Bioquímica do metabolismo carboidrato proteínas e lipídeos

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Profª. Luciana S N Faria 
Especialista em Fisiologia do exercício 
Mestre em Nutrição Humana Aplicada 
Doutora em Ciências dos alimentos 
Nutrição no 
esporte 
 
Nutrição na atividade 
física 
 
 
Bioenergética 
 
OXIGÊNIO 
(O2) 
O2 + 
C6H12O6 
MOLÉCULAS 
ORGÂNICAS 
(C6H12O6) 
RESPIRAÇÃO 
ALIMENTOS 
RESPIRAÇÃO 
DIÓXIDO DE 
CARBONO 
(CO2) 
CO2 + H2O 
+ Energia 
ÁGUA (H2O) 
ENERGIA PARA 
CRESCIMENTO, 
MOVIMENTO, ETC. 
MANUTENÇÃO DA DEMANDA ENERGÉTICA 
Para que a energia derivada da 
oxidação dos alimentos possa ser 
usada pelas células, ela deve 
estar sob a forma de ATP 
O que é ATP? 
ATP = Trifosfato de adenosina, adenosina trifosfato 
 
É uma nucleotídeo responsável pelo armazenamento de energia em 
suas ligações químicas: 
 
-Adenosina 
-Base nitrogenada 
-3 radicais fosfatos 
 
Estima-se que o corpo humano adulto produza cerca de 80 
quilos de moléculas de ATP a cada 24 horas, porém 
consumindo outros tantos no mesmo período. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:ATP_chemical_structure.png
http://pt.wikipedia.org/wiki/Nucleot%C3%ADdeo
De onde vem o ATP ? 
Macronutrientes 
Carboidratos Proteínas Gorduras 
glicose ácidos 
graxos 
aminoácidos 
ATP funciona como um intermediário nos processos de transferência 
de energia entre os nutrientes e os processos celulares. 
Se um fosfato é removido (Hidrólise) a energia 
livre é de aproximadamente 7,3kcal/mol 
ATP 
A quebra de ATP é um processo que ocorre 
com ou sem a presença de oxigênio. 
 
Quantidade armazenadas nas células é 
muito pequena 
 
ATP deve ser regenerado a partir de 
produtos imediatos de sua quebra, ADP e 
fosfato 
ATP 
ADP 
Corpo está em momento de produção 
 tem energia suficiente em estoque. 
Molécula de ATP foi quebrada, já 
utilizou todo ATP disponível. 
ATP/ADP 
ESTOQUES DE ENERGIA NO CORPO 
CARBOIDRATOS GRAMAS KCAL 
GLICOGÊNIO 
HEPÁTICO 
110 g 440 kcal 
GLICOGÊNIO 
MUSCULAR 
250 g 1000 kcal 
GLICOSE NOS FLUÍDOS 15 g 60 kcal 
TOTAL 375 g 1500 kcal 
LIPÍDEOS 
SUBCUTÂNEO 7800 g 70980 kcal 
INTRAMUSCULAR 161 g 1465 kcal 
TOTAL 7961 g 72445 kcal 
GLICOGÊNIO 
FÍGADO MÚSCULO 
Função: Manter a glicemia durante o 
repouso e o exercício. 
(O fígado é responsável em liberar 
glicose na corrente sanguínea à 
proporção que ela é retirada do sangue 
pelos diversos tecidos.) 
Utilizado como fonte energética 
local, não liberando glicose na 
circulação. 
ALGUNS CONCEITOS 
Metabolismo – todas as reações orgânicas 
Catabolismo – etapa metabólica de redução, 
diminuição do tamanho celular 
Anabolismo – etapa metabólica de ganho, 
aumento do tamanho celular 
ALGUNS CONCEITOS 
• Metabolismo – todas as reações orgânicas, 
dividido em 
 
 FASE GLICOLÍTICA – relacionado a 
depleção de carboidratos com baixos valores de 
O2 
 
 FASE OXIDATIVA – relacionado a 
respiração mitocondrial e oxidação de 
carboidrato, gorduras e aminoácidos 
SISTEMA ANAERÓBIO – 
SISTEMA GLICOLÍTICO 
METABOLISMO 
DA 
 GLICOSE 
Glicólise – Degradação de glicose por processo 
aeróbio ou anaeróbio 
Glicogênese – processo onde o glicogênio é 
sintetizado por glicose podendo ser estocado no 
fígado e músculo 
Glicogenólise – processo pelo qual o glicogênio 
é degradado em glicose-6-fosfato para ser 
utilizado pelo músculo 
Gliconeogênese – formação de glicose a partir 
de outros substratos (ex. aa) 
GLUCAGON ADRENALINA 
GLICOGENÓLISE 
GLICÓLISE 
GLICONEOGÊNESE 
Glicogênio 
Glicose 6-fosfato 
Piruvato 
Glicose 
sanguínea 
Glicogênio 
Glicose 6-fosfato 
Piruvato 
SISTEMA ATP – CP 
 
 
SISTEMA GLICOLÍTICO 
 
 
SISTEMA OXIDATIVO 
 
ALÁCTICO 
LÁCTICO 
IMEDIATO ANAERÓBIO OXIDATIVO 
Potência 
kcal/min 
36 16 10 
Capacidade kcal 
disponíveis 
11 15 167.280 
Fator limitante 
Rápido 
esgotamento 
de reservas 
Acidose induzida 
por ácido lático 
Capacidade de 
transporte e 
utilização de O2 
IMEDIATO ANAERÓBIO OXIDATIVO 
Tipo de 
atividade 
Potência Velocidade Endurance 
Duração do 
esforço 
0-30s 30s-2min >2min 
Evento 
esportivo 
Sprints, 
lançamentos, 
saltos 
Corrida 400m, 
nado 100m 
livres 
Corrida 5-10km, 
maratona 
Velocidade Imediato Rápido 
Lento e 
prolongado 
Substrato ATP/CP 
Glicose, 
glicogênio 
Glicogênio 
muscular e 
hepático e 
glicose, lipídio e 
aminoácidos 
Presença de O2 Não Não Sim 
IMEDIATO/ 
FOSFAGÊNICO 
ATP/CP 
ANAERÓBIO 
Glicose/ glicogênio 
(muscular) 
OXIDATIVO/AERÓBIO 
Glicose/ glicogênio 
(muscular e hepático), 
ácidos graxos e 
aminoácidos 
Existem basicamente três processos distintos, mas integrados, que operam no processo de regeneração do ATP que, 
conjuntamente, impedem que sua concentração tecidual diminua acentualmente durante o exercício físico intenso 
MANUTENÇÃO DA DEMANDA 
ENERGÉTICA 
SISTEMA 
ATP-CP – 
 
SISTEMA 
IMEDIATO 
SISTEMA ATP-CP - 
SISTEMA IMEDIATO 
 Também conhecido como sistema energético do fosfagênio 
 Proporciona potência máxima por um período de 8 a 10 segundos 
 Características: Transferência de energia da molécula de CP para 
ADP formando ATP 
 Corrida de 100 metros 
 Exercícios de alta intensidade e curta duração 
) 
 
Síntese de creatina a partir da arginina 
(Mendes e Tirapegui, 2002) 
Concentrações de 
Creatina em alimentos 
considerados fonte 
(g/kg) 
Arenque 6,5-10,0 
Carne suína 5,0 
Carne bovina 4,5 
Salmão 4,5 
Atum 4,0 
Bacalhau 4,0 
FONTES DE 
CREATINA 
FONTE DE ENERGIA IMEDIATA 
- CP  Considerado “reservatório” de fosfato de alta energia 
- Quantidade de CP é 4-6x maior que a do ATP 
Esportes de curta duração e alta intensidade 
 
Exemplos: 
 
levantamento de peso (10/15 seg) 
 
corrida de 100m (10 seg) 
 
Futebol 
 
 
 FORNECIMENTO IMEDIATO E RÁPIDO DE E(< 20 
segundos) 
 
SISTEMA ATP – CP 
0-
1,
3
0-
2,
6
0-
5
0-
10
10
-2
0
20
-3
0
0
2
4
6
8
10
Pcr
Glicólise
Duração do Estímulo
 A
T
P
 m
m
o
l/
k
g
 m
ú
s
c
u
lo
 Adaptado de GREENHAFF, 1995 
FONTE RÁPIDA DE ENERGIA 
Taxa de produção de ATP pela Pcr e glicólise durante 
contração máxima no músculo esquelético 
SISTEMA GLICOLÍTICO 
 Predominância: ~10s a 2min (início do exercício) 
 
Características: degradação de glicose e geração de 
ATP na própria via glicolítica (produção de 2ATP) 
 
Alta intensidade/ Duração moderada 
 
É a segunda via metabólica capaz de produzir ATP 
rapidamente , sem o envolvimento de oxigênio. 
SISTEMA ANAERÓBIO – 
SISTEMA GLICOLÍTICO 
METABOLISMO ANAERÓBIO 
GLICOSE ÁCIDO ÁCIDO 
 PIRÚVICO LÁCTICO 
CONTRAÇÃO 
 MUSCULAR 
2 ATP/ MOL GLICOSE 
 EXERCÍCIOS ANAERÓBIOS 
 LÁCTICOS 
ALTA INTENSIDADE 
 
DURAÇÃO MODERADA 
SUBSTRATO UTILIZADO: CARBOIDRATOS 
Ácido Pirúvico 
Acetil Coenzima A 
Ciclo 
de 
Krebs 
Glicose 
METABOLISMO 
ANAERÓBIO 
Lactato 
 
Glicólise Anaeróbia / Sist. Ác. Lático 
 
Energia a Curto Prazo (1 a 2 min) 
 
 
• Exemplos: 
 
400m corrida (48 seg) 
 
100m natação (54 seg) 
 
Musculação 
 
• Ressintetizar os fosfatos de alta E rapidamente 
 
SISTEMA GLICOLÍTICO 
PIRUVATO LACTATO 
LACTATO 
DESIDROGENASE 
(LDH) 
OXALOACETATO ACETIL CoA 
PIRUVATO 
CARBOXILASE 
(PC) 
PIRUVATO 
DESIDROGENASE 
(PDH) 
CO2 
CO2 
NADH+H+ NAD+ 
NAD+ 
NADH+H+ 
GLICÓLISE – Destinos do Piruvato 
PIRUVATO LACTATO 
pH 
NADH NAD 
GLICOGÊNIO 
PFK 
GLICÓLISE – Destinos do Piruvato 
Hargreaves, 1996 
SISTEMA 
OXIDATIVO 
Ciclo de KREBS/ ÁCIDO CÍTRICO/ ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS 
Função Central: Oxidação do Acetil CoA a CO2 e H2O 
Localização celular: matriz mitocondrial 
Acetil CoA: derivado do metabolismo dos aminoácidos, 
ácidos graxos e carboidratos 
Ciclo de Krebs: 2/3 do consumo total de O2 e produção de 
ATP 
Ácido Pirúvico 
Acetil Coenzima A 
Ciclode 
Krebs 
Glicose 
METABOLISMO 
AERÓBIO 
Gordura 
Proteína 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/Ciclo_de_Krebs.svg
 EXERCÍCIOS 
 AERÓBIOS 
 INTENSIDADE MODERADA 
 
 LONGA DURAÇÃO 
ACETIL 
 Co-A 
CICLO DE KREBS 
CADEIA RESPIRATÓRIA 
CONTRAÇÃO 
 MUSCULAR 
 
 
ATP 
H2O 
(36 / MOL GLICOSE) 
O2 
CO2 
 SISTEMA 
DE TRANSPORTE 
 DE OXIGÊNIO 
METABOLISMO AERÓBIO 
GLICOSE ÁCIDO ÁCIDO 
 PIRÚVICO LÁCTICO 
GLICOGÊNIO 
LIPASE 
ÁCIDOS 
GRAXOS 
SUBSTRATOS UTILIZADOS: CARBOIDRATOS e ÁCIDOS GRAXOS 
SISTEMA OXIDATIVO 
 Energia a longo prazo: > alguns minutos 
• Processo AERÓBIO que ocorre dentro das 
mitocôndrias; 
• Os músculos precisam de um suprimento estável 
de E p/ produzir força durante a atividade de 
longa duração. • Exemplos: 
 
Maratona, endurance 
 
Ciclismo, triathlon 
SISTEMA OXIDATIVO 
PIRUVATO ACETIL CoA 
PIRUVATO 
DESIDROGENASE 
NAD+ NADH + H+ 
CoA 
CO2 
MAPA METABÓLICO 
β-
Oxidação 
MANUTENÇÃO DA DEMANDA 
ENERGÉTICA 
TREINO INTERVALADO???? 
VOLEI, MUSCULAÇÃO... 
RESUMO 
PRODUÇÃO DE 
ENERGIA 
VIA ANAERÓBIA VIA AERÓBIA 
 Não necessita O2  Necessita O2 
 Citoplasma/Citosol  Mitocôndrias 
 Sistemas: ATP/CP e glicólise 
anaeróbia 
 Sistemas: glicólise aeróbia e 
oxidação de lipídios 
Substratos: CP e glicose Substratos: glicose, AGL e aa 
 Produto final: Piruvato/ 
Lactato 
 Produto final: CO2 e H2O 
 Fibras CR (Tipo II)  Fibras CL (Tipo I) 
 Fadiga rápida  Fadiga lenta 
INTENSIDADE DO EXERCÍCIO 
TEMPO % 
ANAERÓBIA 
% AERÓBIA 
10s 90 10 
60s 70 30 
5’ 30 70 
30’ 5 95 
60’ 2 98 
120’ 1 99 
CONTRIBUIÇÕES NO METABOLISMO PARA 
O TRABALHO COM DURAÇÃO VARIADA 
Burke & Maughan, 2004 
 Intensidade e duração do exercício 
Tipo de composição de fibra muscular 
Dieta e alimentação durante os 
exercícios 
Treinamento