Aula 1a - Energia, ATP, Reações Químicas

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Para que serve a Bioquímica dentro do Para que serve a Bioquímica dentro do 
conteúdo da Educação Física?conteúdo da Educação Física?
McArdle, 2002.
A Bioquímica (do Exercício) tem como A Bioquímica (do Exercício) tem como 
objetivo decifrar as vias de objetivo decifrar as vias de 
fornecimento de energia (vias fornecimento de energia (vias 
metabólicas) nos diferentes tipos de metabólicas) nos diferentes tipos de 
exercício físico. Bem como, as vias (e as exercício físico. Bem como, as vias (e as 
condições fisiológicas) para a síntese condições fisiológicas) para a síntese 
de proteínas, carboidratos (glicogênio) de proteínas, carboidratos (glicogênio) 
e lipídeos.e lipídeos.
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Do ponto de vista Bioquímico o que é Do ponto de vista Bioquímico o que é 
necessário para o desenvolvimento?necessário para o desenvolvimento?
Rowland, 2008.
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“Na Natureza, nada se 
cria, nada se perde, 
tudo se transforma...”
O “PAI” da Química
Antonie Lavosier
1743 - 1794
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Digestão e Absorção de Nutrientes
ESTÔMAGOESTÔMAGO
ProteasesProteases
↓ pH
(HCl)
Interactive Physiology, 2005.
INTESTINOINTESTINO
LipasesLipases
↑ pH
BOCABOCA
AmilasesAmilases
FÍGADO, PANCREAS e VESÍCULAFÍGADO, PANCREAS e VESÍCULA
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ESTRUTURA DOS NUTRIENTES
AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS
LIPÍDEOSLIPÍDEOS
CARBOIDRATOSCARBOIDRATOS
Marzocco & Torres, 1999.
Triptofano
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A maioria dos microrganismos e animais, inclusive 
os humanos, são seres quimiorganotróficos, ou 
seja, necessitam oxidar substâncias para obter 
energia.
CARBOIDRATOS
LIPÍDEOS
PROTEÍNAS
NH4++ CO2 H+ + ē Coenzimas Oxidadas
Coenzimas Reduzidas
+ H2O
O2 + ADP + Pi
Marzocco & Torres, 1999.
MACRONUTRIENTES
H+ tem um próton (+) 
E um elétron (ē) ProfProf. . MsMs. . Lucas S Lucas S TessuttiTessutti
ATP
(Adenosina Tri-Fosfato)
ΔG = - 31 kJ/mol
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Para que serve o ATP?Para que serve o ATP?
•• Síntese de proteínas;Síntese de proteínas;
•• Transporte de íons;Transporte de íons;
•• Funcionamento dos órgãos;Funcionamento dos órgãos;
•• Trabalho Muscular;Trabalho Muscular;
•• Crescimento Ósseo, Articular Crescimento Ósseo, Articular 
e e LigamentarLigamentar..
Marzocco & Torres, 1999.
ProfProf. . MsMs. . Lucas S Lucas S TessuttiTessutti ++ P
Energia 
provinda da 
oxidação dos 
alimentos
Energia para o 
trabalho das 
células
CICLO CICLO 
DO DO 
ATPATP
Marzocco & Torres, 1999.
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AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
“Em uma reação química 
feita em recipiente fechado, a 
soma das massas dos 
reagentes é igual à 
soma das massas dos 
produtos.”
Antonie Lavosier
1743 - 1794
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AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
Uma reação química, possui REAGENTES para iniciar 
a reação e o PRODUTO final:
REAGENTES → PRODUTOS
Qualquer reação química é acompanhada de uma 
variação de energia livre (ΔG), referente à diferença 
entre o conteúdo energético dos produtos e reagentes. 
Essa reação pode ou não ter uma ENZIMA. Estando 
presente a enzima acelera a velocidade da reação, 
tornando-a mais rápido e eficiente:
REAGENTES → PRODUTOS
Marzocco & Torres, 1999.
enzima
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+ H2O ADP + Pi + H+
AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
ΔG = Variação de Energia Livre
ΔG = - 31 kJ/mol ou ΔG < O ou ΔG negativo 
Glicose + Pi Glicose 6-fosfato + H2O 
ΔG = + 12 kJ/mol ou ΔG > O ou ΔG positivo Reação NÃO ocorre...
Marzocco & Torres, 1999.
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Reação OCORRE...
Reagentes / Produtos Reação ΔG
Reagentes < Produtos Espontânea Negativo
Reagentes > Produtos Não Espontânea Positivo
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AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
As reações químicas em nosso organismo são divididas em:
REAÇÕES ACOPLADAS;REAÇÕES ACOPLADAS;
COMPOSTOS RICOS EM ENERGIA;COMPOSTOS RICOS EM ENERGIA;
REAÇÕES DE ÓXIDOREAÇÕES DE ÓXIDO--REDUÇÃO.REDUÇÃO.
Marzocco & Torres, 1999.
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+ H2O ADP + Pi + H+
AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
Reações Acopladas
ΔG = - 31 kJ/mol
Glicose + Pi Glicose 6-fosfato + H2O 
ΔG = + 12 kJ/mol
Glicose + Glicose 6-fosfato + ADP 
ΔG = - 19 kJ/mol
Reação não ocorre...
Marzocco & Torres, 1999.
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AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
Compostos Ricos em Energia
Marzocco & Torres, 1999.
FOSFOCREATINA
ATP
FOSFOENOLPIRUVATO 1,3 BIFOSFOGLICERATO
ΔG = - 31 kJ/mol
ΔG = - 43 kJ/mol
ΔG = - 49 kJ/molΔG = - 62 kJ/mol
FRUTOSE 6-FOSFATO
ΔG = - 14 kJ/mol
GLICOSE 1-FOSFATO
ΔG = - 21 kJ/mol
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AH2 + B A + BH2
AS REAÇÕES QUÍMICASAS REAÇÕES QUÍMICAS
Reações Óxido-Redução
NADH+ + H+ + NAD+ +
Marzocco & Torres, 1999.
Ex1:
reduzido oxidado oxidado reduzido
THIAGO + TALITA TIAGO + THALITA
reduzido oxidado oxidado reduzido
C
COO-
CH3
O C
COO-
CH3
OHH
reduzido oxidado oxidado reduzido
Piruvato Lactato
Ex2:
Ex3:
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ENZIMAS
A manutenção da vida depende da contínua ocorrência de um conjunto de reações 
químicas, que devem atender a duas exigências fundamentais: precisam ser 
altamente específicas, de modo a gerar produtos definidos, e devem ocorrer a
velocidades adequadas a fisiologia celular.
Para que isso ocorra é necessário a presença de enzimas em qualquer reação 
biológica. As enzimas são dadas como catalisadoras, aumentando 
especificamente a velocidade da reação.
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Substratos
Enzima Enzima
Produtos
COMPLEXO
ENZIMA - SUBSTRATO
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ENZIMAS
Hã um grande diferença de tamanhos entre enzimas e substratos. As enzimas são 
macromoléculas protéicas (são formadas por milhares ou até milhões de 
aminoácidos), podendo chegar uma relação de 300.000 entre enzima/substrato. 
A ligação dos substratos nas enzimas são localizadas em pontos específicos, os 
chamados sítio-ativos. Por fim, os sítios-ativos das enzimas reconhecer seu 
substrato específico, dá-se o nome de COMPLEXO ENZIMA-SUBSTRATO.
As alterações de pH e Temperatura podem interferir na atividade enzimática.
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NADH+ + H+ + NAD+ +C
COO-
CH3
O C
COO-
CH3
OHH
Piruvato Lactato
Lactato
Desidrogenase
(LDH)
NAD+ + Lactato
Lactato Desidrogenase (LDH)
Marzocco & Torres, 1999.
NADH+ + H+ + Piruvato
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Marzocco & Torres, 1999.
Classe Tipo de Reação Exemplo
Óxido-Redutase Óxido-Redução(desidrogenase)
Tranferases Tranferênciade Grupos(quinases)
Hidrolases Hidrólise
Liases Adição ou Remoção de Duplas Ligações
Isomerases Rearranjos Intramoleculares
Ligases Condensaçãode Moléculas
PIRUVATO LACTATO
Sacarase
Fumarase
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MICRONUTRIENTES
Além dos Macronutrientes, os seres humanos também dependem da 
ingestão de pequenas quantidades de vitaminas e íons inorgânicos, os 
chamados Micronutrientes.
As vitaminas não são estocadas em níveis apreciáveis, devendo ser 
supridas continuamente pela dieta. 
As vitaminas são classificadas em:
Hidrossolúveis: Complexo B e Vitamina C, são componentes de 
coenzimas. Em excesso são excretados na urina e raramente 
provocam efeitos colaterais.
 Lipossolúveis: A, D, E e K. Em excesso podem trazer efeitos 
danosos. São absorvidas juntamente comos Lipídeos. Também 
atuam como coenzimas.
 As vitaminas A, C e E também são importantes Antioxidantes, 
potentes no combate aos radicais livres, que podem ser causa de 
alguns tipos de câncer!
Marzocco & Torres, 1999.
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MICRONUTRIENTES
Os íons, também chamados de nutrientes inorgânicos ou 
minerais, além de atuarem como cofatores enzimáticos. 
Alguns como Cálcio (Ca2+), Fosfato (P), Sódio (Na+), Potássio 
(K+), Magnésio, Ferro (Fe2+), entre outros, são necessários em 
quantidades de ordem de miligramas ou gramas. Já outros 
bastam alguns microgramas.
Por exemplo, o Selênio (Se+), presente em pães, ovos, carnes, 
cereais, pescados, e com grande concentração na Castanha 
do Pará, é um exemplo de mineral que serve como cofator da 
enzima glutationa peroxidase, potente antioxidante, e que 
estimula o sistema imune e glândula tireóide.
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Recomendação Diária para Adultos
Anvisa, 2000.
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1. Na frase clássica de “Na Natureza, nada se cria, nada se 
perde, tudo se transforma”, Antonie Lavosier se referia a que?
2. Após uma refeição completa (rica em macronutrientes: 
carboidratos, proteínas e gorduras) realizamos o processo de 
digestão e absorção dos alimentos. Qual o objetivo desses 
processos? 
3. O que é ATP? Qual sua função?
4. O que são reações químicas? Quais os tipos de reação 
química?
5. Qual o papel das Enzimas?
6. Quem são? E qual o papel dos micronutrientes?