Mecanismos fisiológicos da frequência cardíaca em exercício físico Prof. Dr. Rafael Longhi PhD Bioquímica UFRGS Pesquisador Nível Pós Doutorado UFRGS
Conteúdo Programático Adaptações Cardiovasculares Débito Cardíaco PA e Exercício Função Endotelial Hemostasia Ateroesclerose Adaptações ao Exercício
VO2
VO2 (ml(kg.min)-1) 60 50 VO Sedentário Treinado 2 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Carga (Watt)
FC (bpm) VS (ml/síst) Adaptações Cardiovasculares 180 160 140 VS Controle VS Treinado 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Velocidade (Km/h) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 FC Controle FC Treinado 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Velocidade (Km/h)
Débito Cardíaco Durante Exercício Distribuição Absoluta
Débito Cardíaco Durante Exercício Distribuição Relativa
Débito Cardíaco Durante Exercício Distribuição Relativa
FSE (% basal) 120 100 Fluxo Sanguíneo Esplâncnico LAPEX, 2006 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 % Vo2max
Pressão Arterial e Exercício
PA (mmhg) Pressão Arterial e Idade 180 160 140 PA Diastólica PA Sistólica 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 Idade (anos)
Adaptações da Pressão Arterial Menor PA para a mesma carga de trabalho Diminuição da PAS e PAD em indivíduos hipertensos
Camada celular que cobre a superfície luminal dos vasos sanguíneos e protege a musculatura lisa dos mesmos Endotélio
Função Endotelial Função endotelial depende da transmissão e transdução das informações hemodinâmicas para parede dos vasos Fluxo sangüíneo estresse mecânico respostas endoteliais Pohl U. et al. Hypertension. 1986;8:37.
Controle do tônus vascular Óxido Nítrico (NO) Metabolismo da L-arginina em L-citrulina pela enos Ações fisiológicas do NO no sistema cardiovascular: Vasodilatação dependente do endotélio Prevenção da adesão plaquetária ao endotélio
Ctrl C + Ctrl V Absorption: Dietary nitrate is exceptionally well absorbed in the upper gastrointestinal tract, with the bioavailability of nitrate from cooked spinach, raw lettuce and cooked beetroot being ~100%, with plasma concentrations of nitrate peaking after 1 h
Suco de Beterraba Rats were assigned randomly to receive Beet it TM, James White Drinks, Ipswich, UK
Suco de Beterraba - The nitrate was administered as Sunraysia Beetroot and Apple Juice (72% beetroots and 28% apples) (BJ), containing 15 mmol nitrate/l (data supplied by The Sunraysia Natural Beverage Company, Melbourne, VIC) - A total of thirty healthy volunteers (15 F, 15 M)
Óxido nítrico (NO): inibidor da agregação plaquetária, vasodilatador Endotelinas: vasoconstritoras Tônus vascular Proc. Fator ativador das plaquetas (PAF) - estímulo das plaquetas e leucócitos Inflamatório Fator von Willebrand (fvw) - aderência e agregação plaquetária, coagulação Hemostasia Ativador do plasminogênio tecidual (t-pa) - regulador da fibrinólise Inibidor do ativador do plasminogênio (PAI-1) - regulador da fibrinólise
Hemostasia Prevenção da perda de sangue Manutenção da fluidez Substâncias pró-coagulantes e anti-coagulantes
Processo Hemostático Sistema de coagulação induz a formação do coágulo de fibrina - Fator von Willebrand (FvW)* - disfunção plaquetária associada à diminuição dos níveis séricos do fator VIII coagulante Mecanismo Fibrinolítico resulta na degradação do coágulo Ativador do Plasminogênio (t-pa) Inibidor do t-pa (PAI-1) Van Den Burg P J M, et al. J Appl Physiol 1997; 82(2): 613-20.
FvW Grande glicoproteína multimérica com subunidades monoméricas de 22.000 dáltons com propriedades de aglutinação É sintetizado pelas células endoteliais, megacariócitos (originam plaquetas) e plaquetas, sendo o único fator da coagulação que não é produzido pelo fígado O FvW possui duas funções principais: propiciar a adesão de plaquetas ao subendotélio do vaso lesado e formar complexo com o F VIII:C, protegendo-o de sua ativação prematura e impedindo sua degradação proteolítica
Fator von Willebrand (%) Efeitos do exercício - vwf 140 p < 0,001 120 p < 0,001 100 80 60 15 homens 20 a 41 anos cicloergômetro 40 20 0 Repouso 50% VO2max 70% VO2max Cadroy et al., J Appl Physiol, 93: 829-33, 2002
Disfunção Endotelial Pode resultar de lesões mecânicas ou bioquímicas. Consequências: desequilíbrio entre os fatores de relaxamento e de contração, entre os mediadores anti e pró-coagulantes ou entre os fatores inibidores e promotores do crescimento Rubanyi GM. J Cardiovasc Pharmacol 1993; 22(S4): S1-14.
Disfunção Endotelial Arteríola contraída Reproduzido de McCuskey, S. & Krasovich, M. A., 1994
Disfunção Endotelial Fatores de risco associados alta concentração de LDL; baixa concentração de HDL; o fumo ativo e passivo e a diabetes. mesmo entre indivíduos jovens sem sinais ou sintomas evidentes de aterosclerose Mecanismos causadores: ainda não são totalmente conhecidos. Denominador comum: aumento do estresse oxidativo. Raitakari OT, Celermajer DS. Ann Med 2000; 32: 293-304.
Ateroesclerose: Teoria da oxidação Oxidação do LDL na parede vascular e não na corrente sanguínea LDL oxidado é rapidamente eliminado da circulação pelas células de Kupffer do fígado
Adaptações ao Exercício
Comparação entre Artérias
Adaptações Lipidêmicas Diminuição de Triglicerídeos Diminuição de Colesterol Total Elevação de HDL Diminuição de LDL e VLDL Wood et al. Metabolism 25(11) 1249-1257 (1976)
Lipoptns - Quanto menos lipídeo, menor o tamanho e maior a densidade da lipoproteína.
O LDL - LDL é internalizado pelos tecidos por endocitose mediada por receptores.
Adaptações Vasculares Aumento da complacência vascular Maior atividade da NOS endotelial Diminuição ou retardo do aparecimento de arterioesclerose
nitrato plasmático, mmol/l Efeitos do exercício - NO 60 p < 0,01 50 p < 0,05 40 30 15 estudantes (11 h, 4 m) 20 a 31 anos Ciclismo, 35 km 20 10 0 Repouso Após 2 h Jungersten et al., J Appl Physiol, 82(3): 760-4,1997.
[nitritos] plasma (mmol.l -1 ) Efeitos do exercício - NO 7 6 p < 0,01 Controle Atletas Poveda JJ. et al. Eur J Clin Invest 1997; 27:967-71. p < 0,001 5 4 3 2 1 10 atletas 10 não-treinados 21 ± 3 anos Antes e após teste máximo em esteira 0 Pré-exercíco Pós-exercício
% Contratura 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sedentários Treinados 5 10 15 20 * Tempo (min) Estresse Oxidativo * e Treinamento Físico
Conclusões Existem poucos dados na literatura que suportem o uso de suplementação de antioxidantes como recursos ergogênicos, no entanto um déficit destes micronutrientes pode apresentar efeitos negativos. Uma dieta balanceada contém antioxidantes suficientes para suportar as necessidades da maioria das pessoas.» (Blumberg, J.; Jenkins, R.; Clarkson, P.; Ji, L.L. and Goldfarb, A., 1994) O principal suplemento antioxidante é o treinamento físico
1) exercise induces cardiac growth via hypertrophy and renewal of cardiomyocytes, and 2) exercise induces endothelial progenitor cells to proliferate, migrate and differentiate into mature endothelial cells, giving rise to endothelial regeneration and angiogenesis
Obrigado