Regulação do Metabolismo Energético Durante Exercícios Prolongados

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O objetivo desta revisão sistemática de literatura foi analisar os complexos mecanismos de regulação do metabolismo energético celular, hormonal e sistêmico durante a realização de exercícios prolongados, mapeando as evidências científicas publicadas no cenário nacional. A busca estruturada foi realizada nas bases de dados SciELO, LILACS e no Portal de Periódicos CAPES, selecionando ensaios clínicos e estudos experimentais que abordassem as respostas bioenergéticas sob estímulo de esforço contínuo e exaustivo. Os resultados demonstraram que o exercício prolongado induz uma transição metabólica coordenada, caracterizada pelo declínio progressivo da oxidação de carboidratos endógenos e pelo aumento compensatório da oxidação de ácidos graxos de cadeia longa. Esse processo de transição de substratos, classicamente descrito como crossover metabólico, é regulado de maneira precisa pela sinalização intracelular mediada por sensores energéticos como a proteína quinase ativada por AMP (AMPK) e pela sutil modulação do balanço endócrino sistêmico. Sob esforço contínuo, observa-se uma acentuada queda nas concentrações de insulina circulante e elevação concomitante dos hormônios contrarreguladores (glucagon, cortisol, hormônio do crescimento e catecolaminas), que estimulam a glicogenólise hepática, a neoglicogênese e a lipólise no tecido adiposo e muscular. Adicionalmente, a literatura nacional salienta a importância da manutenção da integridade mitocondrial e da regulação enzimática limitante (como as atividades da piruvato desidrogenase e da carnitina palmitoiltransferase-1) na eficiência desse acoplamento bioenergético. Conclui-se que a regulação integrada do metabolismo energético é vital para garantir a sustentabilidade do esforço em provas de longa duração, postergando o aparecimento da fadiga periférica por meio de ajustes adaptativos refinados que garantem a entrega equilibrada de substratos para a ressíntese contínua de energia celular. Abstract: The objective of this systematic literature review was to analyze the complex mechanisms regulating cellular, hormonal, and systemic energy metabolism during prolonged exercise, mapping the scientific evidence published in the Brazilian context. The structured search was conducted in the SciELO, LILACS, and CAPES Journals Portal databases, selecting clinical trials and experimental studies addressing bioenergetic responses under continuous and exhaustive effort stimulation. The results demonstrated that prolonged exercise induces a coordinated metabolic transition, characterized by a progressive decline in endogenous carbohydrate oxidation and a compensatory increase in long-chain fatty acid oxidation. This substrate transition process, classically described as metabolic crossover, is precisely regulated by intracellular signaling mediated by energy sensors such as AMP-activated protein kinase (AMPK) and subtle systemic endocrine balance modulation. Under continuous effort, a marked fall in circulating insulin levels and a concomitant rise in counter-regulatory hormones (glucagon, cortisol, growth hormone, and catecholamines) are observed, which stimulate hepatic glycogenolysis, gluconeogenesis, and lipolysis in adipose and muscle tissue. Additionally, Brazilian literature highlights the importance of maintaining mitochondrial integrity and limiting enzymatic regulation (such as pyruvate dehydrogenase and carnitine palmitoyltransferase-1 activities) in the efficiency of this bioenergetic coupling. It is concluded that the integrated regulation of energy metabolism is vital to guarantee the sustainability of effort in long-duration events, delaying peripheral fatigue through refined adaptive adjustments that ensure the balanced delivery of substrates for continuous cellular energy resynthesis. Keywords: Energy metabolism; Prolonged exercise; Metabolic crossover; Hormonal regulation; Bioenergetics; Muscle fatigue. Resumen: El objetivo de esta revisión sistemática de la literatura fue analizar los complejos mecanismos reguladores del metabolismo energético celular, hormonal y sistémico durante el ejercicio prolongado, mapeando las evidencias científicas publicadas en el contexto brasileño. La búsqueda estructurada se realizó en las bases de datos SciELO, LILACS y el Portal de Periódicos CAPES, seleccionando ensayos clínicos y estudios experimentales que abordaran las respuestas bioenergéticas bajo el estímulo del esfuerzo continuo y exhaustivo. Los resultados demostraron que el ejercicio prolongado induce una transición metabólica coordinada, caracterizada por la disminución progresiva de la oxidación de carbohidratos endógenos y un aumento compensatorio de la oxidación de ácidos grasos de cadena larga. Este proceso de transición de sustratos, clásicamente descrito como crossover metabólico, está regulado de manera precisa por la señalización intracelular mediada por sensores energéticos como la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) y por la sutil modulación del equilibrio endocrino sistémico. Bajo un esfuerzo continuo, se observa una marcada caída en las concentraciones de insulina circulante y una elevación concomitante de las hormonas contrarreguladoras (glucagón, cortisol, hormona del crecimiento y catecolaminas), las cuales estimulan la glucogenólisis hepática, la neoglucogénesis y la lipólisis en el tejido adiposo y muscular. Adicionalmente, la literatura brasileña destaca la importancia del mantenimiento de la integridad mitocondrial y de la regulación enzimática limitante (como las actividades de la piruvato deshidrogenasa y de la carnitina palmitoiltransferasa-1) en la eficiencia de este acoplamiento bioenergético. Se concluye que la regulación integrada del metabolismo energético es vital para garantizar la sostenibilidad del esfuerzo en pruebas de larga duración, retrasando la aparición de la fatiga periférica mediante ajustes adaptativos refinados que aseguran la entrega equilibrada de sustratos para la resíntesis continua de energía celular. Palabras clave: Metabolismo energético; Ejercicio prolongado; Crossover metabólico; Regulación hormonal; Bioenergética; Fatiga muscular.