A história do endotélio e do sistema circulatório confunde-se com a própria história da complexificação da vida animal. A emergência de sistemas vasculares organizados representou uma solução evolutiva para o problema fundamental da difusão, impondo uma ruptura decisiva nos limites impostos pelo tamanho corporal e pela demanda metabólica. À medida que organismos multicelulares aumentaram em volume e especialização tecidual, tornou-se necessário um sistema capaz de transportar oxigênio, nutrientes, hormônios e células imunológicas de forma rápida, regulada e direcional. O sistema circulatório surge, assim, como uma inovação adaptativa central, e o endotélio, como sua interface funcional mais sofisticada, posicionada estrategicamente entre o sangue em movimento e os tecidos metabolicamente ativos.
Evidências comparativas indicam que os primeiros sistemas vasculares apareceram em ancestrais triploblásticos há mais de 600 milhões de anos, inicialmente como estruturas simples, sem revestimento endotelial verdadeiro. O endotélio propriamente dito, entretanto, emerge apenas em vertebrados primitivos, aproximadamente entre 540 e 510 milhões de anos atrás, provavelmente como resposta à necessidade de maior controle do fluxo, da permeabilidade e da interação entre coagulação e imunidade. Desde sua origem, o endotélio não foi um tecido homogêneo. A heterogeneidade endotelial é uma característica fundacional, refletindo pressões seletivas distintas impostas por órgãos com demandas metabólicas, mecânicas e funcionais radicalmente diferentes. Essa diversidade estrutural e molecular, preservada ao longo da evolução, é o que permite ao endotélio responder de maneira específica ao exercício físico, especialmente ao exercício de endurance, que representa uma das formas mais antigas e recorrentes de estresse fisiológico impostas ao organismo humano.
No contexto da biologia moderna, o endotélio deve ser compreendido como um órgão difuso, metabolicamente ativo e altamente sensível a estímulos mecânicos. Longe de atuar como uma simples barreira passiva, ele integra sinais hemodinâmicos, metabólicos e inflamatórios para regular o tônus vascular, a distribuição regional do fluxo sanguíneo, a homeostase hemostática e a angiogênese. O exercício físico, particularmente o de natureza aeróbia, atua diretamente sobre esse sistema ao modificar de forma repetida e previsível o padrão de fluxo sanguíneo, o estresse de cisalhamento, a pressão transmural e o estiramento da parede arterial. Esses estímulos são detectados por mecanorreceptores endoteliais e convertidos em cascatas de sinalização intracelular que culminam na modulação da expressão gênica, na ativação da óxido nítrico sintase endotelial e na liberação de mediadores vasoativos.
A relação entre exercício e função endotelial apresenta, contudo, uma complexidade que desafia modelos simplistas. Estudos experimentais e clínicos demonstram que o endotélio responde de maneira dose-dependente e contexto-dependente ao exercício. O treinamento aeróbio de intensidade moderada, caracterizado por aumentos sustentados do fluxo e do cisalhamento laminar, promove aumento da biodisponibilidade de óxido nítrico, redução do estresse oxidativo basal e melhora consistente da vasodilatação dependente do endotélio. Esses efeitos são observados tanto em indivíduos jovens saudáveis quanto em populações com risco cardiovascular aumentado, sugerindo que o exercício atua como um estímulo restaurador de um fenótipo endotelial evolutivamente esperado.
Por outro lado, intensidades muito baixas de exercício parecem insuficientes para desencadear adaptações endoteliais robustas, enquanto estímulos excessivamente intensos ou volumes cronicamente elevados podem ultrapassar a capacidade adaptativa do sistema vascular. Evidências mostram que exercícios de alta intensidade ou cargas de treinamento excessivas estão associados ao aumento transitório ou mesmo crônico do estresse oxidativo, à redução da biodisponibilidade de óxido nítrico e, em alguns contextos, à diminuição da dilatação mediada pelo fluxo. Esse comportamento não linear sustenta o conceito de hormese vascular, segundo o qual o endotélio responde de forma benéfica a níveis moderados de estresse, mas pode entrar em um estado de disfunção quando o estímulo é extremo, repetido sem recuperação adequada ou combinado a desequilíbrios metabólicos e hormonais.
No nível macrovascular, o exercício de endurance induz adaptações funcionais e estruturais que se manifestam tanto em artérias de condução quanto em vasos de resistência. Melhorias na função endotelial frequentemente precedem alterações estruturais, como o aumento do diâmetro arterial e a remodelação da parede vascular, sugerindo que a função atua como um marcador precoce da adaptação. Essas mudanças reduzem a resistência periférica, facilitam o aumento do débito cardíaco durante o esforço e diminuem a pós-carga ventricular, contribuindo para maior eficiência cardiovascular. No nível microvascular, o treinamento promove aumento da densidade capilar, melhora do recrutamento de capilares previamente não perfundidos e maior capacidade de autorregulação local do fluxo, otimizando a difusão de oxigênio e substratos energéticos para o músculo ativo.
Um aspecto particularmente relevante revelado pela literatura é que as adaptações endoteliais induzidas pelo exercício não se restringem aos leitos vasculares diretamente envolvidos na contração muscular. Estudos demonstram melhora da função endotelial em vasos que perfundem tecidos considerados “inativos” durante o exercício, como membros superiores em treinamentos predominantemente de membros inferiores. Esse fenômeno sugere a existência de efeitos sistêmicos do exercício sobre o endotélio, possivelmente mediados por alterações globais no padrão de cisalhamento pulsátil, pela liberação de fatores humorais circulantes, pela modulação do sistema nervoso autônomo e pela redução do estado inflamatório sistêmico. Assim, o exercício de endurance não condiciona apenas músculos e coração, mas o sistema vascular como um todo.
A diversidade de mecanismos de vasodilatação dependente do endotélio acrescenta outra camada de complexidade a esse cenário. Embora o óxido nítrico seja o mediador mais amplamente estudado, prostaglandinas e fatores hiperpolarizantes derivados do endotélio desempenham papéis relevantes, especialmente na microcirculação. A predominância relativa dessas vias varia conforme o leito vascular, o sexo, a idade, o estado hormonal e o histórico de treinamento. Essa plasticidade molecular confere redundância funcional ao sistema vascular, permitindo que a perfusão seja mantida mesmo quando uma via específica está temporariamente comprometida, como ocorre durante picos de estresse oxidativo pós-exercício.
No contexto do alto rendimento esportivo, essa plasticidade pode tornar-se um fator crítico de limitação. Evidências recentes em atletas de elite, particularmente em mulheres submetidas a altas cargas de treinamento, indicam que períodos prolongados de estresse físico sem recuperação adequada podem levar a disfunção endotelial crônica, associada a alterações no glicocálix vascular e a desequilíbrios no eixo anabólico-catabólico. Esses achados sugerem que o endotélio não é apenas um mediador da performance, mas também um possível sensor biológico do estado de overreaching e overtraining, refletindo a capacidade — ou incapacidade — do organismo em sustentar adaptações positivas ao longo do tempo.
O envelhecimento adiciona outra dimensão à análise. A função endotelial declina progressivamente com a idade, contribuindo para o aumento do risco cardiovascular. No entanto, indivíduos idosos submetidos a décadas de treinamento de endurance apresentam função endotelial significativamente preservada, muitas vezes comparável à de adultos jovens ativos. Esses dados reforçam a noção de que o exercício atua como um modulador poderoso da trajetória de envelhecimento vascular, retardando ou atenuando processos considerados, por muito tempo, inevitáveis.
Em síntese, o conjunto de evidências analisadas converge para uma interpretação integrativa do endotélio como uma “memória viva do movimento”. Moldado ao longo da evolução para responder a padrões regulares de atividade locomotora, o endotélio humano conserva uma capacidade notável de adaptação ao exercício de endurance. Essa adaptação, entretanto, não é ilimitada nem automática. Ela depende da interação fina entre intensidade, volume, frequência, recuperação, sexo, idade e contexto metabólico. O exercício, quando bem dosado, reativa um programa biológico ancestral que promove eficiência circulatória, saúde vascular e desempenho sustentável. Quando excessivo ou mal equilibrado, expõe os limites adaptativos desse mesmo sistema, revelando que a biologia do endotélio, assim como a própria história evolutiva do movimento humano, é regida por compromissos, trade-offs e limites impostos pela fisiologia.
Referências
AIRD, W. C. Phenotypic heterogeneity of the endothelium. Circulation Research, v. 100, p. 158–173, 2007.
BIERNAT, K. et al. Is it possible to train the endothelium? Life, v. 14, n. 616, 2024.
DUNCKER, D. J.; BACHE, R. J. Regulation of coronary blood flow during exercise. Physiological Reviews, v. 88, p. 1009–1086, 2008.
DURAND, M. J.; GUTTERMAN, D. D. Diversity in mechanisms of endothelium-dependent vasodilation in health and disease. Microcirculation, v. 20, p. 239–247, 2013.
DURAND, M. J.; GUTTERMAN, D. D. Exercise and vascular function: how much is too much? Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, v. 92, p. 551–557, 2014.
GOTO, C. et al. Effect of different intensities of exercise on endothelium-dependent vasodilation in humans. Circulation, v. 108, p. 530–535, 2003.
GREEN, D. J. et al. Vascular adaptation to exercise in humans: role of hemodynamic stimuli. Physiological Reviews, v. 97, p. 495–528, 2017.
HARDEN, J. E. et al. Impacts of physical inactivity models on endothelial function. Sports Medicine, v. 55, p. 1937–1952, 2025.
JURVA, J. W. et al. The effect of exertional hypertension evoked by weight lifting on vascular endothelial function. Journal of the American College of Cardiology, v. 48, p. 588–589, 2006.
KAPILEVICH, L. V. et al. Post-exercise endothelium-dependent vasodilation is dependent on training status. Frontiers in Physiology, v. 11, art. 348, 2020.
MONAHAN-EARLEY, R.; DVORAK, A. M.; AIRD, W. C. Evolutionary origins of the blood vascular system and endothelium. Journal of Thrombosis and Haemostasis, v. 11, p. 46–66, 2013.
PADILLA, J. et al. Vascular effects of exercise: endothelial adaptations beyond active muscle beds. Physiology, v. 26, p. 132–145, 2011.
RINDER, M. R.; SPINA, R. J.; EHSANI, A. A. Enhanced endothelium-dependent vasodilation in older endurance-trained men. Journal of Applied Physiology, v. 88, p. 761–766, 2000.
YANO, K. et al. Phenotypic heterogeneity is an evolutionarily conserved feature of the endothelium. Blood, v. 109, p. 613–615, 2007.