O Metabolismo pode ser definido como o conjunto de processos físicos e químicos do nosso corpo que nos mantêm funcionando normalmente, como respiração, circulação sanguínea e função nervosa. Para realizar todos esses processos nosso corpo converte os alimentos que comemos em energia.
O nosso sistema digestivo transforma o alimento em combustível que é usado imediatamente ou armazenado nos tecidos do corpo. A energia gastada ao longo do dia sem qualquer exercício físico é chamada de taxa metabólica basal ou de repouso. Embora não possamos controlar totalmente nosso metabolismo, sabemos que ele pode ser estimulado através dos exercícios físicos.
Nosso metabolismo é controlado pelos hormônios e pelo sistema nervoso. Quando consumimos alimentos, as enzimas digestivas quebram carboidratos, gorduras e proteínas em uma forma que o corpo possa usar para obter energia. O metabolismo envolve duas atividades que ocorrem simultaneamente – o anabolismo (acumulação de tecidos corporais e armazenamento de energia) e o catabolismo.
O anabolismo é a forma pela qual a energia é usada para suportar o crescimento de novas células. Além disso é usada para manter nossos tecidos corporais, sendo a energia armazenada como gordura. Já o catabolismo é a liberação de energia vinda de nossos alimentos, como carboidratos, gorduras e proteínas, no qual moléculas grandes são divididas em outras menores para fornecer energia imediata para o corpo. Esta energia fornece combustível para processos como o aquecimento do corpo e permite que nossos músculos se movam.
A taxa metabólica basal (TMB) é a taxa em que seu corpo queima energia enquanto está em repouso e representa 50-80 por cento do seu uso total de energia. Até certo ponto, sua TMB é determinada geneticamente, mas pode ser afetada por certos problemas de saúde e pelo nível de atividade física. Quando você se exercita, você queima mais energia. Ser fisicamente apto também aumenta sua TMB porque quanto mais músculo e menos gordura nós temos maior é a nossa taxa metabólica (o músculo requer mais energia para funcionar do que a gordura).
Outros fatores que influenciam nossa TMB incluem:
*Idade – à medida que envelhecemos, nossos corpos tendem a ganhar gordura e a perder músculo, então nossa TMB diminui;
*Tamanho corporal – adultos maiores têm uma TMB maior;
*Crescimento – lactentes e crianças têm maior demanda de energia;
*Gênero – os homens costumam ter um metabolismo mais rápido do que as mulheres devido à maior massa muscular;
*Temperatura – extremos de temperaturas altas ou baixas requerem o gasto de mais combustível;
*Dieta – durante uma dieta excessivamente restritiva a nossa TMB diminui para economizar energia;
*Drogas – certas drogas, como a cafeína, podem aumentar a TMB.
Existem dois principais tipos de metabolismo (aeróbio e anaeróbio) e são muito afetados pelos exercícios físicos e alterações hormonais. Além disso, o metabolismo influencia diretamente em muitas disfunções fisiológicas como obesidade, hipertensão e diabetes, assuntos que trataremos a seguir.
Tipos de metabolismo
Metabolismo durante os exercícios aeróbios
Durante os exercícios aeróbios o corpo tem um suprimento constante de oxigênio para produzir adenosina trifosfato (ATP), o que oferece ao indivíduo uma tremenda capacidade energética. O metabolismo aeróbio é o método mais lento de produção de energia (incluir o oxigênio no processo de produção de energia envolve reações mais complexas e demoradas) e utiliza principalmente gorduras e carboidratos como fontes de energia.
Os ácidos graxos (provenientes das gorduras) e o glicogênio (vindo dos carboidratos) são metabolizados e fragmentados formando substratos para o ciclo de oxalacetato. Os elétrons vão para a cadeia transportadora de elétrons e são então captados por moléculas de oxigênio dentro da mitocôndria. Esse processo é capaz de ressintetizar cerca de 36 moléculas de ATP para cada molécula de glicose. O limite desse sistema é a quantidade de oxigénio transportado para as mitocôndrias (Figura 1).
O sistema de produção de energia aeróbio utiliza carboidratos e gorduras com a participação do oxigênio. De um modo geral, qualquer atividade que dure mais de três minutos depende principalmente do metabolismo aeróbio de energia. Enquanto a intensidade dos exercícios for de leve a moderada a energia será produzida prioritariamente pelo metabolismo aeróbio. Com a presença de oxigênio, a situação o corpo é capaz de produzir energia e limpar os subprodutos de resíduos das reações químicas.
Se a intensidade do exercício aumenta até um ponto em que o corpo já não tem tempo para usar oxigênio na produção de energia, o sistema de geração de energia prioritário passará a ser o metabolismo anaeróbio.
Metabolismo durante os exercícios anaeróbicos
Metabolismo anaeróbio é o processo fisiológico que possibilita a produção de energia sem a utilização de oxigênio. O metabolismo anaeróbico é a fonte dominante de energia para atividades curtas e de alta intensidade, como levantar peso ou sprintar.
Esse sistema fornece energia a uma taxa elevada, mas em pequenas quantidades. Por esta razão os músculos se cansam após apenas uma dúzia de repetições. Apenas carboidratos podem ser usados para energia sem uso de oxigênio, fazendo desse nutriente crucial para o metabolismo anaeróbio. Existem dois mecanismos para a produção de energia sem a presença de oxigênio: metabolismo anaeróbio alático e lático.
O mecanismo de produção de energia anaeróbio alático é também chamado de mecanismo da fosfocreatina. Esse sistema fornece cerca de 10 segundos de energia e é usado durante esforços de curtíssima duração e altíssima intensidade. Não requer nenhum oxigênio para gerar ATP, pelo contrário, nos primeiros 2-3 segundos do exercício intenso utiliza o ATP já armazenado no músculo, e depois, até os próximos 6-8 segundos, usa a creatina fosfato (CP) para ressintetizar o ATP até a CP acabar (Figura 2).
As reservas de creatina fosfato no músculo são bem limitadas. Após o ATP e CP serem consumidos o organismo passa para o metabolismo anaeróbio láctico, fornecendo ATP para o exercício.
Figura 2. Sistema de produção de energia anaeróbio alático, utiliza fosfocreatina (CP) para ressintetizar ATP sem a presença de oxigênio.
Já o mecanismo de produção de energia anaeróbio lático, também denominado glicogenólise, tem uma ação diferente. É um sistema mais complexo que o da creatina fosfato e consiste na degradação progressiva do glicogênio armazenado no músculo sem a utilização de oxigênio, de modo a fornecer energia pra que duas moléculas de ácido fosfórico se unam a outras duas moléculas de ADP (processo chamado de fosforilação) obtendo novas moléculas de ATP (Figura 3). Como resíduos dessa reação temos duas moléculas de água e outras duas de ácido lático.
Esse mecanismo é usado para exercícios de alta intensidade e que duram de 15 segundos até cerca de 2 minutos. Quando a produção de ácido láctico atinge um limite conhecido como o limiar de lactato, que provoca dores musculares, sensação de queimação no músculo e fadiga, tornando difícil manter tal intensidade.
Sistema Anaeróbio Lático
Figura 3. Sistema de produção de energia anaeróbio lático, utiliza o glicogênio muscular para a produção de energia, gerando como subproduto o ácido lático.
Como essa forma de metabolismo é limitada o indivíduo deve dar tempo ao seu corpo para se recuperar entre os períodos de treino ou reduzir sua intensidade. Assim, o sistema aeróbio assuma o fornecimento de energia. A maior deficiência do metabolismo durante o exercício anaeróbico, além do seu fornecimento limitado de energia, é que ele produz resíduos de produtos na forma de lactato. Embora o acúmulo de lactato não cause diretamente a fadiga muscular, a diminuição do pH ao redor das células musculares pode fazê-lo.
Os metabolismos aeróbios e anaeróbios não ocorrem separadamente, mas sim se sobrepõem e trabalham em conjunto para permitir que o indivíduo realize seus objetivos de exercício. O valor da contribuição de cada sistema de produção contribuição de energia depende principalmente da intensidade e, em segundo lugar, da duração do exercício.
Exercícios físicos e metabolismo
Um organismo em repouso apresenta respostas fisiológicas muito diferentes do que as observadas em situação de esforço. A ciência já demonstrou que os exercícios vão muito além do que gastar calorias. Eles têm grande influência no metabolismo por que alteram a produção de neurotransmissores e de grande parte dos hormônios. São necessárias diversas adaptações fisiológicas para que o indivíduo seja capaz de suprir a demanda metabólica dos exercícios físicos. As adaptações ocorridas são diretamente relacionadas ao tipo, a duração e à intensidade da atividade praticada.
Como vimos no início, o metabolismo é controlado pelo sistema nervoso e pelo sistema endócrino. Já se sabe que os exercícios físicos estimulam o funcionamento do sistema endócrino de forma aguda e crônica, aumentando a secreção de alguns hormônios e inibindo a de outros (Canali e Kruel, 2001). Veremos a seguir como os exercícios físicos podem alterar a produção hormonal, e assim, modificar nosso metabolismo.
Leptina
Antes da descoberta da leptina, em 1994, o tecido gorduroso era considerado apenas um excesso de massa corporal. Após essa data, descobriu-se que a gordura pode atuar como uma glândula, produzindo leptina e outros hormônios, bem como várias moléculas infamatórias.
A leptina é um hormônio fundamental na regulação do nosso sistema homeostático de energia. É liberada pelo tecido adiposo, comunicando ao cérebro a quantidade de gordura que temos armazenada e controlar a nossa saciedade. Quando os níveis de leptina estão baixos, ficamos com fome e quando estão altos ficamos satisfeitos. Em equilíbrio, a leptina nos ajuda a manter um peso saudável e nos permite evitar excessos.
Alguns autores avaliaram a concentração plasmática de leptina após uma única sessão de exercício moderado em obesos e não identificaram alterações significativas. Parece que o efeito dos exercícios físicos sobre a leptina ocorre a longo prazo, e somente quando os exercícios são capazes de mudar a composição corporal do indivíduo, diminuindo sua massa de gordura, que, consequentemente promoverá uma menor secreção da leptina pelo tecido adiposo (Machado W. Et al., 2015).
Insulina e Glucagon
O pâncreas é uma glândula que em sua porção endócrina produz dois hormônios muito importantes para a regulação da glicose no corpo, a insulina e o glucagon. A função do glucagon é aumentar a concentração de glicose plasmática através da glicogenólise e gliconeogênese hepática.
No princípio do esforço físico seus níveis se elevam de forma progressiva até os quinze minutos iniciais do exercício em seguida tende a se estabilizar. Parece haver uma relação linear entre o glucagon e a duração do exercício, ou seja, quanto mais durar o exercício mais glucagon será liberado.
Já a insulina tem como principal função regular o metabolismo da glicose por todos os tecidos, com exceção do cérebro. Funcionando inicialmente reabastecendo as reservas de glicogênio nos músculos e no fígado.
Em seguida caso os níveis de glicose plasmática estiverem ainda altos, ela, faz a captação da glicose plasmática pelas células adiposas que as transformam em triglicérides. Como no exercício, há uma estimulação de glucagon, com isso a estimulação da insulina é diminuída. Isto é, há uma relação inversamente proporcional entre o exercício e a insulina, em outras palavras, quanto maior for a duração do exercício menor será a produção de insulina (Macardle et al., 2003).
Adrenalina e noradrenalina
Também chamadas catecolaminas, sua produção parece ser bastante alterada pelo exercício físico. Esses dois hormônios, atuando juntos, tem grande importância no combate a obesidade, uma vez que promovem o aumento do gasto energético total através da maior liberação de glicose e de ácidos graxos na corrente sanguínea, bem como pelo aumento da taxa metabólica (Wilmore JH e Costill DL, 2001).
As catecolaminas são secretadas de forma diferenciada durante o exercício. Parece que intensidades moderadas de exercício (entre 50 e 75% do VO2máx) estimulam a produção de noradrenalina e intensidades mais altas (acima de 75% do VO2máx) estimulam a adrenalina.
Endorfinas
As endorfinas são hormônios produzidos na glândula hipófise e tem reconhecida ação analgésica. É comum relacionar a sensação de bem-estar, conforto, melhor estado de humor e alegria.
Além do seu efeito analgésico, acredita-se que as endorfinas controlem também a reação do corpo à tensão, regulando as algumas funções do sistema nervoso autônomo como as contrações da parede intestinal e determinando o humor.
Os exercícios aeróbicos de moderada intensidade parecem ser os melhores para a estimulação dos níveis plasmáticos de beta-endorfina. Em se tratando de treinamento resistido, parece que a liberação das endorfinas é maior quando o exercício tem. Já no exercício de resistência, maior duração e maiores intervalos de repouso entre as séries (Macardle et al., 2003).
Hormônio do crescimento
O hormônio do crescimento (GH) é produzido pela glândula hipófise e desempenha um importante papel fisiológico. Ele é fundamental para o crescimento e o desenvolvimento desde os primeiros anos de vida até o envelhecimento.
Enquanto dormimos pela noite ocorre a maior liberação do GH. Após ser secretado, estimula as células do fígado para produzir do IGF-1 ou fator de crescimento semelhante à insulina tipo 1.
O IGF-1 é essencial para a nossa saúde por estimular o crescimento celular, diminuir o percentual de gordura corporal, aumentar o anabolismo e a definição muscular, aumentar a síntese proteica, aumentar a reparação celular e aumentar a performance cardiovascular.
O exercício físico é capaz de alterar a secreção do hormônio do crescimento. Em geral, observa-se uma elevação na concentração do GH na circulação sanguínea nos primeiros 10 a 15 min de exercício físico, realizado na intensidade de aproximadamente 30% do VO2máx.
Ao fim da atividade a concentração do GH diminui gradativamente até chegar ao valor pré-exercício. Na maioria das vezes, esta redução pode ocorrer em aproximadamente 60 min (Wideman et al., 2002).
Parece que o aumento na produção do GH decorrente do exercício físico é maior em indivíduos sedentários do que em pessoas já treinadas. A maioria dos trabalhos indica que indivíduos não treinados, submetidos a uma sessão de exercício aeróbio, apresentam maior liberação do GH que indivíduos treinados (Weltman et al., 2006).
Na medida em que o organismo se acostuma ao treinamento físico, aumenta sua capacidade adaptativa e, para uma mesma intensidade de exercício já não é necessária tamanha elevação dos níveis de GH.
Assim, para continuarmos a promover aumentos significativos do GH seria interessante prescrever exercícios físicos próximos ou até acima do limiar anaeróbio (em torno de 85% da frequência cardíaca máxima).
Também o treinamento resistido pode ser benéfico para melhorar a secreção do GH. Observou-se maior liberação desse hormônio com o treinamento de musculação envolvendo grande número de repetições e maior síntese e liberação de ácido lático (Kraemer, Ratamess, 2005).
O aumento da acidose intramuscular pode estimular a atividade dos nervos simpáticos por meio de reflexo quimioreceptivo mediado por quimioereceptores intramusculares, aumentando a resposta do GH (Hoffman et al., 2003). Em geral, protocolos de exercícios resistidos com maior volume (10 a 12 repetições) e cargas moderadas (≤ 60%) parecem otimizar a secreção do GH.
Exercício físico e a síndrome metabólica
A síndrome metabólica é um conjunto de anormalidades metabólicas e fatores de risco que aumentam consideravelmente o risco de desenvolver diabetes tipo 2 e problemas cardiovasculares. Estes incluem aumento da glicemia (≥ 5,6 mmol / L), aumento da pressão arterial (≥ 130/85 mmHg), dislipidemia (triglicerídeos no sangue ≥ 1,7 mmol / L e redução do colesterol de alta densidade [HDL-c]) e obesidade central.
A obesidade central reflete o aumento dos depósitos de gordura em torno dos órgãos abdominais (adiposidade visceral) e a medição da circunferência da cintura pode ser utilizada por uma simples ferramenta de triagem para isso, com diferentes limiares específicos da população e do país recomendados (entre 85-102 cm para homens e 80-90 Cm para mulheres). A presença de 3 ou 5 desses fatores de risco constitui um diagnóstico de síndrome metabólica (Alberti KGMM et al., 2009).
Felizmente, a síndrome geralmente pode ser revertida com mudanças de estilo de vida. A combinação de perda de peso e exercício produz o melhor efeito diminuindo os níveis de glicose no sangue, além dos níveis de lipídios e da pressão arterial, que melhoram significativamente com a prática regular de exercícios físicos e dieta.
O risco da síndrome metabólica progredir para o diabetes tipo 2 também reduz em 29-68%, sendo que esta melhoria pode exceder os benefícios das medicações atuais contra o diabetes (Laaksonen DE et al., 2005).
Embora a perda de peso permaneça fundamental para o gerenciamento da síndrome metabólica, o próprio exercício físico, mesmo sem a perda de peso, também melhora os níveis de glicose e HDL-c e reduz o risco de diabetes tipo 2 (Franz MJ et al., 2007).
Evidências recentes também confirmaram que a terapia com exercícios reduz a obesidade central, incluindo os níveis de gordura visceral, com ou sem perda de peso. Este ponto é importante, uma vez que a perda de peso, mesmo com todas as terapias atuais, geralmente é modesta e não é sustentável. Portanto, um foco em exercício físico ao invés de emagrecimento pode gerar melhores resultados fisiológicos.
O estudo Studies of a Targeted Risk Reduction Intervention Through Defined Exercise (Estudos de Intervenção de Redução de Risco Dirigido através do Exercício Definido) comparou os efeitos dos exercícios resistidos, dos exercícios aeróbios e da combinação de ambos, nos componentes da síndrome metabólica.
Realizado no ano de 2011, o estudo teve duração de oito meses, sendo que o treinamento resistido isolado foi realizado três vezes por semana, com oito exercícios para os principais grupos musculares, três series de oito a doze repetições em cada exercício. Já o exercício aeróbio consistiu de 120 min por semana em 75% do consumo máximo de oxigênio (VO2máx); e o exercício combinado foi a junção dos dois protocolos.
Após oito meses, os grupos exercício aeróbio e exercícios combinados apresentaram redução da massa corporal, triglicerídeos e circunferência da cintura, enquanto melhores índices de pressão arterial foram observados apenas no grupo que realizou os exercícios combinados. Quanto ao grupo treinamento resistido isolado, não houve modificações significativas em nenhum componente da síndrome metabólica (BATEMAN et al., 2011).
O papel do profissional da educação física
Os exercícios físicos assumem papel fundamental no estímulo do bom funcionamento do sistema nervoso central e do sistema endócrino. A partir disso há um aumento da taxa metabólica, além da maior eficiência dos processos fisiológicos, incluídas no metabolismo. Mediante isso, o papel do profissional da Educação Física torna-se muito relevante no sentido de motivar seu aluno a prática adequada de exercícios físicos.
Cabe aos professores de Educação Física selecionar conteúdos motivacionais e de se tornar um grande agente motivador frente seus alunos. O professor possui papel fundamental na motivação ou desmotivação dos alunos, pois a metodologia utilizada para desenvolvimento das aulas e treinos. Além do relacionamento aluno-professor e o conteúdo por ele apresentado também influenciam na participação e aderência aos treinos.
Cuidados e restrições
Na ânsia de aumentar o metabolismo e perder peso, muitas pessoas se engajam em um programa de exercícios físicos com dietas muito restritivas e as consequências negativas disso não demoram a aparecer. O profissional deve ficar alerta para reconhecer os sinais de uma dieta muito limitada na fisiologia do seu aluno.
Dietas muito restritivas podem levar a baixo peso e ciclos menstruais irregulares. Drásticas oscilações no peso corporal, podem ocasionar desequilíbrios hormonais importantes, podendo diminuir a produção hormonal (estrógenos são dependentes de gordura). Isto pode afetar a fertilidade e deixar ossos e articulações sem proteção.
Outra preocupação são os casos de anemia, pois uma dieta restritiva significa privação, especialmente de nutrientes essenciais ao corpo como vitamina B-12, folatos e ferro. Esses nutrientes são essenciais para a formação de células vermelhas do sangue.
Um outro cuidado que o profissional deve ter é o de respeitar os níveis de condicionamento físico do aluno. Um trabalho preparatório deve ser feito, com exercícios mais fáceis e básicos, e com menor intensidade. A partir disso, é necessário para preparar o aluno para futuras cargas de treinamento mais intensas, minimizando o risco de lesões.
Conclusões
Os exercícios físicos são uma importante ferramenta para o estímulo e o bom funcionamento do metabolismo. A secreção de diversos hormônios é alterada mediante a prática de exercícios, o que aumenta a taxa metabólica basal. Com isso, o indivíduo o metabolismo funcionará de maneira mais eficaz, gastando mais calorias para viver. A longo prazo, irá ajudar muito no controle do peso corporal e combate a obesidade e a síndrome metabólica.
Os exercícios físicos regulares atuam significativamente regulando os níveis de glicose no sangue, além de reduzir os casos de dislipidemias e baixar a pressão arterial de pessoas com a síndrome metabólica. Contudo, um bom programa de exercícios deverá ser prescrito levando em conta as individualidades do aluno como alimentação e níveis atuais de condicionamento físico.
Referências:
Canali ES, Kruel LFM. Respostas hormonais ao exercício.Rev Paul Educ Fis 2001;15 (2): 141-53.
Wallace Machado, Estêvão Rios Monteiro, Verônica Salerno Pinto. Leptina e exercício físico: mecanismos para controle do peso corporal. Revista Brasileira de Prescrição e Fisiologia do Exercício, São Paulo. v.9. n.54. p.471-480. Jul./Ago. 2015. ISSN 1981-9900.
Mcardle WD, Katch FI, Katch VL.Fisiologia do Exercício Energia Nutrição e Desempenho Humano. 5ª ed, Guanabara. Rio de Janeiro, 2003
Wilmore JH, Costill DL.Fisiologia do exercício e do esporte. 2ªed. Manole, 2001.
WIDEMAN, L.; WELTMAN, J. Y.; HARTMAN, M. L.; VELDHUIS, J. D.; WELTMAN, A. Growth hormone release during acute and chronic aerobic and resistance exercise: recent findings. Sports Med., v.32, p.987-1004, 2002.
WELTMAN, A. J.; WELTMAN, J. Y.; PRITZLAFF, C. J. R.; WIDEMAN, L.; PATRIE, J.; EVANS, W. S.; VELDHUIS, J. D. Growth hormone response to graded exercise intensities is attenuated and the gender difference abolished in older adults. J. Appl. Physiol., v.100, p.1623-1629, 2006.
KRAEMER, W. J.; RATAMESS, N. A. Hormonal responses and adaptations to resistance exercise and training. Sports Med., v.35, p.339-361, 2005.
HOFFMAN, J. R.; JOOHEE, I. M.; RUNDELL, K. W.; KANG, J.; NIOKA, S.; SPEIRING, B. A.; KIME, R.; CHANCE, B. Effect of muscle oxygenation during resistance exercise on anabolic hormone response. Med. Sci. Sports Exerc., v.35, p.1929-1934, 2003.
Alberti KGMM, Eckel RH, Grundy SM, et al. Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the International Diabetes Federation Taskforce on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation 2009; 120: 1640–45.
Laaksonen DE, Lindstrom J, Lakka TA, et al. Physical activity in the prevention of type 2 diabetes: the Finnish diabetes prevention study. Diabetes 2005; 54(1): 158–65.
Franz MJ, VanWormer JJ, Crain AL, et al. Weight-loss outcomes: a systematic review and meta-analysis of weight-loss clinical trials with a minimum 1-year follow-up. J Amer Diet Assoc 2007; 107(10):1755–67.
BATEMAN, L. et al. Comparison of aerobic versus resistance exercise training effects on metabolic syndrome (Studies of a Target Risk Reduction Intervention Though Defined Exercise – STRRIDE – AT/RT). Am J Cardiol, v. 108, p. 838-844, 2011.
