Os sistemas energéticos: como o corpo produz energia

Quais são os 3 sistemas energéticos?

O teu corpo tem três sistemas energéticos que fazem todos o mesmo trabalho: reconstroem o ATP, a molécula que os teus músculos gastam de facto para se contraírem. O sistema ATP-PC entrega potência instantânea durante alguns segundos, o sistema anaeróbio produz energia rápida para esforços intensos até cerca de dois minutos, e o sistema aeróbio fornece um fluxo enorme e constante de energia para tudo o que dure mais. Nunca trabalham sozinhos. As três vias energéticas funcionam ao mesmo tempo, e a mistura muda apenas conforme a intensidade e a duração do teu esforço.

Aqui está a parte que quase toda a gente ignora. Os teus músculos armazenam mal dois ou três segundos de ATP em cada momento. Por isso a verdadeira pergunta nunca é "de onde vem a energia", mas sim "com que rapidez consigo refazê-la". Cada sistema é só uma linha de produção diferente para o mesmo produto, com o seu próprio combustível e o seu próprio compromisso entre velocidade e capacidade. Os sistemas rápidos esgotam-se depressa. O paciente, o sistema aeróbio, é aquilo de que o treino de resistência realmente trata.

Brinca com o cursor acima e vais perceber a lógica de imediato. Sobe a intensidade e os sistemas rápidos, anaeróbios, disparam. Baixa-a para um trote leve e o sistema aeróbio carrega quase tudo. Essa única imagem explica porque é que um velocista dos 100 metros e um maratonista treinam como se pertencessem a espécies diferentes. Estão a alimentar linhas de produção completamente distintas. No TrainingZones.io, quase tudo o que publicamos, das tuas zonas de treino ao teu ritmo de prova, remonta a estes três sistemas.

O sistema ATP-PC: potência instantânea e explosiva

O sistema ATP-PC (também chamado sistema fosfagénio ou anaeróbio alático) é a tua fonte de energia mais rápida, e dura cerca de 10 segundos. Usa a fosfocreatina, um composto armazenado mesmo dentro do músculo, para recarregar o ATP quase instantaneamente. Sem oxigénio, sem resíduo, sem espera. É o sistema por trás de um sprint máximo, de um levantamento pesado, de um salto explosivo, ou das primeiras passadas fora dos blocos.

O senão é o tamanho do depósito. Só armazenas fosfocreatina suficiente para uns 8 a 12 segundos de trabalho a fundo, e depois fica vazio. É por isso que ninguém corre uns 400 metros à verdadeira velocidade máxima: o combustível simplesmente acabou. Mas a recuperação é rápida. Dá-lhe dois a três minutos de descanso e o depósito enche outra vez, que é exatamente porque velocistas e atletas de força fazem pausas longas entre esforços.

Para os atletas de resistência este sistema conta mais do que imaginas. É ele que dispara o teu ataque final à meta, a tua arrancada numa subida curta, ou um arranque rápido antes de assentares no ritmo. Não vais construir uma maratona com ele, mas vais querê-lo lá quando a prova ficar tática.

O sistema anaeróbio: energia rápida e a ardência do lactato

O sistema anaeróbio (glicolítico, ou anaeróbio láctico) decompõe hidratos de carbono sem oxigénio para produzir ATP depressa, e domina esforços de mais ou menos 10 segundos a 2 minutos. É rápido, mas há um preço. Partir a glucose desta forma produz apenas 2 ATP por molécula, e deixa para trás lactato e iões de hidrogénio. Essa acidez crescente é aquela sensação de ardor e de pernas pesadas que sentes num 400 duro, numa subida íngreme, ou na última volta de um 1500.

Um mito rápido para matar: "anaeróbio" não quer dizer "sem respirar". Estás a respirar com força o tempo todo. Só significa que esta via em particular não usa oxigénio para fazer o seu ATP. E o próprio lactato não é o vilão que as pessoas julgam. Na verdade é um combustível aproveitável que o teu corpo recicla assim que o oxigénio o alcança, transportado para o coração, o fígado e outras fibras musculares para ser queimado. O verdadeiro limitador é a acidez que se acumula ao seu lado.

A boa notícia é que este sistema é altamente treinável. Quanto mais em forma estiveres, melhor eliminas o lactato e maior é a intensidade que aguentas antes que ele te submerja. Dois atletas com o mesmo VO2max podem render de forma muito diferente só porque um entra nessa zona anaeróbia pesada mais tarde. É isto que muito do treino de qualidade anda a fazer sem alarde: empurrar a fronteira para trás, para que mais da tua prova fique do lado aeróbio, o eficiente.

Este é o sistema que treinas com intervalos curtos e intensos. Também define uma fronteira muito prática: o ponto em que passas de maioritariamente aeróbio para território anaeróbio pesado é o teu limiar de lactato, e é um dos preditores mais fortes do desempenho de resistência. Se corres por sensação ou por ritmo, mapear isto ajuda imenso. Podes ver onde ficam os teus níveis de esforço com a nossa calculadora de zonas de ritmo de corrida, que alinha os teus ritmos com estas transições.

O sistema aeróbio: o teu motor de resistência

O sistema aeróbio produz ATP queimando gordura e hidratos de carbono com oxigénio, e alimenta praticamente tudo o que fazes para lá de uns dois minutos. É lento a arrancar comparado com os outros dois, mas a sua capacidade é enorme. Onde a glicólise anaeróbia espreme 2 ATP por glucose, o sistema aeróbio extrai cerca de 30 a 32. Essa eficiência é a razão de poderes correr durante horas com ele, e porque desenvolvê-lo é todo o objetivo do treino de base. No TrainingZones.io voltamos a este sistema constantemente, porque para os atletas de resistência é ele que decide o teu tecto.

O sistema aeróbio também funciona com hardware real, físico, que podes fazer crescer. As mitocôndrias que albergam o ciclo de Krebs multiplicam-se, e os minúsculos capilares que entregam oxigénio aos teus músculos ficam mais densos, quando treinas o sistema de forma consistente ao longo de meses. É essa a adaptação silenciosa por trás de uma fase de base longa, e é por isso que um motor aeróbio bem construído continua a dar frutos durante anos e não semanas.

O sistema aeróbio tem ainda um truque que os outros não têm: consegue queimar gordura. Mesmo um atleta magro carrega dezenas de milhares de calorias de gordura, contra talvez 90 minutos de hidratos de carbono armazenados. Ensinar o teu corpo a apoiar-se na gordura a ritmos fáceis e moderados poupa esses preciosos hidratos para quando realmente precisas deles. É uma grande razão para o trabalho de Zona 2 ser tão valorizado, e porque parece quase demasiado fácil enquanto vai reconstruindo o teu motor em silêncio.

Dentro do sistema aeróbio: glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de eletrões

Amplia a imagem e o sistema aeróbio é uma linha de montagem em três fases dentro das tuas células musculares. Primeiro, a glicólise decompõe a glucose em piruvato no líquido da célula. Quando há oxigénio disponível, esse piruvato entra nas mitocôndrias, as centrais de energia da célula, onde acontece o trabalho a sério.

A fase dois é o ciclo de Krebs (também chamado ciclo do ácido cítrico), descrito por Hans Krebs em 1937, um trabalho que lhe valeu o Prémio Nobel em 1953. É um ciclo de oito reações na matriz mitocondrial que arranca eletrões ao teu combustível e os carrega em moléculas transportadoras chamadas NADH e FADH2. O ciclo de Krebs em si produz muito pouco ATP diretamente. A sua função é alimentar esses transportadores carregados para a fase final.

A fase três, a cadeia transportadora de eletrões, é onde a maior parte do teu ATP é de facto construído, usando o oxigénio como aceitador final de eletrões. Esta é a verdadeira razão de o sistema aeróbio precisar de oxigénio. O ciclo de Krebs só continua a girar se essa cadeia continuar a puxar os eletrões, e só o faz com oxigénio presente. Fica sem oxigénio e toda a linha encrava, empurrando-te para a glicólise anaeróbia e o seu lactato. A gordura chega à mesma maquinaria, só que por outra porta. O teu corpo primeiro liberta a gordura armazenada e divide-a em ácidos gordos livres, um passo chamado lipólise. Esses ácidos gordos são depois cortados nos mesmos fragmentos de acetil-CoA através de um processo chamado beta-oxidação, e alimentam diretamente o ciclo de Krebs, mesmo onde também termina a via dos hidratos de carbono. É por isso que os treinadores dizem que a gordura arde na chama dos hidratos de carbono: precisas de um fornecimento constante de hidratos para manter o ciclo a girar depressa o suficiente para oxidar a gordura.

Gordura ou hidratos: que combustível, a que intensidade?

Tanto a gordura como os hidratos de carbono alimentam o teu sistema aeróbio, e o equilíbrio muda com a intensidade. Num ritmo fácil de Zona 2 podes tirar 60 a 70 por cento da tua energia da gordura. Aproxima-te do limiar e o teu corpo vira com força para os hidratos, porque os hidratos entregam ATP mais depressa quando o ritmo exige. Quando chegas ao VO2max, estás a correr quase inteiramente com hidratos de carbono. Este cruzamento é uma das ideias mais úteis do treino de resistência, e é exatamente o que a barra de combustível no visualizador acima te está a mostrar.

Há uma consequência prática. O glicogénio (os teus hidratos armazenados) fica em baixo ao fim de uns 90 minutos de esforço intenso, e quando isso acontece o ciclo de Krebs abranda e não consegues oxidar gordura depressa o suficiente para manter o ritmo. É a parede fisiologica que os maratonistas batem por volta dos 30 quilómetros. Treinar o teu metabolismo da gordura e abastecer-te de forma inteligente com hidratos durante esforços longos são as duas maneiras de a contornar.

É isto que os treinadores querem dizer com flexibilidade metabólica: a capacidade de alternar suavemente entre gordura e hidratos conforme o esforço exige, e de te apoiares na gordura sempre que o ritmo permitir. Um atleta flexível poupa hidratos a ritmos fáceis e moderados, e ainda tem algum no depósito quando a prova aquece. Não é coisa que se resolva numa só semana. Responde a trabalho aeróbio paciente e consistente, e é um dos marcadores mais claros de uma base de resistência profunda. Se o teu ritmo fácil já parece sustentável durante horas, essa flexibilidade anda a fazer o seu trabalho em silêncio.

Para veres de facto em que sistema estás enquanto treinas, precisas de um sinal fiável, e a frequência cardíaca é o mais acessível.

A nossa escolha: a banda peitoral Polar H10 é a referência de ouro para uma frequência cardíaca precisa e em tempo real. É muito mais estável do que um sensor ótico de pulso durante os intervalos, o que importa quando estás a tentar manter um sistema específico em jogo.

Como os sistemas energéticos diferem entre corrida, ciclismo e natação

Os três sistemas energéticos são idênticos em todos os desportos, mas a forma como os sentes e os carregas muda com a disciplina. Na corrida, o teu peso corporal vem sempre à boleia, por isso o sistema aeróbio carrega uma fatia enorme do trabalho e até a quilometragem fácil o desenvolve de forma constante. No ciclismo podes deixar rolar, disparar a potência numa subida, e depois recuperar na descida, portanto mergulhas no sistema anaeróbio muito mais vezes dentro de uma única saída. A natação acrescenta a sua própria reviravolta: a apneia e a menor massa muscular do trem superior fazem com que chegues a essa zona anaeróbia, carregada de lactato, mais cedo do que as tuas pernas alguma vez chegariam em terra.

Para um triatleta isto é importantíssimo. A mesma frequência cardíaca pode estar num sistema diferente conforme o desporto, que é precisamente porque as zonas se definem por disciplina e não partilhadas pelas três. Um nadador apoia-se cedo no sistema anaeróbio, um ciclista pode enterrar um esforço anaeróbio curto e depois recuperar, e um corredor passa a maior parte de uma sessão fundo em território aeróbio. Saber que sistema um dado treino visa, em cada desporto, é o que transforma um monte aleatório de sessões num plano coerente. No TrainingZones.io pensamos o metabolismo energético desporto a desporto, por essa mesma razão.

Como os 3 sistemas energéticos se mapeiam nas tuas zonas de treino

As tuas zonas de treino são, no fundo, um mapa prático de qual sistema energético domina num dado esforço. A Zona 1 e a Zona 2 assentam firmemente em território aeróbio, de queima de gordura. A Zona 3 e a Zona 4 ficam à volta do teu limiar de lactato, onde a contribuição anaeróbia sobe. A Zona 5 é trabalho de VO2max, fortemente anaeróbio e alimentado quase só por hidratos. E os verdadeiros sprints ficam acima de tudo isto, em terreno de ATP-PC.

Esse mapeamento é o que torna o treino por zonas tão poderoso. Quando fazes uma corrida fácil, estás deliberadamente a carregar o sistema aeróbio para que ele se adapte e cresça. Quando fazes uma sessão de limiar, estás a empurrar a fronteira entre aeróbio e anaeróbio mais para cima. Quando fazes repetições curtas a fundo, estás a afiar os sistemas anaeróbio e ATP-PC. Cada sessão é, no fundo, um estímulo dirigido a uma linha de produção. No TrainingZones.io construímos as nossas ferramentas exatamente em torno desta ideia.

Eis como isto se parece numa semana real. As tuas corridas fáceis ficam na Zona 2, carregando o sistema aeróbio para que cresça. Uma sessão semanal de tempo ou limiar empurra a fronteira onde a energia anaeróbia toma conta. Um conjunto curto de sprints em subida afia os sistemas ATP-PC e anaeróbio sem acumular fadiga. Três sessões diferentes, três linhas de produção diferentes, um plano coerente. É toda esta a filosofia por trás das ferramentas do TrainingZones.io: fazer coincidir a sessão com o sistema que queres desenvolver.

A forma mais simples de pôr isto em prática é conheceres as tuas zonas pessoais de frequência cardíaca e treinares dentro delas de propósito. Podes calculá-las num minuto com a nossa calculadora de zonas de frequência cardíaca, e para os corredores que preferem o ritmo, a calculadora de velocidade crítica fixa a fronteira aeróbio-anaeróbio nos teus próprios números. Compreende os teus sistemas energéticos, depois treina cada um de propósito, e a tua resistência deixa de ser um mistério e passa a ser algo que consegues construir.

Perguntas frequentes sobre os sistemas energéticos

Quais são os 3 sistemas energéticos?

Os três sistemas energéticos são o sistema ATP-PC (fosfagénio), o sistema anaeróbio (glicolítico) e o sistema aeróbio (oxidativo). Todos produzem ATP para a contração muscular, mas em escalas de tempo diferentes: segundos, minutos e horas, respetivamente. Os três funcionam ao mesmo tempo, e são a intensidade e a duração que decidem qual fornece a maior parte da tua energia.

Qual sistema energético é usado primeiro?

O sistema ATP-PC é o primeiro a ser usado. Recorre à fosfocreatina armazenada para regenerar ATP instantaneamente, sem oxigénio e sem lactato, e alimenta mais ou menos os primeiros 10 segundos de esforço a fundo. À medida que se esgota, o sistema anaeróbio assume o comando, e para lá de cerca de dois minutos o sistema aeróbio torna-se dominante.

Correr é aeróbio ou anaeróbio?

Correr é sobretudo aeróbio assim que passas de dois minutos, o que cobre tudo desde um 5K até uma maratona. Esforços curtos e rápidos, como um sprint de 100 ou 400 metros, são em grande parte anaeróbios. Na prática estás sempre a usar uma mistura, e quanto mais rápido corres, mais te deslocas do lado aeróbio para o anaeróbio.

Quanto tempo dura o sistema ATP-PC?

O sistema ATP-PC dura cerca de 8 a 12 segundos de esforço máximo antes de as reservas de fosfocreatina se esgotarem. Reabastece dentro de uns dois a três minutos de descanso, que é porque velocistas e atletas de força fazem recuperações longas entre repetições.

Qual a diferença entre o sistema aeróbio e anaeróbio?

O sistema aeróbio usa oxigénio para queimar gordura e hidratos de carbono, produzindo cerca de 30 a 32 ATP por glucose de forma lenta e sustentável. O sistema anaeróbio faz ATP a partir de hidratos sem oxigénio, produzindo apenas 2 ATP por glucose mas muito depressa, ao custo de lactato e acidez que te obrigam a abrandar.

Qual sistema energético queima mais gordura?

O sistema aeróbio é o único que queima gordura, e fá-lo sobretudo a intensidades baixas a moderadas, como a Zona 2. A ritmos fáceis a gordura pode fornecer 60 a 70 por cento da tua energia. À medida que a intensidade sobe, o teu corpo desloca-se para os hidratos de carbono porque estes entregam ATP mais depressa.

Referências

• Gastin, P.B. (2001). Energy system interaction and relative contribution during maximal exercise. Sports Medicine, 31(10):725-741.
• McArdle, W.D., Katch, F.I., Katch, V.L. (2015). Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance, 8th ed. Wolters Kluwer.
• Nelson, D.L., Cox, M.M. (2017). Lehninger Principles of Biochemistry, 7th ed. W.H. Freeman.