Fisiologia Básica

Níveis organizacionais do corpo humano

O corpo humano pode ser analisado com base no grau de complexidade das suas estruturas. Assim, podemos estabelecer vários níveis de complexidade:

Nível celular – a célula é a unidade básica funcional de todos os seres vivos. É o elemento constituinte de toda a matéria orgânica e pode ter características extremamente variadas.

Nível tecidular – a especialização das células (musculares, nervosas, ósseas, sanguíneas, etc.), que adquirem características e capacidades diferentes consoante a sua função, vai conduzir à formação de diferentes tecidos, que não são mais do que conjuntos de células que se dedicam a um objectivo comum.

A nível dos orgãos (coração, fígado, músculo, etc), observa-se a especialização a dar um novo passo no sentido do objectivo comum, agrupando-se tecidos diferentes que vão criar uma nova estrutura e optimizar o desempenho de cada tecido envolvido.

O passo seguinte é a constituição de sistemas / aparelhos (muscular, cardio-circulatório, respiratório, etc.) de orgãos diferentes, juntos no desempenho de uma função complexa, que requer a interacção de todos, cada um cumprindo uma parcela da tarefa global (digestão, excreção, respiração, etc.)

O conjunto dos vários sistemas em funcionamento forma o ser humano, com a complexidade que todos lhe reconhecemos…

A célula

Para compreender os mecanismos que possibilitam e controlam o movimento e o desempenho físico, temos de descer ao nível mais básico de funcionamento dos seres vivos: a sua composição essencial – a célula.

A célula é constituída por núcleo, citoplasma, membranas (nuclear, celular) e organitos celulares (mitocôndrias…).
-núcleo: funciona como um pequeno “cérebro”, controlando a síntese proteica, crescimento, multiplicação,etc. é nele que se encontra o DNA, composto por cadeias proteicas complexas onde se encontra o código genético;
-organitos celulares: são vários (complexo de golgi, mitocondrias, etc., e existem para cumprir tarefas determinadas dentro da célula (mitocôndrias: respiração);
-membranas celulares: são uma estrutura complexa, selectivamente permeável e com uma capacidade fantástica de favorecer ou contrariar o trânsito das substâncias que a rodeiam. Envolvem a célula, o núcleo e outros elementos celulares. Através das membranas, circulam todos os elementos necessários à vida celular (O2, CO2, nutrientes, produtos de excreção, outros elementos químicos), obedecendo às leis da físico-química:

Difusão – trânsito de substâncias de um meio de maior concentração para um meio de menor concentração, até que as concentrações se equilibrem;

Transporte facilitado – acção de algumas moléculas existentes nas membranas, que possibilitam a passagem de compostos que de outra forma não poderiam passar. Estas moléculas ligam-se ao composto necessário, alterando as suas características, de forma a que este possa atravessar a membrana ou simplesmente o faça com maior rapidez;

Transporte activo – é o “extremo da facilitação”, com a célula a promover o transporte de substâncias através da membrana, contrariando a normal difusão (passando do meio menos concentrado para o mais concentrado).

Osmose – ocorre quando a molécula cuja concentração pretendemos equilibrar não passa através da membrana. Neste caso, o solvente (normalmente um líquido) passa pela membrana para o meio de maior concentração, até que a relação do número de moléculas de soluto e de solvente seja a mesma de ambos os lados da membrana (exemplo do ác. Láctico).

Fontes energéticas

A célula necessita de energia que permita o seu funcionamento. Essa energia resulta da formação e quebra de ligações químicas entre moléculas. Duas moléculas encontram-se ligadas entre si quando partilham ou transferem um ou mais electrões das suas órbitas mais externas.

As reacções químicas consistem na formação e quebra de um conjunto de ligações entre átomos ou moléculas, que podem libertar ou absorver energia, dependendo do tipo de ligações químicas envolvidas. As reacções que libertam energia designam-se exotérmicas e as que absorvem energia designam-se endotérmicas.

A degradação dos nutrientes pela célula é um processo exotérmico, que permite obter grandes quantidades de energia. Essa energia é então utilizada na síntese de outras moléculas, sendo “transferida” até ser aplicada nos processos celulares necessários. A principal molécula utilizada para esta transferência de energia (desde as bactérias aos seres humanos) é um nucleótido chamado Adenosina Trifosfato (ATP).

Como o seu nome indica, esta molécula contém três fosfatos (P), e é a energia necessária à formação e quebra da ligação química de um desses fosfatos que lhe confere a sua importância no metabolismo celular. O ATP forma-se a partir de ADP (adenosina difosfato) e uma molécula fosfato. Utiliza a energia obtida pela degradação dos nutrientes para formar a ligação química do seu terceiro grupo fosfato e depois “transporta” essa energia até ao local necessário da célula onde é decomposto novamente em ADP + P. Então, a quebra dessa ligação liberta de novo a energia retida que é utilizada no devido processo celular.
De forma a dispor de energia em qualquer momento e de acordo com as necessidades, a célula possui um conjunto de três mecanismos diferentes para a produzir:

Fonte Anaeróbia Aláctica (ATP-CP)

A célula recorre a compostos existentes no seu interior para a produção energética. O ATP e a CP. Este processo é extremamente potente (capaz de produzir grandes quantidades de energia por unidade de tempo) mas de reduzida capacidade (não se mantém por longos períodos). Apesar da actual incapacidade para o cálculo preciso da potência anaeróbia aláctica, os vários autores situam-na entre os 3500 e os 4000 Watts (10 a 15 vezes mais do que a potência aeróbia). Esta potência máxima atinge-se entre os 3″ e os 5″, e a capacidade de funcionamento desta fonte energética ronda os 10″ em esforço máximo.

Fonte Anaeróbia Láctica (Glicólise Anaeróbia)

Ao fim de algum tempo, começam a diminuir as reservas de ATP e CP e a ser postos em funcionamento outros processos. Esta fonte entra em funcionamento após cerca de 5 a 10″ de esforço, mas só produz energia significativa depois de 15-20″. A sua potência máxima atinge-se entre os 30″ e os 90″ (até 2000 Watts) e a partir desse momento a produção energética decresce, esgotando-se entre os 3 e os 6 minutos (dependendo da intensidade, treino, etc.). A célula recorre a Hidratos de Carbono armazenados, degradando-os em ácido láctico, por não dispôr de Oxigénio suficiente e em tempo útil. Se a intensidade de esforço se mantiver elevada, o ácido láctico vai acumular-se na célula, com os efeitos que já conhecemos: rigidez muscular e incapacidade do músculo para se contrair.

Fonte Aeróbia (glicólise aeróbia)

É a fonte privilegiada nas actividades de resistência ou de grande duração. Inicia-se pelo mesmo processo da F. An. Láctica, mas (havendo O2 suficiente) o processo de degradação dos nutrientes continua num conjunto de reacções que permite uma produção energética adicional, sem os “malefícios” do ácido láctico.
Esta fonte energética tem uma potência muito variável entre indivíduos, rondando os 300 Watts. Estes valores são meramente indicativos, uma vez que variam brutalmente com o treino, hereditariedade, idade, sexo, etc. Todos estes processos demoram entre 90″ e 180″ a entrar em funcionamento, e que a potência energética máxima se obtém usualmente entre os 2 e os 5 minutos. A duração desta fonte é teoricamente infinita, desde que se mantenha o abastecimento de nutrientes e oxigénio.

Interacção das Fontes energéticas

Resta referir que estes processos não são estanques e que coexistem permanentemente nas células: em rigor, não podemos afirmar que um esforço seja puramente resultado de só uma das fontes energéticas. A figura abaixo ilustra isso mesmo, para esforços de grande intensidade. Na esmagadora maioria dos esforços, as fontes energéticas trabalham simultâneamente, podendo apenas dizer-se que um determinado exercício é predominantemente aeróbio ou anaeróbio láctico, etc.