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TIPOS E FONTES DE CARBOIDRATOS O carboidrato é a junção de hidrogênio, oxigênio e carbono e tem como fórmula geral o (CH O)n e esse “n” variam de a átomos de carbono. CARACTERISTICAS Principal fonte energética para exercícios de alta intensidade. A preservação da proteína ocorre a partir da redução da reserva de glicogênio aumentando a glicogênese. (catalisa quando tem a falta de carboidratos) Ativador metabólico, o carboidrato ativa o catabolismo de gordura. Sem carboidrato o metabolismo das gorduras produz corpos cetônicos. Na ausência de carboidrato o ciclo de Krebs depende de um produto do catabolismo do carboidrato, que faz com que a gordura não vire a cetona (a cetona em excesso pode produzir maleficências para o organismo). Combustível para o SNC. Os vegetais constituem a fonte de carboidrato na dieta humana, com exceção da lactose e de glicogênio de origem animal. São classificados em: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Essa variação ocorre a partir da quantidade de açucares ligada a cada uma dessas moléculas. Os monossacarídeos são carboidratos simples, eles são: glicose, frutose e galactose. Glicose dextrose ou açúcar do sangue –> Possui carbonos (hexose) e é formado pela digestão de carboidratos mais complexos ou naturalmente. Gliconeogênese: Produção de novos açúcares no corpo. Ocorre no fígado a partir dos resíduos de carbono e de outros compostos – aminoácido, glicerol, piruvato e lactato. Após isso será ingerida no intestino delgado, podendo seguir três opções: A fórmula dos monossacarídeos é mas o que difere são as ligações entre o carbono, hidrogênio e oxigênio. Frutose -> Açúcar das frutas ou levulose, o mais doce e encontrado nas frutas, mas também no mel. Diferente da glicose é consumida mais rapidamente sendo direcionada direto do sistema digestório para o sangue, e convertido principalmente em gordura, mas também em glicose no fígado. Galactose -> Existe livremente na natureza, ela se junta com a glicose para formar o açúcar nas glândulas mamarias durante a lactação. O corpo transforma a galactose em glicose para o uso no metabolismo energético. Os oligossacarídeos são carboidratos formados a partir de (dissacarídeos) até monossacarídeos. Todos os dissacarídeos têm glicose e os três principais são: Sacarose (glicose + frutose) – É o mais comum. É encontrada de forma natural em alimentos que contêm carboidratos, particularmente a beterraba e cana-de-açúcar, açúcar mascavo, xarope de bordo e mel. Lactose (glicose + galactose) - Não é encontrado em vegetais e só existe em sua forma natural apenas no leite como o açúcar do leite. É o menos doce dos dissacarídeos, quando é processada artificialmente ela se torna uma refeição líquida rica em carboidratos e com um alto conteúdo calórico. Maltose (glicose +, glicose) – É presente na cerveja, nos cereais e nas sementes. Ele é denominado de açúcar do malte e tem uma pequena contribuição para o conteúdo de carboidratos da dieta. Esse termo se refere à ligação de ou mais moléculas de açúcar. São formados durante o processo de síntese por desidratação – reação na qual ocorre uma perda de água que forma uma molécula de carboidrato mais complexa –. bioenergética - Pode ser usada como fonte de energia para o metabolismo celular; -Forma glicogênio para armazenamento no fígado e nos músculos; -É convertida em gordura (triacilglicerol) para uso subsequente como energia; Formado pelo amido e as fibras constituindo as apresentações comuns de polissacarídeos vegetais. O amido é encontrado em sementes, no milho e em grãos no pão, cereais, massas e é apresentado de duas formas: 1. A amilose– cadeia reta e longa de glicose entrelaçadas em um espiral. 2. A amilopectina – uma ligação de monossacarídeos bastante ramificada. Os amidos que têm uma quantidade maior de amilopectinas são digeridos mais rapidamente do que aqueles que têm um alto teor de amilose são degradados (hidrolisados) mais lentamente. As fibras são polissacarídeos estruturais diferente do amido porque incluem a celulose. Não possuímos enzimas que quebrem a celulose, por isso elas são eliminadas. Os materiais fibrosos resistem à degradação química pelas enzimas digestivas do intestino humano, mas cada pequena porção deles são fermentados pelas bactérias do intestino grosso para participar das reações metabólicas após sua absorção intestinal. CONSUMO DE FIBRAS PARA SAÚDE - As fibras retêm muita água e conferem volume aos resíduos alimentares no intestino, a sua ingestão confere uma redução do colesterol sérico nos seres humanos. As hidrossolúveis e mucilaginosas estão presentes na goma, presente em aveias, feijões, arroz, ervilha, cenoura, casca de milho e frutas. As fibras insolúveis na água, como a celulose e os produtos ricos em celulose não reduzem o colesterol. A proteção contra a obesidade e a cardiopatia pode estar relacionada com o papel regulador das fibras dietéticas na redução de secreção de insulina, porque diminui a velocidade de absorção dos nutrientes pelo intestino delgado depois da alimentação. A ingestão de fibras pode ser benéfica contra a cardiopatia porque seus efeitos são positivos quando trata-se da pressão arterial, coagulação e sensibilidade à insulina. É o carboidrato de armazenamento que fica no músculo e no fígado dos mamíferos. O glicogênio se constitui como um grande polímero polissacarídico sintetizado da glicose no processo de glicogênese – catalisado pela enzima glicogênio sintase. Ele possui um formato irregular, varia de algumas centenas a moléculas de glicose ligadas entre si. De modo geral, a síntese de glicogênio é irreversível, exige energia de ATP e UTP que são degradados durante a glicogênese. GLICOGÊNIO ARMAZENADO NO CORPO - O corpo armazena pouco glicogênio, a sua quantidade é variante de acordo com modificações nutricionais. Por exemplo: uma dieta pobre em carboidratos diminui a reserva de glicogênio no organismo, quanto que uma dieta rica em carboidratos quase duplica as reservas corporais de glicogênio, em comparação a uma dieta bem equilibrada. O maior limite do corpo para o armazenamento de glicogênio é de aproximadamente g por kg de massa corporal, ( g x quilo da pessoa), por exemplo, equivale a g para um homem de kg, e para uma mulher de kg. TAXA DE GLIGOGÊNIO- O nosso corpo armazena glicose em forma de glicogênio, as estruturas responsáveis por esse armazenamento são o músculo e o fígado. Glicogênio do fígado Hepático -> Responsável por manter a glicemia sanguínea normal. À medida que utilizamos a glicose de uma alimentação o fígado ele utiliza a produção do glicogênio para que fique equilibrado. Ao ficar muito tempo em jejum o corpo adota outras estratégias. Glicogênio do músculo Músculos -> Utilizado no início das atividades que não possuem hidrogênio, atendendo a demanda de cada músculo especifico, não saindo para outra parte do corpo. Durante o exercício, o glicogênio intramuscular fornece a principal fonte energética de carboidratos para os músculos ativos. O glicogênio hepático é rapidamente reconvertido em glicose para a sua liberação no sangue como suprimento extra muscular de glicose para o exercício, essa reconversão é chamada de glicogenólise e é feita por uma enzima fosfatase específica. A redução de glicogênio hepático e muscular por meio de restrição alimentar ou exercício intenso estimula a síntese de glicose. Isso ocorre por meio de vias metabólicas gliconeogênicas a partir das proteínas. obs *Mesmo não consumindo carboidrato a sua glicose não cai, caso o ser humano não possua nenhuma doença. *A hipoglicemia está associada à doença, problemas hormonais ou uso de drogas. (O exercício não causa hipoglicemia). Glicogênese - síntesede glicogênio a partir da glicose (glicose -> glicogênio); Gliconeogênese - Transformação da glicose em glicogênio. Vai armazenar o glicogênio em todos os tecidos, porém principalmente no músculo e fígado. O músculo armazena para uso próprio e só utiliza quando há necessidade de energia rápida (exercício). O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para o músculo quando há diminuição da glicose sanguínea (hipoglicemia). Glicogenólise - Possui controle endócrino. Processo inverso da glicogênese, ou seja, é a quebra do glicogênio o transformando em glicose para metabolizar. A degradação ocorre por meio de três enzimas: glicogênio fosforilase, enzima glicosídase (desramificadora de glicogênio), Fosfoglicomutase. O glicogênio pode ser degradado enzimaticamente para obtenção de glicose para entrar nas rotas oxidativas visando à obtenção de energia. O estímulo que gera a degradação do glicogênio do músculo é a contração do músculo. A glicogenólise hepática é estimulada pela queda da glicemia e hormônios contra reguladores relacionados ao exercício (qualquer exercício). Os hormônios desempenham papel chave na regulação das reservas hepáticas e musculares de glicogênio por meio do controle dos níveis circulantes de glicemia. Quando a glicemia alta -> células beta do pâncreas liberam mais insulina, essa regulação é chamada de regulação feedback, isso mantém a glicose sanguínea em uma concentração fisiológica adequada. Quando a glicemia baixa -> células alfa do pâncreas que secretam uma substância chamada glucagon para regular a concentração sanguínea de açúcar. O glucagon é conhecido como célula antagonista da insulina, porque ele eleva o nível de glicemia ao estimular a glicogenólise e gliconeogênese do fígado. Fisiologia dos carbonos A velocidade de digestão de diferentes fontes de carboidrato explica a relação entre o consumo de carboidratos, o diabetes melito e excesso de gordura corporal. Os alimentos que contêm fibras dietéticas diminuem a velocidade da digestão dos carboidratos, o que minimiza o aumento dos níveis de glicemia. Os amidos processados, que tem baixo teor de fibras (Refrigerantes, açúcar simples), são rapidamente digeridos e entram no sangue. O pico de glicemia observado após o consumo de amido processado e refinado e açúcares simples tem três efeitos: 1. Estimula a produção de insulina pelo pâncreas, acentuando a hiperinsulinêmia. 2. Eleva as concentrações plasmáticas de triacilglicerol. 3. Acelera a síntese de gorduras. O consumo elevado e constante de açúcar simples diminui a sensibilidade do organismo à insulina, isso exige cada vez mais insulina para otimizar os níveis de glicemia e ocorre porque os tecidos periféricos tornam- se mais resistentes aos efeitos dela, aumentando a glicemia. O diabetes melito do tipo acontece quando o pâncreas mão consegue mais produzir insulina para regular o nível de glicemia e aí provoca a sua elevação. Os indivíduos devem diminuir o consumo de bebidas açucaradas, incluindo suco de frutas para reduzir o risco de obesidade, diabetes melito, caries. A atividade física moderada praticada de modo regular exerce uma influencia muito grande na melhora da sensibilidade à insulina, reduzindo a necessidade de mais insulina do que o necessário para a captação da glicose. Papel dos carboidratos no organismo Os carboidratos desempenham quatro funções importantes associadas ao metabolismo energético e ao desempenho físico: Os carboidratos atuam como combustível energético, principalmente durante a atividade física intensa. Eles acionam os trabalhos contráteis dos músculos e assim como outros tipos de trabalhos biológicos, isso acontece por conta do catabolismo da glicose. Quando as células alcançam sua capacidade máxima de armazenamento do glicogênio, os açúcares em excesso são convertidos em gorduras e são armazenados. Isso explica o modo pelo qual a gordura corporal pode aumentar quando os carboidratos da dieta ultrapassam as necessidades energéticas, mesmo quando a dieta tem pouco lipídio. O consumo adequado de carboidratos ajuda a preservar as proteínas teciduais. Nas condições normais, as proteínas são importantes para a manutenção, para o reparo e no crescimento dos tecidos e como fonte nutritiva de energia (Em uma porcentagem maior). A redução das reservas de glicogênio afeta significativamente as fontes de energia. Além de estimular o catabolismo das gorduras, a redução de glicogênio desencadeia a síntese de glicose a partir do reservatório de proteínas. Essa conversão gliconeogênicas proporciona uma opção metabólica para aumentar a disponibilidade de carboidratos e manter os níveis sanguíneos de glicose, mesmo na falta de reserva de glicogênio. O problema é a recaída sobre os níveis de proteínas musculares, que diminui. Em situações graves, isso reduz a massa de tecido magro e leva a sobrecarga de solutos para os rins, forçando-os a secretar subprodutos de catabolismo proteico. Os componentes do catabolismo dos carboidratos atuam como substrato iniciador para a oxidação de gorduras. A degradação insuficiente dos carboidratos faz com que a mobilização de gordura ultrapasse sua oxidação. A ausência de subprodutos adequados do catabolismo do glicogênio produz degradação incompleta da gordura com acúmulo de corpos cetônicos. Quando presentes em excesso, as cetonas aumentam a acidez dos líquidos corporais, produzindo uma condição ácida potencialmente prejudicial, a acidose ou, quando se refere à degradação de gorduras, cetose. O SNC necessita de um fluxo constante de carboidratos para o seu funcionamento adequado. Em condições normais, o encéfalo metaboliza quase exclusivamente a glicose do sangue como fonte de energia. Quando a situação está irregular por conta do baixo contingente de glicose no sangue, o cérebro começa a metabolizar maiores quantidades de gordura com a presença da acidez das cetonas, para conseguir energia. As dietas com baixo consumo de carboidratos e muito de gordura, fazem com que haja adaptações também no músculo estriado esquelético, que vai aumentar o consumo de gorduras durante a atividade física de nível baixo a moderado, preservando o glicogênio muscular. O nível de glicemia permanece regulado normalmente nos limites por dois motivos: 1- A glicose atua como principal fonte de energia para o metabolismo do tecido nervoso. 2- A glicose representa a única fonte de energia para os eritrócitos. Tanto em repouso quanto durante a atividade, a glicogenólise hepática mantém níveis normais de glicemia ( mg/d.l). Na atividade física prolongada, como maratona, a concentração sanguínea de glicose acaba caindo abaixo dos valores normais, dada a redução do glicogênio hepático, enquanto o músculo ativo continua catabolizando a glicose sanguínea disponível. Os sintomas de níveis de glicemia clinicamente reduzidos (hipoglicemia= mg de glicose) consistem em fraqueza, fome, confusão mental e tontura. Isso acaba por prejudicar o desempenho físico e pode contribuir para a fadiga do SNC. A hipoglicemia profunda pode levar à perda da consciência e produzir dano cerebral irreversível. Efeito da dieta nas reservas musculares de glicogênio e na endurance. A composição da dieta afeta profundamente as reservas de glicogênio e o desempenho subsequente nos exercícios. Existem duas pessoas, se uma faz uma dieta rica em gorduras e a outra faz uma dieta rica em carboidratos, num exercício, a pessoa que fez mais rendimento de carboidrato faz mais tempo de exercício do que a que fez a dieta rica em gorduras, porque a dieta rica em carboidratos melhorou o desempenho de resistência x mais do que na dieta rica em gordura. O glicogênio muscular é importante para sustentar uma atividade física intensa de mais de h de duração. Uma dieta deficienteem carboidratos leva rapidamente à redução do glicogênio muscular e hepático, afetando negativamente o desempenho na atividade anaeróbica em curto prazo e nas atividades aeróbicas intensas e prolongadas. Com dietas pobres em carboidrato fica difícil realizar regularmente atividades físicas vigorosas de duração mais longas. Controle hormonal de carboidratos (regulação da glicose) Quando a glicose cai hormônios contra reguladores são acionados (aumenta a glicose) -> Glucagon - principal desses hormônios que é produzido no pâncreas que agem no fígado quebrando o glicogênio através de células alfa. Outros hormônios que atuam mais na gliconeogênese: Adrenalina, GH, Cortisol, Epinefrina. O único hormônio regulador é a insulina (abaixa a glicose), ou seja, quando a glicose sobe a insulina atua para reduzir. A insulina é produzida no pâncreas pelas células beta. É um hormônio importante para o anabolismo - hipertrofia (faz anabolismo de tudo, principalmente de gordura). Captação da glicose pelo músculo LEMBRETE Difusão- Processo sem gasto de energia que transporta alguma estrutura. (ocorre de forma passiva). Difusão Facilitada- As substâncias entram através de uma proteína transportadora de um meio para outro. O transportador de glicose GLUT é necessário para a entrada e saída de glicose. A do músculo e a GLUT e do fígado GLUT . Ele fica longe da membrana e está dentro da célula, por isso precisam de mensageiros para que o transportador atue. VIA INSULINICA Acontece em repouso e após a alimentação (em que estamos em condições anabólicas). Para isso a insulina se liga a seus receptores IR, assim o GLUT é sinalizado por um segundo mensageiro, após isso o GLUT vai para a membrana celular (transforma-se em membrana) e transporta a glicose para dentro da célula. É um processo é longo e difícil, principalmente durante o exercício, pois a insulina é reduzida. Então por isso que já existe uma reserva de glicose no músculo, para que não ocorra a dependência, apenas, da glicose do sangue. VIA NÃO INSULINICA Mediada pelo exercício, sempre que aumenta o trabalho muscular, durante a contração muscular ocorre acumulo de AMP e fosfato inorgânico (PI) promovendo translocação do GLUT para a membrana celular. Ou seja, a contração faz o papel da insulina, que é reduzida durante o exercício. Esse processo faz com que o GLUT seja liberado para fora de membrana. A via não insulínica é mais lucrativa para a célula. Metabolismo dos carboidratos Durante o repouso utiliza-se a glicose plasmática (do sangue). Durante o exercício a glicose utilizada é a muscular, quanto mais intenso, mais glicose vai ser utilizada. O que determina se um exercício é aeróbio ou anaeróbio é a via de produção energética. A glicose é o único substrato que pode ser metabolizado pelas duas vias. Os lipídios e proteínas são metabolizados pela via aeróbia. TRANSFORMAÇÕES DE GLICOSE EM ATP Primeira fase- Fase de investimento de dois ATPS - é o gasto desses ATPS. As enzimas que irão atuar dependem do meio. Segunda fase - Ganho de duas moléculas de ATP, formação de ATPS. Nessa fase a enzima capta dois íons de hidrogênio e junta com o NAD+ (substância intracelular), a acidose ocorre por conta dos dois hidrogênios livres na célula. Ao final da glicólise terá como produtos: A formação de dois NADH *Apresentam duas funções: Fornecer hidrogênio para cadeia transportadora de elétrons ou para o piruvato formar o lactato (já não apresenta acidose). *O hidrogênio que vem durante o exercício (acidose metabólica) é da própria quebra do ATP, essa quebra forma o ADP, fosfato livre e o hidrogênio. O fosfato e hidrogênio livro são os principais fatores da acidose. *A quantidade dessa acidez vai variar através da capacidade do indivíduo em ressintetizar ATP, quanto maior a ressíntese maior será o fornecimento de energia. * Um indivíduo bem condicionado possui uma boa capacidade de tamponar o hidrogênio e o fosfato. FORMAÇÃO DE DUAS MOLÉCULAS DE PIRUVATO *O piruvato é versátil e pode ser formado de varias formas. *Os três caminhos principais são: O caminho mais comum do piruvato entrar na mitocôndria e entrar no ciclo de Krebs para fornecer energia. O segundo caminho é ser convertido em lactato. O terceiro caminho é a formação da substância oxalacetato (substância que participa do ciclo de Krebs e evita a formação de corpos cetônicos - a dieta cetogênica diminui o desempenho e a depender da quantidade, pode prejudicar a saúde - Cetocidose -> Doença diabética). *Caminhos possíveis do lactato: O primeiro é sair da célula do músculo e vai para o sangue, ligando-se a um íon de hidrogênio (o que transporta o lactato são os MCTS), ao tirar o íon de hidrogênio ela retira a acidose da célula, O segundo é entrar na mitocôndria e ir para o ciclo de Krebs para fornecer energia. Ou seja, o lactato e o piruvato são um dos principais substratos energéticos para fornecimento de energia aeróbica durante o exercício. A maior parte do piruvato é convertida em lactato. Formação de duas moléculas de ATP- Que fornecem energia para a célula (contração ou algum canal). O treinamento físico de endurance aumenta a capacidade física do músculo de oxidar o lactato (produzir energia via aeróbica). *OBS- O lactato que escapou vai para o sangue e não será aproveitado para produzir ATP. Quanto mais intenso for o exercício mais glicogênio será o usado, subsequente mais piruvato será produzido e mais lactato será produzido. *ÁCIDO LÁTICO - Quando o metabolismo glicolítico predomina, a produção de nicotinamida NADH ultrapassa a capacidade da célula de arremessar seus hidrogênios através da cadeia respiratória, pois existe uma quantidade insuficiente de oxigênio ao nível tecidual. -O desequilíbrio na liberação de oxigênio e a subsequente oxidação fazem com que o piruvato possa aceitar o excesso de hidrogênios, o que resulta em acúmulo de lactato. - A maior acidez intracelular e outras alterações medeiam à fadiga, pela inativação de várias enzimas na transferência de energia e pela deterioração das propriedades contráteis do músculo. - A produção e o acúmulo de lactato são acelerados quando o exercício torna-se mais intenso e as células musculares não conseguem atender às demandas energéticas adicionais aerobicamente nem oxidar o lactato com o mesmo ritmo de sua produção. *No músculo não é formado ácido lático, só lactato e piruvato. *O limiar anaeróbico é ponto em que o nível de lactato no sangue começa a aumentar, sendo a intensidade de exercício mais alta que se pode manter por um período prolongado.
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