aula interdisciplinar 2ª série ensino médio

A CIÊNCIAA CIÊNCIA CONSTRÓI ATLETAS CONSTRÓI ATLETAS

TECNOLOGIAS E A BUSCA DA QUALIDADE DE VIDA E PRESERVAÇÃO AMBIENTAL

PROJETO – 2ª SÉRIE E. MÉDIO – II UNIDADE

CIÊNCIAS DA NATUREZA, MATEMÁTICA E EDUCAÇÃO FÍSICA

PORTAL SAÚDE: CIÊNCIA & TECNOLOGIA

“... já que todo exercício físico é uma sobrecarga ao corpo, provocando alterações bioquímicas, cardiorrespiratórias e musculares.

Essas alterações fisiológicas indicam que a questão prioritária do corpo é obter energia para conseguir se manter em esforço...”

“... Mesmo que seu sangue receba montes de oxigênio, ele tem ainda outro limite, conhecido como VO2, que determina

o volume máximo desse gás que suas células conseguem transformar em energia...”

INDEPENDE DA NOSSA VONTADE MITOCÔNDRIAS

ATP (Adenosina trifosfato)

ENERGIA PARA O EXERCÍCIOENERGIA PARA O EXERCÍCIO

O ATP: MOLÉCULA BIOLÓGICA DE O ATP: MOLÉCULA BIOLÓGICA DE ENERGIAENERGIA

A energia liberada nos processos de degradação da glicose (e outros ¨combustíveis¨ celulares) é utilizada para produzir o ATP que a armazena essa energia e a transfere para as reações que necessitam.

•O ATP transfere sua energia através das ligações fosfato.

(~8000 cal/mol)

8000 cal

O ATP: MOLÉCULA BIOLÓGICA DE O ATP: MOLÉCULA BIOLÓGICA DE ENERGIAENERGIA

1º Fase: Glicólise

“Em outro exame importante, uma única gota de sangue do atleta retirada do lóbulo da orelha ou da ponta

do dedo, é colocada num aparelho que indica a quantidade de ácido lático.

Somada essa informação aos dados do gráfico, sabe-se em que momento o atleta passou a recorrer ao processo

anaeróbio, ou seja, cansou”.

C6H12O6 + 2ATP ----------> 2C3H4O3 + 2NADH2 + 4ATP

2C3H4O3 + NADH ---------> 2C3H6O3 + NAD+

2º Fase: Fermentação láctica

A FERMENTAÇÃO LÁTICAA FERMENTAÇÃO LÁTICA

Ácido Lático

FÓRMULA MOLECULAR C3H503

Fórmula estrutural

Ácido PirúvicoFórmula estrutural

FÓRMULA MOLECULAR C3H403

EFEITOS DO ÁCIDO LÁTICO NO EFEITOS DO ÁCIDO LÁTICO NO CORPOCORPO

Aumento da acidez no músculo - acidose

- Inativação de enzimas

Fadiga muscular

- Prejuízos nas transmissões neuromusculares

- Dor / queimação

- Diminuição da capacidade de contração das fibras musculares

Ácido lático X Câimbras

- Hipocalcemia e Hipopotassemia, dentre outros

“Finalmente, como poderia ser o ácido lático causador da cãibra se é justamente um dos mecanismos protetores contra ela?”

“Uma das principais causas da cãibra é o acúmulo de ácido lático”

X

“No treinamento, a repetição interminável de movimentos em determinados músculos tem no retardamento da produção de

ácido lático a razão de ser. Numa tentativa de atender à demanda implacável, as mitocôndrias das células se multiplicam.

Resultado: a capacidade de gerar energia com oxigênio aumenta”.

EXERCÍCIOS E MITOCÔNDRIASEXERCÍCIOS E MITOCÔNDRIAS

Citosol

Crista mitocondrial

Mitocôndria

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

Total: 10

NADH 2

FADH2

Total: 10

NADH 2

FADH2

1 ATP1 ATP1 ATP1 ATP

1 NADH1 NADH 1 NADH1 NADH

Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)

6 O26 O2

6 H2O6 H2O

32 ou 34 ATP

32 ou 34 ATP

6 NADH6 NADH

2 FADH2 FADH

2 ATP2 ATP

4 CO24 CO2

2 CO22 CO2

2 NADH2 NADH

2 acetil-CoA (2 C)

2 acetil-CoA (2 C)

Ciclo de

Krebs

VISÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO AERÓBICA

DIFERENÇAS NUTRICIONAISDIFERENÇAS NUTRICIONAIS

São os valores normais ingeridos por uma pessoa.

- 2000 Kcal diárias para pessoas em estado normal de saúde, mas sem atividade física;

- 2500 Kcal para pessoas em fase de crescimento (adolescentes) ou restabelecimento de saúde.

Valores Diários de Referência (VDR)Valores Diários de Referência (VDR)

DIETA DOS CAMPEÕES – (JN-02/05/2008)DIETA DOS CAMPEÕES – (JN-02/05/2008)

João Gabriel, judoca, 1m97, 115Kg

9,2 mil calorias 1,8 mil calorias

“Ganhar peso de forma saudável também é bem complicado. O ganho de peso com gordura para a gente não interessa. A dieta acaba sendo restrita”,

Thiago Gomes, remador, 1m74, 74 kg

DOPING

A Diretriz da Sociedade Brasileira de Medicina no Esporte, de 2003, classificou o doping “como qualquer substância ilícita utilizada a fim de aumentar o desempenho atlético, e que cuja utilização, de acordo com Agência Mundial Antidoping (Wada) e o Comitê Olímpico Internacional (COI), caracterizem infração de códigos éticos e disciplinares, podendo ocasionar sanção aos atletas, bem como aos seus técnicos, médicos e dirigentes”.

OS PERFIS DAS DROGASCOMO AGEM AS PRINCIPAIS SUBSTÂNCIAS

ILEGAIS. Esteróides-anabolizantes-(stanozolol, nondrolona) O que fazem: aumentam hormônios masculinos como

testosterona. Aumentam a massa muscular e melhoram a resistência Quem usa: velocistas, levantadores e lançadores de peso

Estimulantes-(efedrina,cocaína,heroína)O que fazem: são, principalmente, efedrina e anfetaminas. Aumentam o ritmo cardíaco e, com isso, o fluxo sanguíneoQuem usa: ciclistas, ginastas e jogadores de futebol

Hormônios de crescimento(eritropoietina, tostesterona, DHEA) O que fazem: aumentam a produção de glóbulos vermelhos e,

portanto, a absorção de oxigênio. O hormônio da moda é a eritropoietina (EPO)Quem usa: atletas de todas as modalidades

DOPING GENÉTICOO QUE SIGNIFICA?

É o aumento da performance esportiva conseguida por meio de mudanças genéticas. Não é como no doping tradicional, no qual apenas se ingerem as substâncias. As modificações podem ser feitas, por exemplo, em genes ligados ao crescimento muscular e, assim, melhorar a explosão.

COMO DETECTAR O DOPING GENÉTICO?

Por motivos óbvios, os métodos não são divulgados. Poderá ser, por exemplo, pela própria concentração de alguma substância, em comparação com exames e testes de aptidão física feitos anteriormente. A Agência Mundial Antidoping designou há cinco anos uma equipe de cientistas apenas para desenvolver testes de detecção de doping genético. O discurso oficial é otimista. A história mostra que toda técnica de doping tem encontrado uma resposta no antidoping.

CHINA

O primeiro relato de doping ou de uso de substâncias estimulantes na história dos esportes, ocorreu na China, na dinastia Chen em 2700 a.C; quando o Imperador Shen-Nung, pai da Acupuntura, relatou utilizar uma planta local chamada “machuang” ou ma huang, com altas concentrações de efedrina,  utilizada por lutadores e desportistas chineses como estimulante para dar ânimo e coragem nas disputas.

QUAL O MAIOR DESAFIO PARA O DOPING?

O reconhecimento do problema por parte de algumas federações. O ciclismo perdeu credibilidade. As três últimas edições da Volta da França foram manchadas por escândalos.

CONTROLE ANTIDOPING

O controle de doping pode ser realizado em sangue ou na urina, sendo o de urina o mais freqüente.Existem basicamente dois momentos de controle antidoping: Controle em competições, que é realizado imediatamente após o término de uma competição esportiva, e incluem exames de todas as classes de substâncias e de métodos proibidos. E um segundo, o Controle fora de competição no qual pode ser realizado a qualquer momento, em treinos, na residência do atleta, e até mesmo algum tempo antes ou depois de uma competição esportiva, sendo utilizado métodos de exames mais específicos, como agentes anabolizantes, hormônios peptídeos, alguns beta2-agonistas, agentes anti-estrogênicos e diuréticos, além de todos os métodos proibidos.

ALGUMAS SUBSTÂNCIAS PROIBIDAS EM COMPETIÇÕES

ESTIMULANTES

ADRENALINA

ANFETAMINA

ADRENALINA

ESTRUTURA PAU BOLA

FÓRMULA MOLECULAR C9H1102N

ADRENALINAFÓRMULA ESTRUTURAL

ANFETAMINAFÓRMULA ESTRUTURAL

BENZEDRINA

ANFETAMINAFÓRMULA ESTRUTURAL

FÓRMULA MOLECULAR C9H13N

EFEDRINAFÓRMULA ESTRUTURAL

FÓRMULA MOLECULAR C10H13NO

NARCÓTICOSMORFINADIAMORFINA(HEROÍNA)COCAÍNAPIRIDINA

MORFINAFÓRMULA ESTRUTURAL

FÓRMULA MOLECULAR C17H19O2

PIRIDINAFÓRMULA ESTRUTURAL

FÓRMULA MOLECULAR C5H5N

COCAÍNAFÓRMULA ESTRUTURAL

FÓRMULA MOLECULAR C17H22O4N

Mas no esporte de alta performance, onde centímetros ou centésimos de segundo valem a vitória, os talentos naturais pouco valem se não forem levados ao limite pela ciência do esporte.

A biomecânica é o estudo da mecânica dos organismos vivos. É parte da Biofísica.

“É o estudo da estrutura e da função dos sistemas biológicos utilizando métodos da mecânica“ (Hatze).

Sub-áreas da Biomecânica:

- Antropometria: Medidas físicas do corpo humano.- Cinemetria: Obtenção de variáveis cinemáticas para a descrição de

posições ou movimentos no espaço. - Dinamometria: É todo processo de medição de forças, bem como, a

medição da distribuição de pressões. - Eletromiografia: é o estudo ou método que visa o registro gráfico ou

sonoro das correntes elétricas (fenômenos bioelétricos) geradas nas membranas celulares de um músculo esquelético em fase de repouso.

A CIÊNCIA CONSTRÓI ATLETAS

DinâmicaDinâmicaO termo dinâmica é provindo do grego dynamis, significa força. Em

física, a dinâmica é um ramo da mecânica que estuda as relações entre as forças e os movimentos que são produzidos por estas.

O que é força?Em física clássica, força (F) é o único agente do Universo capaz de

alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou de deformá-lo.

Princípio da Inércia Princípio da Inércia Primeira Lei de NewtonPrimeira Lei de Newton

Enunciado: "Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de

movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele“

Inércia Livre de força (FR = 0) a = 0

Nota:1. Somente força externa não nula é capaz de retirar o corpo da

inércia.2. A massa do corpo é a medida da sua inércia.3. Na prática, o termo “Livre de força” é traduzido em equilíbrio de

forças.

Repouso

M.R.U

Princípio Fundamental Princípio Fundamental Segunda Lei de NewtonSegunda Lei de Newton

A intensidade da aceleração (a) que um corpo fica submetido é diretamente proporcional a intensidade da força resultante (FR), e inversamente proporcional a massa (m) “inércia” desse corpo.

Traduzindo essa afirmação em linguagem matemática, podemos escrever:

A direção e o sentido da aceleração será sempre igual ao da força resultante.

FR = m.a

FR ≠ 0 a ≠ 0 (Causa e efeito)

Princípio Fundamental Princípio Fundamental Segunda Lei de NewtonSegunda Lei de Newton

No Sistema Internacional (MKS) de unidades, a força é medida em newtons.

Um newton (1,0N) é a força que proporciona a um objeto de 1,0kg de massa uma aceleração de 1m/s², ou seja, 1N = 1kg.1m/s².

Peso é força (força gravitacional), e pode ser determinada através da fórmula: P = m.g

Um kilograma-força (1,0kgf) é a força que equilibra um objeto de 1,0kg de massa nas proximidades da superfície da Terra, logo 1,0kgf ≈ 10N. 

Uma outra unidade que é utilizada é a dina, a unidade de força no sistema CGS. A dina é a força que comunica à massa de um grama a aceleração de um centímetro por segundo, por segundo, logo:

1 dina = 1 g.cm/s2 = 10-3kg.10-2m/s2 = 10-5N

DINAMÔMETROS

Princípio da Ação-Reação Princípio da Ação-Reação Terceira Lei de NewtonTerceira Lei de Newton

Enunciado:“Toda vez que um corpo A exerce uma força em um corpo B

(FA/B), este também exerce em A uma força (FB/A)”, tal que estas forças:

Têm mesma intensidade.Têm mesma direção.Têm sentidos opostos.Têm a mesma natureza.

Nota:1. As chamadas forças de ação e reação não se equilibram, pois estão

aplicadas em corpos diferentes.

Desenvolvimento do projetoDesenvolvimento do projeto

Divisão da turma em 08 grupos (+/- 5 componentes)– Atletismo.– Basquetebol.– Ciclismo.– Futebol.– Ginástica olímpica ou artística.– Natação.– Tênis.– Voleibol.

Preferimos uma divisão democrática, se necessário, faremos sorteio.

Desenvolvimento do projetoDesenvolvimento do projeto Tópicos de pesquisa

– Breve histórico.– Fundamentos técnicos e táticos (atualizados).– Estudo Biomecânico (antropometria, eletromiografia,

dinamometria e cinemetria).– Análise qualitativa das conversões de energia do

movimento.– Análise termoquímica das atividades do metabolismo.– Dieta adequada e reposição calórica.– Fundamentos da Química Orgânica.– Grupos musculares e estruturas ósseas mais trabalhadas.– Fundamentos matemáticos nas técnicas para a eficiência

desportivas.– Objetivo e importância do anti-dopping.– Tipos de lesões mais freqüentes e medidas de precauções

utilizadas.– A conduta ética no esporte como bem estar da coletividade.– Tecnologias utilizadas - Descrição do equipamento e

princípio de funcionamento.

Desenvolvimento do projetoDesenvolvimento do projeto

Construção do módulo interdisciplinar.

– Pesquisa individual.

– Encontros interdisciplinares. Integração por turma (socialização da pesquisa). Integração por turma (sugestões do grupo). Integração dos grupos (construção do módulo).

Desenvolvimento do projetoDesenvolvimento do projeto

Feira desportiva (culminância).

– Apresentação criativa.

Recurso multimídia. Exposição teórica. Aula prática (atividade física). Tecnologias a serviço do atleta (aula demonstrativa)