ASPECTOS FISIOLÓGICOS RELACIONADOS À NATAÇÃO

Fisiologia e Natação

No início do século passado, pesquisadores da Escola Escandinava de Fisiologia do Exercício apresentaram os primeiros trabalhos em nadadores, medindo o débito cardíaco e coletando o ar expirado.

Seguiram-se outros a respeito do gasto energético da propulsão na água e da resistência ao deslocamento (drag), do equilíbrio térmico, da contribuição relativa dos braços e das pernas na progressão e da velocidade do nadador nos diversos estilos.

Na realidade, o estudo do homem no meio aquático fica dificultado pela aplicação e manuseio dos instrumentos dentro da piscina.
Foram construídos ergômetros aquáticos de diversos tipos, dentre eles o de turbina com janela lateral de vidro transparente, o de canal circular com 60 m de circunferência, ou a “tethered swimming” que tracionava o nadador por um cinto preso à cintu roldanas presas na borda e em poste fixado na mesma, com anilhara ligado a um cabo que passava pors penduradas opondo a resistência.

Desse modo o estudo do nadador ficou menos dificultado.

Comprovou-se que o gasto energético do deslocamento na água, pela mesma distância percorrida fora d’água, era muito maior, ou seja, a eficiência mecânica da progressão dentro d’água é muito menor.


Gasto energético Estima-se que o gasto energético para uma pessoa nadar uma determinada distância seja quatro vezes maior, do que quando essa distância é percorrida em intensidade semelhante fora d’água (McArdle et al.,1998).

A energia necessária para a flutuação e a força de atrito que a água oferece ao deslocamento contribuem para um gasto energético aumentado, quando os exercícios são realizados no meio líquido.

A resistência oferecida pelo líquido, em qualquer direção e velocidade que os movimentos sejam executados, também contribui para o dispêndio energético do indivíduo.

Com relação aos alunos de turmas de aprendizado da natação, além dos aspectos já citados que favorecem um maior dispêndio energético, eles têm o gasto de energia aumentado em relação a um aluno já iniciado na natação, por apresentarem uma menor eficiência mecânica no deslocamento na água.
É importante ressaltar ainda que, dependendo do estilo adotado para deslocar-se na água, o dispêndio energético será maior ou menor.

O nado mais econômico é o crawl seguido pelo nado de costas, sendo os nados de peito e borboleta os que promovem maior dispêndio de energia, em conseqüência da maior complexidade do ciclo de movimentos de suas braçadas.

Dessa forma, é importante levar em consideração o grau de condicionamento físico do aluno, quando estabelecer a ordem de encadeamento do ensino dos diferentes estilos.

Densidade

O fato da densidade do corpo humano ser semelhante à da água, resulta em um peso corporal menor quando está submerso.

Esta característica do meio líqüido o torna propício à iniciação da prática de atividades aquáticas em qualquer idade, assim como também possibilita que indivíduos com limitações, como por exemplo, os obesos, se beneficiem da diminuição de peso hidrostático tendo maior facilidade para exercitarem-se.

Exercícios subaquáticos são também propícios à reabilitação física, pois o peso do paciente sobre as articulações é reduzido permitindo que pessoas que não suportam o peso do corpo no ar possam fazê-lo na água. Benefício da prática da natação

A grande quantidade de trabalho aeróbio realizado nos programas de natação produz notáveis adaptações no sistema cardiorespiratório, melhorando o transporte de oxigênio para os músculos implicados no nado.

Essas adaptações permitem o desenvolvimento do metabolismo oxidativo, isto é, a capacidade de extrair do sangue arterializado que chega do ventrículo esquerdo a maior quantidade de oxigênio possível, através de uma elevada atividade enzimática oxidativa, associada a maiores massas mitocondrial e capilar advindas com a prática da natação.

Embora seja difícil separar crianças não estão engajadas em programas de qualquer atividade física, daquelas que praticam sob orientação habilitada do professor, a maioria dos autores concorda que a natação, praticada concomitantemente com o progresso contínuo, promove alterações nos volumes cardíacos e pulmonares, principalmente se a puberdade for ultrapassada sem interrupções das atividades físicas do nadador, já competindo normalmente.

Efeitos residuais

Nestes parâmetros fisiológicos, medidos já na fase adulta, mostram que indivíduos que não foram nadadores tinham menores volumes cardíaco e pulmonar em relação a seus pares ex-atletas adolescentes.

É sabido que o exercício em decúbito economiza o trabalho cardíaco por facilitar o retorno venoso e, promovendo maior pressão de enchimento (précarga), resulta em expansão da cavidade ventricular, maior volume sistólico e menor freqüência cardíaca.

A quantidade de ar mobilizada por minuto (VE) é cerca de 30% menor, para o mesmo nível de consumo de oxigênio (VO2), em exercício dentro d’água, devido a pressão exercida pela água sobre o tórax no afundamento normal do corpo ao nadar.
O nadador melhora a resistência aeróbia da musculatura inspiratória, assim como tem que expirar contra a resistência oferecida pela água e, para compensar esta menor VE, tem que melhorar a extração tissular de O2, a nível periférico.
Testes ventilatórios de máxima ventilação voluntária mostram elevados resultados em nadadores, pois apresentam grande mobilidade do sistema tóracopulmonar, indicando baixa resistência elástica do mesmo.

Nesta altura, é bom frisar que não devemos perder a oportunidade de oferecer aos indivíduos em crescimento, a chance de praticar a natação, pois nesta época seus organismos estão sendo formatados pelo ambiente.

Esta fase deverá ser monitorizada por um sistema estruturado em avaliações periódicas dos parâmetros indicadores de um processo auxológico normal.



O professor de Educação Física tem a responsabilidade de verificar a aplicação destas avaliações, sejam elas clínicas, antropométricas, nutricionais ou ergométricas.
A densidade capilar, principalmente nos músculos deltóide e grande dorsais, é aumentada pela prática sistemática da natação, contribuindo para a melhora da capacidade oxidativa desses músculos.

Parece que a prática da natação durante a infância, paralelamente à maturação neurológica, traz benefícios mais pronunciados no aprendizado do ato motor no deslizamento através da água.

Embora os efeitos cardiorespiratórios (volume cardíaco, volumes pulmonares e metabolismo oxidativo da musculatura natatória) ocorram durante todo o período entre a infância e adolescência, seriam mais prevalentes na fase da puberdade, onde a síntese protéica está potencializada e promovendo, deste modo, alterações estruturais que permaneçam residuais por longo tempo.

Asma e natação

Muitos alunos iniciam o aprendizado da natação por orientação médica por serem asmáticos.
A asma, do grego “ofegar”, é uma manifestação dispnéica, que apresenta broncoespasmo frente à exposição a alergenos, aspirina, poluentes, fumaças, anticorpos, emoções e exercício físico, sendo este último muito usado no seu estudo.
O que torna a natação a modalidade física mais freqüentemente indicada pelos pediatras às crianças asmáticas, é o fato de ser a modalidade de exercício menos asmogênica de todas.
A crise asmática se desencadeia devido a permeabilidade aumentada do mastócito ao Ca++ (o ar seco remove a água da superfície do mastócito) que eleva a liberação de histamina, assim como a concentração de leucócitos por secreção de mediadores químicos, promovendo inflamação (edema tecidual).

O tonus parasimpático, via nervo vago, pode iniciar um reflexo broncoconstritor.
Ca++ elevado na musculatura lisa leva à constrição bronquiolar.
O professor de Educação Física tem um excelente instrumento para avaliação dos alunos que apresentem atitude de afastamento das práticas físicas.

O uso de um fluxômetro aéreo (equipamento de baixo custo e disponível no mercado) pode informar o pico de fluxo respiratório (peak-flow) antes e depois da sessão d exercício, se a diferença for maior do que 20% (para menos e após a aula) fica claro o diagnóstico de broncoespasmo.
A intensidade do exercício é diretamente proporcional ao grau do broncoespasmo.
Exercícios acima de 75-80% do VO2MAX, com freqüência cardíaca em torno de 180 bpm e com duração entre 6 a 8 minutos, têm maior efeito asmogênico.

Uma alta VE induz ao resfriamento e ressecamento das vias aéreas.



A crise asmática induzida pelo exercício pode começar durante a sessão, porém é mais comum ocorrer após sua interrupção.

Pode ser amenizada por inalação de aerosol agonista , alguns minutos antes da sessão de exercícios.
É interessante notar que algumas crianças asmáticas respondem com asma induzida pelo exercício (AIE) na primeira fase da sessão e, a seguir, ficam refratárias por até duas horas, até que a AIE se manifeste novamente, logo é bom ficar alerta para estes casos.
Mudanças no clima, por exemplo, dias frios e secos, estão associados à crises asmáticas, mesmo em repouso.
O resfriamento localizado nas vias aéreas tem grande significado nos episódios asmáticos.

O exercício de baixa intensidade, praticado regularmente, que não resfrie nem resseque demasiadamente as vias aéreas é o mais indicado para o asmático.

Na natação, a faixa até 30 cm acima do nível d’água, fica úmida pela evaporação natural da água, facilitando o processo, sendo, portanto altamente recomendada como atividade física para asmáticos.

Temperatura

A exposição à baixas temperaturas estimula adaptações agudas para que a temperatura central do corpo possa ser mantida em níveis ótimos (37oC).
Na natação, o contato com a água com temperatura mais baixa do que a do corpo, desencadeia uma vaso constricção periférica como resposta aguda à mudança de temperatura.
Essa resposta do organismo ao estresse de uma temperatura mais baixa visa desviar o fluxo sangüíneo da superfície da pele para as áreas mais centrais, de modo a conservar a temperatura central estável.

A glândula tiróide e a medula supra renal são estimuladas pela mudança de temperatura e aumentam a produção de tiroxina, adrenalina e noradrenalina elevando a taxa metabólica e a produção de calor.

Essa termogênese química contribui para a manutenção da temperatura interna em níveis ideais.

Outra resposta do organismo à exposição ao frio são as contrações involuntárias sincronizadas denominadas calafrios, que promovem uma elevação da produção de calor no organismo de 4 a 5 vezes em relação ao nível de produção de calor quando em condição de repouso.

Este mecanismo de manutenção da temperatura leva a um aumento no custo energético das atividades aquáticas realizadas em temperaturas mais baixas.
Nedal et al. (1978) constataram que a captação de oxigênio era maior em qualquer velocidade, quando a temperatura da água era mais fria, devido a energia necessária para regular a temperatura interna do corpo.

Na água, o corpo perde calor por condução (transferência de calor entre dois corpos em contato, onde o que tem temperatura mais elevada perde calor para o outro) , com uma velocidade quatro a cinco vezes maior do que no ar devido a melhor capacidade da água de conduzir calor (cerca de 25 vezes maior que a do ar).

Portanto, quando submerso em água o indivíduo perde calor mais rapidamente que no ar, em condições de temperatura semelhantes.

Quando em movimento, o indivíduo terá sua taxa de perda de calor aumentada pois perderá calor também por convecção devido ao movimento rápido da água próximo à superfície do corpo.

Portanto, os exercícios feitos na água fria geram um maior gasto calórico do que em águas temperadas.

Desta forma, adiciona-se ao gasto calórico da atividade física que está sendo realizada, um gasto adicional referente à manutenção da temperatura corporal.

Ian Thorpe mostra seu “novo físico”

É interessante observar que a quantidade de gordura corporal pode favorecer a manutenção da temperatura interna quando imerso em água fria.

Indivíduos com uma maior quantidade de gordura corporal suportam melhor a exposição à temperatura mais baixa do que os mais magros.

Isso se deve ao fato do tecido gorduroso subcutâneo conduzir calor com um terço da velocidade dos demais tecidos e, desta forma, agir como isolante, dificultando a perda de calor para o ambiente.

Nadadores de águas frias (travessias, triatlo ...) em geral, têm maior quantidade de gordura corporal que nadadores de piscinas, onde a temperatura da água pode ser controlada.

Considerando essa característica isolante do tecido gorduroso subcutâneo, ressalta-se que as mulheres, por apresentarem um maior % gordura corporal que os homens, têm menor gasto calórico na manutenção da temperatura interna em água fria.

O indivíduo consegue manter estável a temperatura central do corpo na piscina quando exposto à temperaturas em torno de 32oC.

Hipotermia

Temperatura da água abaixo de 28oC já oferece risco de hipotermia, que é associada à queda da temperatura central do corpo para valores menores que 35oC.

A hipotermia resulta da maior taxa de perda de calor pelo corpo do que sua capacidade de produção.

O risco de hipotermia aumenta exponencialmente com o declínio da temperatura da água e com o tempo de exposição.

Isso significa que quanto mais baixa a temperatura da água e quanto maior o tempo de exposição, maior a dificuldade do corpo em manter a temperatura central sendo maior o risco de ocorrer a hipotermia.

É importante observar que as mesmas condições ambientais podem refletir de forma diferente para os indivíduos, ou seja, uma mesma temperatura da água que desencadeia hipotermia em um indivíduo pode ser bem suportada por outros.

Explica-se esta resposta pela maior capacidade de produção de calor de uma pessoa em relação a outra, assim como pelo seu nível de hidratação.

Segundo McArdle et al. (1998) a temperatura ideal da água para natação competitiva varia de 28 oC a 30 oC, quando o calor metabólico gerado é transferido com mais facilidade para a água sem aumentos significativos no gasto energético ou redução na temperatura central.

O professor e o técnico de natação devem estar atentos aos alunos que apresentam sinais como:

• calafrios constantes
• diminuição da coordenação motora
• comprometimento da capacidade de julgamentos
  
• Esses sintomas são indicação de hipotermia.

Medidas a serem tomadas na hipotermia

Observando-se a instalação da hipotermia, a principal preocupação ao atender a pessoa deve ser fornecer condições que permitam uma menor perda de calor.

Isso é feito retirando a pessoa da água ou do ambiente frio.

As roupas molhadas devem ser removidas e a pessoa deve ser envolvida em roupas secas (toalhas, saco de dormir,...) que cubram toda a superfície da pele.

Em casos de hipotermia leve, é recomendado fazer a pessoa ingerir bebidas quentes para ajudar no processo de aquecimento.

Em condições extremas de hipotermia, quando a temperatura interna cai para valores em torno de 25oC, as providências imediatas a serem tomadas são as citadas anteriormente, sendo que o atendimento médico torna-se essencial.

Nesses casos o tratamento especializado consiste no fornecimento de calor úmido em banheiras ou com sacos quentes em temperaturas adequadas, 43oC.

Esta temperatura permite uma mais rápida reversão do quadro de hipotermia.

Outro risco da exposição à temperaturas extremamente baixas é a possibilidade do enregelamento (congelamento dos tecidos).

Mas para que este ocorra, é necessário exposição a temperaturas abaixo de -290C, que é impossível de acontecer em clima tropical, como o do Brasil.

Contudo, é interessante informar seus sintomas.

O enregelamento ocorre principalmente nos lobos das orelhas, ponta do nariz e nos dedos das mãos e dos pés (extremidades do corpo) em decorrência da vasoconstrição periférica estimulada pela baixa temperatura.

Esse mecanismo que visa preservar a temperatura interna estável deslocando maior volume sangüíneo para o interior do corpo, tem como conseqüência a queda da temperatura nos tecidos periféricos.

Nesses casos é importante o aquecimento da região afetada o quanto antes, pois o prolongamento desta condição provoca prejuízo circulatório e lesão dos tecidos no local afetado.

Pode aparecer gangrena no local afetado após o descongelamento, destruindo a área que ficou congelada por período prolongado.

Reflexo Gauer Henry Constata-se com facilidade a presença dessa resposta fisiológica nas aulas de natação onde é freqüente a criança pedir para ir ao banheiro.

Essa necessidade aumentada de urinar quando em aula de natação é explicada como uma resposta do organismo a imersão em temperatura mais baixa do que a do corpo.
Como dissemos anteriormente o contato com a água fria desencadeia a vasoconstrição periférica que reduz o fluxo periférico, deslocando maior volume de sangue para a região central do corpo.
Essa alteração no volume sangüíneo é constatada por receptores localizados, principalmente no átrio esquerdo, e esses enviam estímulos para a hipófise posterior, que diminui a secreção do hormônio vasopressina (anti diurético).

A diminuição na produção de vasopressina promove um aumento na eliminação de água nos rins, e a urina é eliminada até que o volume sangüíneo se normalize.
Somado a esse mecanismo, o tecido atrial libera o peptídeo atrial natriurético (fator atrial natriurético) que atua nos rins estimulando a diurese e, nos vasos estimulando a vasodilatação.

Bradicardia do mergulho No mergulho, a freqüência cardíaca sofre um aumento inicial , em seguida, decresce com o prosseguimento do mergulho, podendo atingir valores abaixo da freqüência cardíaca de repouso, mesmo com a pessoa exercitando-se (Ästrand, 1980).

Explica-se essa baixa da freqüência cardíaca como um efeito de vários fatores atuando em conjunto, não se devendo apenas a apnéia do mergulho.
Receptores cutâneos participam dessa resposta, visto que ao molhar apenas o nariz (ou a apnéia) a bradicardia é constatada.

No caso do mergulho prolongado, que gera uma hipoxemia progressiva, é também provável que quimioreceptores contribuam nesse ajuste.
Voltando à superfície, com as primeiras respirações, a freqüência cardíaca retorna a valores normais.

Estudos referente a imersão em água aquecida (35oC a 37oC) verificaram que ocorre um aumento da freqüência cardíaca, vasodilatação periférica, hiperventilação, que são revertidos após períodos de adaptação. Essas alterações foram atribuídas a resposta do sistema nervoso central e a receptores periféricos (Faulkner, 1968)

Apnéia exacerbada por hiperventilação

A hiperventilação antes de mergulhar, utilizada para prolongar o tempo de mergulho, tem sido responsável por acidentes fatais em piscinas, entre pessoas que utilizam a técnica na intenção de competir consigo mesmo ou com outras pessoas.
A hiperventilação realizada antes de um mergulho em apnéia promove uma baixa significativa da pressão de gás carbônico (PCO2) arterial.
O valor médio normal da PCO2 arterial, que é 40 mm Hg, com a hiperventilação pode baixar para 15 mmHg.
Essa baixa na PCO2 promove alteração da concentração de ácido carbônico, que é um elemento importante na regulação da respiração e do funcionamento das células, determinando o tempo de permanência em apnéia.
Quando sua concentração está aumentada os centros respiratórios dão o alarme e o nadador sobe a tona para respirar, mesmo contra vontade. Os vários ciclos respiratórios realizados na hiperventilação antes do mergulho permitem que o mergulhador consiga aumentar o tempo de permanência em apnéia, mas, expõe-se a uma perda súbita de consciência ou desmaio, que são situações de extremo perigo quando ocorrem na água.
Na situação de apnéia prolongada as reservas de O2 do nadador são consumidas, enquanto que o sangue tem um nível anormalmente baixo de ácido carbônico decorrente da hiperventilação que precedeu o mergulho.
Dessa forma, até que o nível de ácido carbônico atinja concentração sangüínea que estimule os centros nervosos e o mergulhador sinta a necessidade de voltar a tona, será necessário um tempo maior.
Assim os níveis de O2 podem descer a ponto de o nadador perder os sentidos, podendo, dessa forma, se afogar.

Câimbra muscular

A câimbra é uma contração involuntária, duradoura e dolorosa, que aparece espontaneamente podendo se prolongar por vários minutos.

Ela ocorre em um determinado músculo ou grupo de músculos, e pode ocorrer durante o sono ou em outra situação de repouso, durante a atividade física ou horas após.

É descrita por desportistas de diferentes modalidades e predominam nos membros inferiores e podem ser uma contração concêntrica prévia do músculo que está em repouso.
Em atletas ela mais comum à noite após períodos de treinamento intensos, ocorrendo principalmente, nas grandes massas musculares.

Observa-se que a ocorrência de câimbras pode ser em função de alterações metabólicas decorrentes do treinamento, ou em função de fluxo sangüíneo deficiente para um grupo muscular.

A presença de câimbras também está associada à exposição à baixas temperaturas.
As chamadas câimbras do “calor” são observadas em decorrência de exercícios prolongados, feitos em ambientes com temperatura elevada e com uma alta taxa de sudorese que acarreta uma perda excessiva de líquido e baixa acentuada nos ions corporais.
Não está bem definido o mecanismo responsável pela câimbra, mas algumas teorias são levantadas.

Monod e Flandrois (1994) citam dois prováveis mecanismos:
- Uma co-ativação de nível anormal dos músculos agonistas e antagonistas pode desencadear a câimbra.
- Uma modificação do conteúdo de Ca++ do sarcoplasma devido a uma insuficiência de ATP, não permite o retorno do Ca++ para o retículo sarcoplasmático e o relaxamento do músculo não ocorre.

O que fazer: Em geral a câimbra é mais rapidamente eliminada quando se promove a extensão do grupo muscular afetado.

É isso aí ! Vivendo e aprendendo...

REFERÊNCIAS Ästrand, PO, Rodahl, K. 1986. Textbook of work physiology: physiological bases of exercise, McGraw Hill College. Kizaki, T; Haga, S; Sakata, I; Ookawara, T; Segawa, M; et al.. 2000. Swimming training prevents generation of suppressor macrophages during acute cold stress. Medicine & Science in Sport & Exercise. 32(1):143-148. McArdle, W.; Katch, F.I.; Katch, V.L. (1998). Fisiologia do exercício, energia, nutrição e desempenho humano. 4edição. Interamericana. Rio de Janeiro. Manod, H; Flandrois, R. 1994. Physiologie du sport - Bases physiologiques des activités physiques et sportives, Paris, 3e édition, Masson. Maglischo, EW. 1999. Nadando ainda mais rápido. Manole, São Paulo. Nadel, ER; Holmér, I; Bergh, U; Ästrand P-O; Stolwijk, JAJ. 1974. Energy exchange of swimming man. Journal of Applied Physiology. José Ney Ferraz (UFRJ) Fátima Palha de Oliveira (UFRJ)