAR ATP ases Cálcio + TRABALHO 25 % ENERGIA QUÍMICA ATP ADP + P CALOR 75%

Fontes de ATP Sistema ATP-CP (anaeróbio aláctico) Metabolismo anaeróbio (láctico) Metabolismo aeróbio (oxidativo)

SISTEMA ATP-CP ATP ADP + Pi + Energia CP C + P + Energia ATPase Fosforilação Hidrólise Creatina cinase

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 100 % (completa): 2 a 5 minutos

METABOLISMO ANAERÓBIO Glicogênio Glicose Ácido Pirúvico O2 insuficiente Ácido Láctico

Prova - 400 m Recorde - 43.18 Atleta - M. Jonson Tyree Washington 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 100 100 duração intensidade % de gord. ou carb. 50 % de gord. ou carb. 50 50 100 25 50 75 100 % do VO2 máx. Tempo de exercício (min.) Carboidrato. Gordura Carboidrato. Gordura

Tabela de Gorduras e Carboidratos Metabolizados 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 % Gord. 100 83 67 50 33 17 % Carb. 17 33 50 67 83 100

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 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

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?

Você responde !

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