fisiologia do exercício

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Ana Roberta Almeida Comin
FISIOLOGIA GERAL E DO 
EXERCÍCIO
Sumário
INTRODUÇÃO ������������������������������������������������� 3
PREDOMINÂNCIA METABÓLICA 
DURANTE O EXERCÍCIO ��������������������������������� 4
SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO (OU 
ATP-CP) E EXERCÍCIO ����������������������������������� 8
SISTEMA ANAERÓBIO LÁTICO (OU 
GLICOLÍTICO) �����������������������������������������������12
SISTEMA AERÓBIO OXIDATIVO E 
EXERCÍCIO ���������������������������������������������������17
INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS 
ENERGÉTICOS DURANTE O EXERCÍCIO ������ 25
CONSIDERAÇÕES FINAIS ����������������������������38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS & 
CONSULTADAS ��������������������������������������������39
3
INTRODUÇÃO
Neste módulo, estudaremos as principais vias 
metabólicas e os sistemas de energia que nosso 
corpo utiliza para realizar as diferentes atividades 
físicas. Você compreenderá como o corpo humano 
é capaz de se adaptar a diferentes estímulos e 
como podemos intervir para melhorar a eficiência 
de cada sistema.
44
PREDOMINÂNCIA 
METABÓLICA DURANTE O 
EXERCÍCIO
Durante qualquer tipo de exercício físico, seja ele 
de força, resistência ou potência, a musculatura 
esquelética contrai, gerando um trabalho mecâni-
co. Todas as formas de trabalho, por menores que 
sejam, exigem um gasto de energia. Com isso, o 
corpo precisa de mecanismos que gerem energia, 
de maneira eficiente, para suprir a demanda mus-
cular. Nosso corpo utiliza a energia contida nas 
moléculas de Adenosina Trifosfato (ATP), as mo-
léculas de ATP são formadas por uma adenosina 
e três fosfatos associados a ela, por isso recebem 
o nome de adenosina tri(3)fosfato.
As moléculas de ATP são formadas a partir da 
energia contida nos nutrientes. As vias metabóli-
cas produtoras de energia (as quais discutiremos 
detalhadamente adiante) realizam um processo de 
catabolismo, no qual quebram as moléculas grandes 
e complexas como glicose, aminoácidos e ácidos 
graxos, transferindo a energia contida nelas para 
moléculas menores e de utilização rápida como 
o ATP (figura 1). Isso acontece porque o nosso 
músculo não é capaz de utilizar a energia direta 
proveniente das moléculas maiores, uma vez que 
55
na maquinaria de contração muscular (sarcômero) 
só existe uma enzima responsável por quebrar 
moléculas de energia; essa enzima se chama 
ATPase, e sua função é hidrolisar o ATP liberando 
a energia nele contida. Por essa razão, todas as 
moléculas de energia devem ser, primeiramente, 
transformadas em ATP para, posteriormente, serem 
usadas na contração muscular.
Figura 1: O trifosfato de adenosina é o elo principal entre 
os sistemas que produzem e utilizam energia no organis-
mo. ADP, difosfato de adenosina; Pi, fosfato inorgânico.
Fonte: Hall; Guyton (2017)
No entanto, ATP não se trata de uma forma de es-
toque energético, ele é uma fonte de energia para 
utilização imediata. Por conta disso, o organismo 
66
precisa estocar essa energia em moléculas maio-
res e utilizar as vias metabólicas para quebrá-las, 
quando necessário.
Uma curiosidade é que nem toda energia liberada 
pela quebra do ATP é transformada em trabalho 
mecânico (no caso, a contração muscular). Na 
verdade, grande parte dessa energia é dissipada 
em forma de calor, como estudamos anterior-
mente. Acredita-se que em torno de 60 a 70% da 
energia que nosso corpo produz é liberada em 
forma de calor. Isso pode nos levar a pensar que 
nosso organismo não é eficiente na transferência 
de energia, por desperdiçar a maior parte gerando 
calor. No entanto, isso não é um desperdício; é na 
verdade uma adaptação evolutiva. Pensando que 
somos um organismo homeotérmico, ou seja, não 
dependemos da temperatura externa para regular 
nossa temperatura interna, precisamos de um 
mecanismo muito eficiente para que nosso corpo 
mantenha uma temperatura constante 24 horas 
por dia, portanto, dissipar 60 a 70% da energia em 
forma de calor é, na realidade, um mecanismo de 
sobrevivência. Agora fica fácil entender o porquê de 
nossa temperatura corporal subir tanto no momento 
em que realizamos um exercício físico, já que essa 
tarefa acarreta o aumento da contração muscular 
e, por consequência, aumento da hidrólise de ATP, 
gerando força mecânica e muito calor.
77
Já sabemos que o ATP é uma molécula fundamen-
tal para a contração muscular e para a realização 
de qualquer atividade ou exercício físico. Ela é 
tão importante que os sistemas energéticos que 
estudaremos nesta unidade recebem os nomes 
das combinações distintas das vias metabólicas 
utilizadas para gerar ATP.
Existem três sistemas principais:
1) Sistema fosfogênico ou sistema anaeróbio 
alático.
2) Sistema glicolítico ou sistema anaeróbio lático.
3) Sistema aeróbico oxidativo.
Além dos três sistemas de energia, nosso músculo 
também conta com tipos de fibras diferentes, que 
se adaptam melhor a cada sistema de energia. As 
fibras do tipo I, ou fibras vermelhas, são conhecidas 
por possuírem uma maior capacidade aeróbia, já 
as fibras do tipo II, ou fibras brancas, possuem um 
metabolismo glicolítico mais acentuado.
8
SISTEMA ANAERÓBIO 
ALÁTICO (OU ATP-CP) E 
EXERCÍCIO
A concentração de ATP presente nas fibras mus-
culares é baixa. Se o músculo dependesse apenas 
do ATP contido nele para realizar a contração 
muscular, não conseguiríamos fazer nenhuma ati-
vidade que tivesse uma duração maior do que dois 
segundos. Por isso, precisamos de mecanismos 
para ressintetizar o ATP.
O sistema anaeróbio alático ou ATP-CP, dada a sua 
característica de alta disponibilidade energética 
e rapidez, é, por via de regra, a primeira opção no 
que se refere à ressíntese de ATP. Como discutido 
anteriormente, o ATP é a moeda corrente do cor-
po, necessário para grande parte dos processos 
fisiológicos, por exemplo, a contração muscular. 
No entanto, essas moléculas precisam ser “repos-
tas” e, então, entra em cena o sistema ATP-CP. A 
grande implicação da utilização do sistema ATP-CP 
é que tudo acontece de maneira muito rápida e 
intensa; da mesma forma que o ATP é gasto, ele 
é ressintetizado, o que permite que o indivíduo 
continue a atividade por um período um pouco 
maior, porém, não tão maior assim. Esse sistema 
se sustenta por aproximadamente 15 segundos, 
9
sendo predominante em exercícios que envolvem 
explosão e potência.
Estudamos anteriormente que a molécula de ATP é 
formada por uma adenosina e três fosfatos. Quando 
essa molécula é quebrada mediante uma reação, 
ela libera energia e um fosfato, dando origem a 
uma molécula de ADP (adenosina difosfato) mais 
um fosfato livre (figura 2).
Figura 2: Transformação do ATP em ADP+P. 
ATP
-12�000 cal
+12�000 cal
ADP
PO 3
+{ {
Fonte: Hall; Guyton (2017)
Para o processo inverso, isto é, a ressíntese do 
ATP, basta unir novamente esse fosfato, que foi 
dissociado com a molécula de ADP, voltando a 
ser ATP. Embora soe bastante simplista, para esse 
processo acontecer, depende de outras moléculas 
e enzimas atuando de forma dinâmica e complexa.
Conforme já estudamos, a creatina está presen-
te em grande parte no sarcoplasma das células 
musculares, o que é fundamental para a utilização 
do sistema de ATP-CP, que depende também da 
10
molécula de fosfato que foi dissociada na quebra 
do ATP. 
Quando a creatina se liga ao fosfato, ela recebe o 
nome de fosfocreatina ou creatina fosfato (CP). 
A creatina fosfato doa então o seu fosfato para a 
molécula de ADP, formando novamente a molécula 
de ATP (figura 3).
Figura 3: A inter-relação reversível entre o ATP e a 
fosfocreatina. 
Fosfocreatina + ADP
ATP Creatina+
Fonte: Hall; Guyton (2017)
A creatina fosfato apresenta ligações fosfato de 
alta energia e tem maior prevalência que o ATP nas 
fibras musculares, no entanto, a creatina fosfato 
não consegue, por si só, transferir essa energia para 
as células, restando a ela transferir a sua energia 
para a ressíntese do ATP.
Quando são produzidas mais moléculas de ATP do 
que o necessário nos músculos, ocorre o processo 
inverso.A energia excedente do ATP é empregada 
para sintetizar a creatina fosfato, a fim de manter 
a homeostase.
11
Durante os primeiros segundos de uma atividade 
que exija contração muscular rápida e intensa – 
por exemplo um sprint de 100 metros rasos do 
atletismo –, a concentração de ATP se mantém 
em um nível praticamente constante; enquanto a 
concentração de creatina fosfato diminui de ma-
neira gradativa, uma vez que a CP está utilizando 
sua energia para reconstituir o ATP. No momento 
em que ocorre a exaustão, os níveis de ATP e cre-
atina fosfato são muito baixos, de maneira que 
eles não são mais capazes de fornecer energia 
para futuras contrações musculares. A maioria 
dos autores acredita que a quantidade de ATP e CP 
encontradas na musculatura esquelética sustenta 
um exercício de alta intensidade por, no máximo, 15 
segundos. Porém, alguns dados recentes apontam 
que, dependendo do nível de treinamento do indi-
víduo, até 30 segundos de esforço, a via ATP-CP 
continua sendo o principal sistema que sustenta 
a ressíntese de ATP.
1212
SISTEMA ANAERÓBIO 
LÁTICO (OU GLICOLÍTICO)
O próximo sistema de energia é um pouco mais 
complexo do que o estudado acima. Neste sistema, 
há a utilização de um substrato energético maior, 
que possui mais ligações químicas e necessita 
de mais etapas para ser catabolizado. Esse subs-
trato é a glicose. A glicose é um monossacarídeo 
composto por seis carbonos com ligação simples 
entre eles. Ela é uma das principais fontes de 
energia utilizada pelas células do nosso corpo e o 
processo de catabolismo (quebra) dessa glicose se 
chama glicólise. Nas fibras musculares, a glicose 
é armazenada em forma de glicogênio.
A glicólise ocorre no citosol das células musculares, 
não necessita da mitocôndria; portanto, recebe o 
nome de anaeróbio, uma reação que ocorre inde-
pendentemente da presença do oxigênio. São 12 
etapas de reações químicas que compreendem, 
desde a quebra do glicogênio em glicose, até a 
glicólise propriamente dita; levando à formação 
de dois ATPs e duas moléculas de piruvato, além 
de formarem NADH, que serão posteriormente 
convertidos em NAD+, podendo ser reutilizados 
em outras reações de glicólise (figura 4).
1313
Figura 4: Sequência de reações químicas responsáveis 
pela glicólise. 
Fonte: Hall; Guyton (2017)
O piruvato pode ser convertido em duas moléculas 
diferentes. A primeira, a Acetil-Coa, que dentro da 
membrana mitocondrial dará origem à 36-38 mo-
léculas de ATP. Já a segunda resulta na formação 
de lactato.
1414
A vantagem da utilização de cada uma delas depen-
derá da demanda energética do momento. Se por 
um lado, a acetil-CoA na mitocôndria gera entre 36 
e 38 moléculas de ATP, por outro, todo o processo 
leva mais tempo e envolve múltiplas e complexas 
reações. Pensando no lactato, a disponibilização 
de energia será rápida, mediante o processo da 
glicólise, porém, esse sistema não é sustentado 
durante longos períodos.
Sendo assim, conseguimos inferir que, em exercícios 
de alta intensidade e potência que precisam ser 
sustentados por um tempo superior a 30 segundos, 
a utilização do lactato via sistema glicolítico é a 
via energética mais utilizada.
Pensando em atividades de curta duração e alta 
intensidade – como as provas de atletismo de 
400m –, temos o seguinte cenário: o atleta inicia 
a prova e mantém a sua velocidade máxima por 
um período de um minuto, utilizando a via ATP-CP 
nos primeiros 20 segundos, porém, como já discu-
timos anteriormente, os estoques de creatina são 
limitados e a via não consegue manter a demanda 
energética por longos períodos. Então, predomina 
a utilização do sistema glicolítico, no qual o piruva-
to é fermentado para lactato, tornando possível a 
conclusão da prova, ou os 40 segundos restantes, 
ainda em alta intensidade.
1515
A implicação da utilização dessa via energética é 
que a produção aumentada de lactato pode levar 
o indivíduo à acidose, comprometendo a função 
muscular e o seu rendimento.
 A diminuição do pH sanguíneo, em decorrência 
do acúmulo de lactato, causa lesões nas fibras 
musculares que, invariavelmente, leva à falha na 
execução do movimento e à fadiga, o que pode 
levar à diminuição da performance de um atleta, 
por exemplo. No estágio da fadiga, o processo de 
formação de ATP é bloqueado, de modo que a fibra 
muscular não consegue mais contrair-se.
Dado esse contexto e as consequências do acú-
mulo do lactato, o sistema glicolítico consegue se 
manter viável por aproximadamente 90 segundos. 
Pensando na anatomia muscular, apresentam maior 
eficiência frente à essa via energética as fibras do 
tipo II, também chamadas de fibras glicolíticas. 
Atletas que praticam exercícios com um perfil mais 
lático podem treinar suas fibras para suportarem 
uma concentração de lactato maior sem entrar 
em fadiga, para melhorar o sistema de tampona-
mento de lactato (remoção dessa substância), e 
para aumentar os estoques de glicogênio. Todas 
essas estratégias levam a uma maior eficiência 
da via glicolítica e a um maior tempo de exercício 
com uma intensidade elevada.
1616
Esse sistema de tamponamento de lactato se dá 
pela oxidação dessa molécula, ou pela gliconeogê-
nese (formar glicose a partir de outros compostos). 
Na segunda opção, o lactato volta a ser glicose 
podendo ser quebrado novamente para obtenção 
de mais ATP.
17
SISTEMA AERÓBIO 
OXIDATIVO E EXERCÍCIO
Já vimos que nossas células são capazes de pro-
duzir ATP sem utilização de substratos maiores, 
como no caso da creatina-P. Vimos também que 
podemos fazer um processo de glicólise e trans-
formar o produto final (piruvato) em lactato para 
obtenção de energia rápida. Esses dois sistemas 
produzem energia de uma maneira muito rápida, 
porém, eles não conseguem ser sustentados por 
muito tempo, seja pela limitação no estoque de 
creatina-P ou pela produção excessiva de lactato.
Precisamos, então, de um sistema que sustente 
uma atividade contrátil por um período superior a 
dois minutos (o que corresponde à grande maioria 
dos exercícios físicos que praticamos). No intervalo 
que corresponde de 1 a 2 minutos de atividade 
intensa, o corpo faz uso dos dois últimos sistemas 
de energia. Ele utiliza a glicólise para produção de 
ATP transformando parte do piruvato em lactato, e 
também utiliza o sistema oxidativo, transformando 
a outra parte do piruvato em Acetil-Coa, que entrará 
na mitocôndria e gerará mais ATP. Os exercícios 
que possuem uma duração superior a dois minu-
tos já utilizam o sistema aeróbio oxidativo como 
predominante.
18
O sistema aeróbio oxidativo possui algumas van-
tagens frente aos demais sistemas. Enquanto o 
sistema fosfogênico depende integralmente da 
creatina-P e o glicolítico da glicose, aqui existe 
uma flexibilidade maior quanto a utilização de 
substratos para gerar energia. A mitocôndria aceita 
substratos provindos da glicose, de ácidos graxos, 
e até de aminoácidos. É verdade que ela vai priori-
zar a oxidação de glicose e ácidos graxos, porém, 
em momentos de muito estresse ou escassez de 
nutrientes, os aminoácidos também podem ser 
oxidados para gerar energia.
Outra vantagem encontrada nesse sistema é a 
quantidade de ATP gerada. Enquanto a glicólise 
gera apenas 2 ATPs; quando o piruvato é trans-
formado em Acetil-Coa, e entra no ciclo de Krebs 
na mitocôndria, a quantidade de ATP obtida gira 
em tono de 36 a 38 moléculas. Quando pensamos 
em ATP obtido a partir da β-oxidação (oxidação 
de ácidos graxos que ocorre na mitocôndria), 
esses números são ainda maiores, girando em 
torno de 130 moléculas de ATP, como estudamos 
anteriormente. Tanto a glicose quanto os ácidos 
graxos precisam, primeiro, ser transformados em 
Acetil-Coa para, depois, entrarem no ciclo de Krebs 
e gerarem os ATPs (figura 5).
19
Figura 5: Ciclo de Krebs e formação de ATP. 
Fonte: Applegate (2012)
É na mitocôndria que tudo acontece. Quando o 
Acetil-Coa entra no ciclo de Krebs, ele reage com 
o oxalacetado (que é na verdade o produto final de 
um ciclo anterior),formando citrato. O citrato então 
passa por uma série de reações até ser transformado 
novamente em oxalacetado. Por esse motivo, essa 
reação recebe o nome de ciclo, pois a formação 
do primeiro produto depende do último produto. 
Durante essas reações, são formados os NADH e 
FADH – estes são transportadores de elétrons e são 
fundamentais para produção de ATP. Os NADH e 
FADH transportam então os elétrons captados das 
reações até a cadeia transportadora de elétrons. 
Essa cadeia, que está localizada na mitocôndria, 
consiste em 4 complexos; conforme os elétrons 
20
(H+) vão passando nos complexos, eles liberam 
energia para formação dos ATPs – os elétrons 
são sempre transportados em duplas e passam 
pela cadeia transportadora também em dupla. 
Ao final da cadeia, eles encontram o oxigênio e 
formam água (H2O). Caso algum elétron escape, 
ele formará os radicais livres, que têm uma ação 
prejudicial, como discutiremos mais abaixo.
A verdade é que a quantidade de ATPs obtida por um 
sistema é proporcional à quantidade de processos 
que ocorrem. Os lipídios são os que conseguem 
fornecer maior quantidade de ATP final, porém 
são os que sofrem mais processos até chegarem 
na forma de Acetil-Coa para entrarem no ciclo de 
Krebs. Isso demanda tempo e uma maquinaria 
mais rebuscada. 
A desvantagem desse sistema de energia, frente 
aos demais, é que ele gera menos energia/minu-
to, entretanto, consegue ser sustentado de uma 
maneira quase ilimitada.
Se pensarmos que as atividades que realizamos no 
nosso dia a dia são de longa duração e intensidade 
bem baixa, o sistema aeróbio é o mais utilizado e os 
lipídios são a grande fonte de energia que nossas 
células utilizam para gerar ATP. Em repouso, ou 
exercendo as atividades normais diárias – como 
trabalhar, estudar, caminhar até o ponto de ôni-
21
bus etc. –, a produção de energia do nosso corpo 
depende 40% de glicose e 60% de ácidos graxos. 
No entanto, a maior parte dessa glicose é utilizada 
para manter as atividades do sistema nervoso, já 
que os neurônios e as demais células nervosas 
são glicose-dependentes e utilizam cerca de 5g 
de glicose por hora para se manterem ativas. Com 
isso, o lipídio é a principal fonte energética das 
demais células do corpo.
Pensando agora nos exercícios físicos, fica fácil 
identificar que a maioria daqueles que praticamos 
são de natureza aeróbia – eles excedem dois 
minutos de duração e dependem da presença 
de oxigênio para formação de ATP. Os exercícios 
com duração estendida (acima de 30 minutos) e 
intensidade baixa a moderada oxidam preferencial-
mente ácidos graxos para obtenção de ATP, uma 
vez que eles fornecem mais moléculas de ATP e 
não precisam ser quebrados de maneira rápida, 
pois a intensidade do exercício é baixa.
Desse modo, os exercícios aeróbios são frequente-
mente utilizados como uma maneira de diminuir o 
acúmulo de gordura corporal e reduzir as doenças 
a isso associadas. Estudos epidemiológicos com-
provam que os exercícios aeróbios são capazes de 
promover saúde e diminuir a taxa de mortalidade. 
Sabemos que os efeitos do exercício vão muito 
além de apenas oxidar gordura, mas esse é tam-
22
bém um mecanismo importante no controle da 
obesidade e de doenças associadas. O American 
College of Sports Medicine (ACSM) pontua que a 
taxa máxima de oxidação dos ácidos graxos ocorre 
em exercícios aeróbios (como correr, pedalar ou 
remar) que são realizados a uma intensidade de 
aproximadamente 50% do máximo do indivíduo, 
por um período superior a 30 minutos.
Como estudamos anteriormente, tanto no sistema 
fosfagênico quanto no glicolítico, os atletas podem 
treinar e adaptar sua musculatura para que tenham 
uma melhor eficiência. Isso também é verdade 
para o sistema aeróbio. Um dos exemplos mais 
clássicos que utilizam esse sistema como forma 
principal de obter ATP é a maratona. Os atletas 
demoram em torno de 3 a 4 horas para terminar 
uma prova de maratona, com isso fica fácil inferir 
que utilizam o metabolismo aeróbio oxidativo e 
que conseguem treinar o corpo para que tenham 
uma melhor eficiência.
Uma das principais adaptações do treinamento 
aeróbio é o aumento na massa mitocondrial, ou 
seja, aumento no número de mitocôndrias. Não 
apenas o número de mitocôndrias aumenta, mas 
também a função dessas organelas.
Assim como discutimos acima, existem fatores 
que limitam a utilização de cada um dos siste-
23
mas. No sistema aeróbio, o fator mais limitante 
é a formação de radicais livres. Eles não chegam 
a bloquear a utilização do sistema, mas são pre-
judiciais à saúde por inativar várias enzimas e 
degradar os tecidos. Como vimos, os elétrons são 
transportados em duplas na mitocôndria e, ao final, 
encontram oxigênio formando água. Quando um 
desses elétrons escapa, ele forma radicais livres. 
O que faz esses elétrons escaparem é a velocida-
de com que passam na cadeia e/ou a frequência 
com que passam. Portanto, atividades que exigem 
uma passagem rápida desses elétrons para gerar 
mais energia por um período prolongado tendem 
a aumentar os escapes que, por consequência, 
aumentam a formação dos radicais livres.
Quando pensamos que as mitocondriais de indi-
víduos treinados são mais funcionais, podemos 
concluir que, além de executar uma oxidação de 
lipídios e um ciclo de Krebs mais eficiente, elas 
também são capazes de transportar elétrons de 
uma maneira mais rápida sem que eles escapem 
e formem radicais livres.
Apesar de termos estudado os três sistemas de 
energia de maneira separada, eles na verdade 
funcionam de forma integrada. Por exemplo, se 
uma pessoa estiver praticando um exercício ae-
róbio, como uma corrida de 5 km e, no meio essa 
corrida, ela avista um amigo e precisa dar um tiro 
24
para alcançá-lo, a musculatura dela vai diminuir 
drasticamente a formação de acetil-Coa (que está 
suprindo o ciclo de Krebs no metabolismo aeróbio) 
e vai intensificar a glicólise para gerar energia mais 
rápida. Compreenderemos, a seguir, como esses 
sistemas trabalham de forma integrada e quais 
substratos são utilizados.
2525
INTEGRAÇÃO DOS 
SISTEMAS ENERGÉTICOS 
DURANTE O EXERCÍCIO
Diante da complexidade envolvida na geração de 
energia e no número de vias metabólicas possí-
veis, é um grande equívoco pensar que durante a 
realização de exercícios físicos utilizamos apenas 
um sistema energético.
Na verdade, os três sistemas trabalham de for-
ma integrada para gerar ATP e propiciar uma 
recuperação mais adequada. O que ocorre é uma 
preferência por um dos sistemas de energia, de-
pendendo do exercício que está sendo realizado. 
Essa preferência varia de acordo com a intensidade 
e a duração dos exercícios, com a quantidade de 
substratos disponíveis para gerar energia, com os 
tipos de fibras envolvidos naquela atividade e com 
a presença das enzimas específicas para cada 
tipo de sistema. Como você pode notar, muitos 
fatores são levados em consideração e há muitos 
mecanismos para serem regulados.
Por exemplo, um corredor de 100 metros rasos 
demora em torno de 10 segundos para concluir a 
prova. Poderíamos pensar que ele utiliza apenas o 
sistema fosfogênico (formação de ATP a partir da 
creatina-P), porém, ao final da prova, ele possui uma 
2626
concentração de lactato aumentada, o que indica 
que ele também utilizou a glicólise para produzir 
energia. Além disso, ele já estava aquecido, o que 
significa que também utilizou o sistema aeróbio. 
É verdade pensarmos que, nesse cenário, 80% da 
produção energética veio da creatina-P pelo sistema 
fosfogênico, 15% foi proveniente da glicólise, e 5% 
da oxidação mitocondrial. Já em uma corrida de 800 
metros, nós temos uma contribuição muito maior 
do sistema aeróbio e glicolítico, em comparação 
com o sistema fosfogênico (figura 6).
Figura 6: Contribuição energética (%) dos vários sistemas 
em função do tempo de esforço. 
Fonte: McArdle et al. (2016).
2727
Na figura abaixo, conseguimos observar os sis-
temas predominantes em diversas modalidades.
Tabela 1: Considerando-se aintensidade e a duração de 
uma atividade física, pode-se estimar qual sistema de 
energia é utilizado para cada uma delas.
Sistemas de energia utilizados em diversos esportes
Sistema do Fosfágeno, Quase o Tempo Todo
100 metros rasos
Salto
Levantamento de peso
Mergulho
Arrancadas no futebol
Batedor de beisebol
Sistemas de Fosfágeno e Glicogênio-Ácido Lático
200 metros rasos
Basquete
Arrancadas no hockey no gelo
Sistemas Glicogênio-Ácido Lático principalmente
400 metros rasos
100 metros na natação
Tênis 
Futebol
Sistemas Glicogênio-Ácido Lático e Aeróbio
800 metros rasos
200 metros na natação
1500 metros no skate
Boxe
2000 metros no remo
Corrida de 1500 metros
Corrida de 1 milha
400 metros na natação
2828
Sistema Aeróbio
10000 metros no skate
Esqui cross-country
Maratona (42,2 km)
Cooper
Fonte: Hall; Guyton (2017)
Olhando esses dados e pensando no tempo em 
que um exercício de explosão é realizado, podemos 
pensar que o metabolismo aeróbio pouco contribui 
para essas atividades. De fato, durante a realização 
da atividade, temos pouca contribuição da oxida-
ção mitocondrial para gerar ATP, no entanto, ela é 
primordial durante a recuperação.
Se imaginarmos um treino de levantamento de 
peso, ou até um treino de musculação regular, 
durante o período de esforço (repetições dos exer-
cícios), o sistema fosfogênico é o mais acionado, 
havendo também uma importante contribuição 
do sistema glicolítico, entretanto, no momento de 
descanso entre uma série e outra (recuperação), 
o sistema aeróbio passa a ser o mais acionado, 
não só porque a intensidade diminui, mas essa é 
uma estratégia eficiente que o corpo encontra para 
repor as quantidades de ATP para um novo ciclo 
de contração muscular.
Quando observamos esses pontos, percebemos 
que, além de existir uma integração dos sistemas, 
2929
eles também funcionam de uma maneira plástica, 
podendo variar a predominância, em um mesmo 
tipo de exercício, dependendo do momento em que 
se encontra. Portanto, um atleta completo é capaz 
de transitar entre os três sistemas de energia da 
maneira mais eficiente possível. Ainda pensando na 
prática desportiva, podemos inferir que um atleta 
de força e potência que tenha um sistema aeróbio 
também desenvolvido consegue uma recuperação 
mais eficiente, podendo melhorar seu rendimento.
Outro ponto muito importante que precisamos 
levar em consideração quando pensamos em qual 
sistema de energia prevalece durante a realização 
do exercício, é qual tipo de fibra é mais recrutado 
durante aquela atividade. Na verdade, o tipo de fibra 
e o sistema energético estão diretamente ligados.
As fibras do tipo I são também denominadas de 
fibras vermelhas, pois possuem essa coloração 
quando analisadas a olho nu (sem microscópio ou 
lentes de aumento). Essas fibras ganham essa cor 
avermelhada por possuírem uma quantidade grande 
de hemácias. As hemácias são responsáveis por 
transportar oxigênio, portanto, podemos concluir 
que as fibras vermelhas têm uma alta concentração 
de oxigênio. Além disso, essas fibras apresentam 
uma massa mitocondrial maior. Se elas dispõem 
de uma maior concentração de oxigênio e mais 
mitocôndria, fica claro que essas fibras são muito 
3030
eficientes na utilização do sistema aeróbio oxida-
tivo. Essas fibras se contraem de maneira mais 
lenta, porém, são muito mais resistentes a fadiga 
(conseguem realizar o esforço repetitivo por um 
período muito mais prolongado). Uma das adap-
tações geradas pelo treinamento de endurance é 
aumentar a quantidade de fibras do tipo I.
Já as fibras do tipo II são fibras que possuem uma 
quantidade de hemácias menor, com isso, a colo-
ração delas olhando a olho nu é esbranquiçada. 
Essas fibras apresentam uma massa mitocondrial 
reduzida, em comparação com as fibras vermelhas, 
entretanto, conseguem armazenar uma quantidade 
muito superior de Creatina-P e glicogênio. Estes são 
os substratos fundamentais para o sistema fosfo-
gênico e glicolítico respectivamente. Além disso, 
as fibras brancas apresentam contração rápida e 
potente, porém não conseguem sustentar essa 
contração por muito tempo. Isso nos faz crer que 
as fibras do tipo II são recrutadas em exercícios de 
força e explosão e trabalham, com maior eficiência, 
nos sistemas fosfogênico e glicolítico. Uma das 
principais adaptações de atletas de velocidade e 
força é o aumento na quantidade de fibras do tipo 
II. Da mesma maneira que os sistemas de energia 
trabalham simultaneamente, apenas em propor-
ções diferentes, as fibras também assumem essa 
3131
condição. Durante o exercício, todos os tipos de 
fibras são recrutados, o que difere é a proporção.
Além da prevalência dos sistemas de energia 
serem modulados pela intensidade e duração do 
exercício e pelo tipo de fibra recrutado, também 
devemos levar em conta a potência desses sistemas 
(quantas moléculas de ATP eles conseguem gerar 
por minuto) e a capacidade que eles apresentam 
(quanto de reserva energética está disponível para 
esse sistema). Na tabela abaixo, exemplificamos 
essa ideia. O sistema mais potente é o fosfogênico, 
que apresenta uma produção de ATP referente a 36 
kcal/min, entretanto, a forma de ressíntese desse 
sistema é pela creatina-P, o que é bem limitado, em 
comparação com os demais sistemas, fornecendo 
uma capacidade de ressíntese de aproximadamente 
11 kcal/min. Portanto, é um sistema extremamente 
potente, porém, tem um esgotamento rápido. Já 
quando olhamos para o metabolismo oxidativo, a 
potência dele é de apenas 10 kcal/min, o que se 
refere a três vezes menos potência do que o sistema 
fosfogênico, entretanto, ele tem uma capacidade 
de kcal disponíveis superior a 160 mil, já que utiliza 
principalmente fontes de carboidrato e lipídios. Com 
isso, podemos perceber que as mitocôndrias são 
as grandes responsáveis pela produção de energia 
do nosso corpo nas mais diversas situações. En-
tretanto, quando necessitamos de muita energia 
3232
em um espaço curto de tempo, nosso organismo 
faz uso dos sistemas de alta potência.
Tabela 2: Comparação dos sistemas energéticos em 
termos de potência, de capacidade e do principal fator 
limitante.
Potência 
(kcal/min)
Capacidade
(kcal 
disponível)
Fator 
Limitante
Fosfogênico 36 11
Esgotamento 
rápido das 
reservas
Glicólise 16 15
Acidose por 
aumento de 
lactato
Aeróbio 10 167280
Transporte e 
utilização de 
oxigênio
Fonte: Brooks et al. (2000).
Perceba que cada sistema de energia tem sua 
limitação. Nos sistemas de potência, a maior limi-
tação é a concentração dos substratos e o produto 
gerado pelo seu metabolismo. No sistema fosfo-
gênico, a limitação maior é a capacidade limitada 
para armazenar creatina-P, o que não consegue 
sustentar a ressíntese de ATP por essa via por 
mais de 20 segundos. No sistema glicolítico, o 
substrato energético em si não é um enorme fator 
limitante, já que, após os estoques de glicogênio 
muscular serem esgotados, há ainda os estoques 
de glicogênio hepático e a glicose circulante, além 
3333
da gliconeogênese (produção de glicose a partir 
de outras substâncias, como o lactato). 
No entanto, a produção de lactato pela glicólise 
é aumentada, gerando acidose, o que limita a 
utilização desse sistema. Já quando pensamos 
no sistema aeróbio, ele se torna praticamente “in-
finito”, uma vez que utiliza lipídios como fonte de 
energia, e nosso estoque corporal desse substrato 
é muito maior em relação aos outros. No entanto, 
alguns fatores limitam o bom funcionamento do 
sistema aeróbio oxidativo, durante um exercício 
físico. Esses fatores estão também relacionados 
aos substratos energéticos, como vimos acima, 
porém, um fator muito importante que deve ser 
levado em consideração é a concentração de oxi-
gênio que chega ao músculo e a capacidade de 
absorção desse oxigênio. 
Como que se trata de um exercício aeróbio oxidativo, 
ele depende do oxigênio para funcionar, então, a 
concentração de oxigênio é primordial para esse 
sistema. A capacidade que o organismo tem de 
captar o oxigênioe utilizá-lo durante o exercício 
(VO2 máximo) define a capacidade aeróbia desse 
indivíduo. O treinamento pode melhorar desde a 
capacidade pulmonar de difundir o oxigênio até 
aumentar o potencial oxidativo intramuscular, por 
melhorar atividades enzimáticas no ciclo de Krebs 
(figura 8).
3434
Figura 7: Note o aumento no VO2 máx. após um período 
de 7 a 13 semanas de treinamento. 
Fonte: Hall; Guyton (2017)
Quando pensamos nos substratos metaboliza-
dos pelo sistema aeróbio oxidativo, os lipídios 
claramente são a fonte mais rentável em termos 
energéticos; uma molécula de ácido graxo gera 
substancialmente mais ATPs quando comparado a 
uma molécula de glicose. Entretanto, a mobilização 
desses lipídios é lenta e requer um consumo maior 
de oxigênio. Isso não seria um fator limitante se 
pensarmos em uma atividade de baixa intensida-
de, em que a oferta de oxigênio para o tecido é 
mais abundante. No entanto, na medida em que 
aumentamos a intensidade do exercício, a oferta 
de oxigênio para musculatura ativa diminui relativa-
mente. Nesse contexto, a glicose assume o papel 
3535
principal no processo de oxidação, já que possui 
processos mais rápidos de ativação e apresenta 
um menor consumo relativo de oxigênio. Essa 
glicose é principalmente provinda das reservas 
de glicogênio muscular. Utilizar o glicogênio como 
principal fonte energética em um metabolismo 
oxidativo tem algumas implicações. A primeira é 
que esta é uma fonte esgotável, o que pode limitar 
o tempo de execução da atividade. E a segunda é 
que o metabolismo da glicose ocorre primeiro no 
citosol até a formação do piruvato e, só depois, 
entra na mitocôndria; o que, por um lado, torna 
esse processo mais rápido e com menor utilização 
de oxigênio, porém, inevitavelmente, parte desse 
piruvato será transformado em lactato, podendo 
gerar uma acidose, o que diminuiria a performance 
do atleta. A composição da dieta desses atletas 
também influencia nesse contexto (figura abaixo).
3636
Figura 8: Efeito da duração do exercício e do tipo de dieta 
nos percentuais relativos de carboidrato ou gordura, utili-
zados como fonte de energia pelos músculos.
Fonte: Hall; Guyton (2017)
Pensando nesse contexto, atletas de endurance 
precisam, além de ter uma alimentação adequada, 
desenvolver adaptações que os permitam man-
ter um alto nível de performance. Treinamentos 
com volume e intensidade elevados aumentam 
a quantidade de fibras do tipo I e a capacidade 
mitocondrial dessas fibras, além de aumentar os 
capilares sanguíneos e a concentração de enzimas 
oxidativas. Esses fatores levam a uma melhor 
oxigenação e funcionamento do metabolismo 
oxidativo. Além disso, esse tipo de treinamento 
também aumenta a capacidade da musculatura 
3737
em armazenar glicogênio, bem como a concen-
tração de enzimas responsáveis pela degradação 
do lactato e diminui a concentração de enzimas 
ligadas à produção de lactato. Atletas treinados 
também possuem a capacidade de armazenar ácido 
graxo na musculatura, em forma de triglicérides, 
facilitando sua utilização no ciclo de Krebs. Essas 
adaptações indicam que a musculatura treinada 
tem uma quantidade maior de substratos para 
serem metabolizados, com uma eficiência elevada 
e um risco menor de gerar acidose.
O organismo humano possui uma maquinaria 
extremamente minuciosa que sempre buscará 
adaptações para os estímulos sofridos. O conheci-
mento dessa maquinaria e dos efeitos que podem 
ser causados permite a evolução dos treinamentos 
e o aumento das performances atléticas. 
38
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste módulo, pudemos aprender como se dá 
a utilização das principais vias energéticas que 
regem o nosso metabolismo. Em cada uma delas 
pudemos constatar em quais momentos elas se 
tornam necessárias e quais são as suas principais 
limitações. 
Todos esses conceitos podem ser aplicados sob a 
perspectiva do exercício físico e suas demandas. 
Nas situações abordadas, pudemos identificar o 
número de moléculas de ATP que são geradas, 
como elas são utilizadas durante o movimento, e 
qual a duração desses eventos.
Referências Bibliográficas 
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Fisiologia do exercício: nutrição, energia e 
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SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma 
abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: 
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	Introdução
	Predominância metabólica durante o exercício
	Sistema anaeróbio alático (ou ATP-CP) e exercício
	Sistema anaeróbio lático (ou glicolítico)
	Sistema aeróbio oxidativo e exercício
	Integração dos sistemas energéticos durante o exercício
	Considerações finais
	Referências Bibliográficas & Consultadas