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BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
Metabolismo:
!São milhares de reações químicas que ocorrem em
nosso organismo a cada minuto do dia.
!É a totalidade das reações celulares, incluindo as vias bioquímicas.
 !Síntese de moléculas (Reações anabólicas) !Quebra de moléculas (Reações catabólicas)
! Bioenergética:
!Processo metabólico através do qual, as células transformam nutrientes alimentares em 
energia biologicamente utilizável.
ENERGIA
 ENERGIA QUÍMICA → ENERGIA MECÂNICA TRANSFERÊNCIA / REAÇÕES QUÍMICAS
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Reações bioquímicas celulares:
 A transferência de energia no corpo se dá por meio da liberação da energia capturada nas 
ligações químicas de várias moléculas.
!“ Ligações de alta energia” : ligações químicas que contêm quantidades relativamente 
grandes de energia em potencial.
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Reações bioquímicas celulares:
!Reações exergônicas (exotérmica): reações que
emitem energia.
!Reações endergônicas (endotérmica): a energia é adicionada aos reagentes → os produtos 
apresentam mais energia do que os reagentes.
!Reações acopladas: reações liberadoras de energia estão acopladas às reações que 
necessitam de energia.
 
 ! Reações exergônicas: liberam energia para o trabalho celular a partir do potencial de 
degradação dos nutrientes orgânicos.
! Reações endergônicas: absorvem energia aplicada ao funcionamento da célula, produzindo 
novos componentes. Enzimas:
!Moléculas catalisadoras que regulam a velocidade das
reações bioquímicas.
! São catalisadoras → diminuem a energia de ativação.
 ENERGIA DE ATIVAÇÃO (EA) → Energia necessária à iniciação das reações químicas.
 ENZIMAS → ↓ EA / ↑ velocidade da reação e taxa de formação de produto.
Características das enzimas:
! São proteínas (moléculas grandes);
! Possuem sítios ativos (“chave e fechadura”);
! A capacidade de uma enzima atuar como catalisadora é variável e pode ser modificada por 
diversos fatores.
 PARA CADA ENZIMA → UM SUBSTRATO
 Classificação das enzimas:
!São nomeadas de acordo com o tipo de reação
bioquímica por elas catalisadas;
! A maioria terminam com o sufixo “ase” (Exceção: pepsina, tripsina, renina).
! Fatores que alteram a atividade enzimática: ! Temperatura;
! pH.
 !Durante o exercício há aumento da atividade enzimática, devido ao aumento da temperatura; 
!Durante o exercício há acúmulo de íons de hidrogênio, diminuindo o pH → diminuindo a 
atividade enzimática e a capacidade de formar energia.
 
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! Combustíveis para o exercício:
! No repouso: carboidratos, proteínas e gorduras
fornecem energia para manter as atividades celulares.
!No exercício: são os carboidratos e gorduras que fornecem energia, as proteínas contribuem 
muito pouco para o fornecimento de energia.
 ENERGIA Manutenção das atividades celulares. (repouso / exercício)
 NUTRIENTES
!CARBOIDRATOS: fornecem ao organismo uma forma de energia rapidamente disponibilizada.
! 1 grama de carboidratos → 4 Kcal de energia.
! Classificação dos carboidratos: ! Monossacarídios ;
! Dissacarídios;
! Polissacarídios.
 
!CARBOIDRATOS: fornecem ao organismo uma forma de energia rapidamente disponibilizada.
! 1 grama de carboidratos → 4 Kcal de energia.
! Classificação dos carboidratos: ! Monossacarídios ;
! Dissacarídios;
! Polissacarídios.
 Glicogênio
!Sintetizado nas células via ligação de moléculas de glicose → glicogênio sintase.
!Pode ser constituído por centenas a milhares de moléculas de glicose.
 Armazenamento visa suprir as necessidades de carboidrato como fonte de energia.
 GLICOGÊNIO
 Músculo esquelético e fígado GLICOGENÓLISE
 
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! Glicogênio
 Rapidamente acaba como resultado do exercício prolongado.
 PEQUENA RESERVA
 A síntese é um processo contínuo nas células
 Dieta rica em carboidrato (↑ síntese) X Dieta pobre em carboidrato (↓ síntese)
 
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! GORDURAS
! Gordura corporal armazenada → Ideal para exercícios prolongados, pois apresentam grande 
quantidade de energia por unidade de peso.
! Cada grama de gordura → 9 Kcal de energia.
!São insolúveis em água (encontradas tanto nos vegetais como nos animais).
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Classificação das gorduras: ! Ácidos graxos:
!São utilizados como fonte primária de gordura para produção de energia pelas fibras 
musculares e outros tecidos.
 LIPÓLISE - processo regulado pelas LIPASES.
 LIPÓLISE
Triglicerídios = ácidos graxos (usado como substrato energético) + glicerol.
 
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! Classificação das gorduras:
! Triglicerídios:
! São ácidos graxos armazenados no corpo. ! T = 3 ácidos graxos + 1 glicerol.
! São armazenados nas células adiposas (maior quantidade) e em vários tipos celulares 
(músculos esqueléticos).
!O glicerol não é uma fonte direta de energia para o músculo → no fígado (sintetizar glicose)
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Classificação das gorduras: ! Fosfolipídios:
!Não são utilizados como fonte de energia pelo músculo esquelético durante o exercício.
! Fornecem integridade estrutural das membranas celulares e fazem parte da bainha de 
mielina.
! Esteróides – Colesterol:
!Não são utilizados como fonte de energia durante o
exercício.
!Importante para a estrutura da membrana e necessário a síntese dos hormônios sexuais.
 
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! PROTEÍNAS (AMINOÁCIDOS):
! Pelo menos 20 tipos de aminoácidos são necessários para a formação de diversos tecidos, 
enzimas, proteínas plasmática, etc.
!Aminoácidos essenciais: não são sintetizados pelo corpo e devem ser consumidos através da 
alimentação: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e 
valina.
Exemplos: carnes magras, ovos, leite e derivados, grão- de-bico, soja, alguns feijões, quinoa e 
pistache contêm todos os aminoácidos essenciais.
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Proteínas (aminoácidos):
!Para serem usadas como substratos→ devem ser
quebradas em seus respectivos aminoácidos.
! Proteínas e energia para o exercício:
! Alanina (fígado) → glicose → síntese → glicogênio → degradado → glicose → transportado 
(sangue) → músculo esquelético.
!Alanina, isoleucina, leucina, valina → podem ser convertidos em intermediários metabólicos 
(podem participar da bioenergética) nas células musculares → combustíveis nas vias 
bioenergéticas.
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
!Fosfatos de Alta Energia (ATP) – adenosina trifosfato.
!Fonte imediata de energia para contração muscular. Não é única, mas a principal.
! ATP:
! Uma porção de adenina; ! Uma porção de ribose;
! Três fosfatos ligados.
 ADP + Pi = ATP
ATP → (ATPase) → ADP + Pi + Energia
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! BIOENERGÉTICA Células
musculares armazenam quantidade limitada de ATP
Exercício requer um suprimento constante de ATP
Células devem ter vias metabólicas capazes de produzir rapidamente ATP
 ! Vias de produção de ATP:
!Quebra de fosfocreatina (PC – Anaeróbica – sem O2); !Degradação de glicose ou glicogênio 
– GLICÓLISE – Anaeróbica - sem O2 ).
!Formação oxidativa de ATP (Aeróbica - com O2).
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Produção Anaeróbica de ATP:
a)Método mais simples e rápido (Sistema ATP-CP ou
“sistema do fosfagênio”).
! A creatina fosfato doa um grupo fosfato e sua ligação energética para o ADP → ATP.
! Tão rapidamente quanto o ATP é clivado em ADP + Pi, no início do exercício, o ATP é 
ressintetizado pela reação PC (creatina fosfato).
! As células musculares armazenam quantidade limitada de creatina fosfato, limitando a 
produção de ATP.
 PC + ADP ATP + C Creatina quinase.
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
!O Sistema ATP-CP provê energia para a contração muscular → no início do exercício e durante 
o exercício de alta intensidade e curta duração (menos de cinco segundos).
Exemplos.: corrida de 50m, salto em altura, levantamento de peso rápido ou corrida durante uma 
partida de futebol (9m).
!A formação de nova PC exige ATP e ocorre somente durante a recuperação do exercício.
* O fato da depleção de PC limitar o exercício de alta intensidade ecurta duração, sugere a 
ingestão de grandes quantidades de creatina para melhorar o desempenho.*
Glicólise.
! Objetivo: transferir energias de ligação da glicose para reunir o Pi ao ADP → ATP.
! Ocorre através de reações acopladas e catalisadas por enzimas.
! Ocorre no sarcoplasma da célula muscular.
!Saldo: Uma molécula de glicose produz duas moléculas de ATP e duas de piruvato ou lactato.
 Quebra da glicose ou glicogênio → para formação de duas moléculas de piruvato ou lactato.
 
 BIOENERGÉTICA E METABOLISMO
! Fases da Glicólise:
!Fase de investimento de energia: Cinco primeiras reações, o ATP armazenado deve ser usado 
para formar fosfatos de açúcar, ou seja, adicionar grupos fosfatos à glicose e à frutose -6-
fosfato.
 Se a glicólise começar usando o glicogênio, é necessário adicionar apenas um ATP. O mesmo, é 
fosforilado pelo fosfato inorgânico.
! Fase de geração de energia: duas moléculas de ATP são produzidas a cada duas reações 
separadas perto do final da via glicolítica.
c)NAD+ e FAD:
! Os hidrogênios são removidos dos substratos nutricionais e transportados por “moléculas 
transportadoras”.
!O NAD+ e FAD - transportam hidrogênios e seus elétrons associados (energia), para serem 
utilizados posteriormente, na geração de ATP na mitocôndria em processos aeróbicos.
c)NAD + e FAD:
!Na glicólise, dois hidrogênios são removidos do gliceraldeído 3-fosfato, que se combina com o 
Pi e forma 1,3 difosfoglicerato. O aceptor de hidrogênio, é o NAD+, que aceita um dos 
hidrogênios, ficando os hidrogênios restantes livres em solução.
 NAD+ aceitou o hidrogênio → NADH
Restauração do NAD + a partir do NADH
!Se houver oxigênio disponível, os hidrogênios do NADH podem ser transportados para dentro 
da mitocôndria (Via aeróbica – Cadeia de transporte de elétrons);
! Caso contrário, o piruvato pode aceitar os hidrogênios para formar lactato (Lactato 
desidrogenase – LDH). O motivo para haver formação de lactato é a “reciclagem” de NAD+, 
permitindo a continuidade da glicólise.
!Controle da bioenergética
!As vias são controladas por enzimas;
! Enzima “limitadora de velocidade”: determina a velocidade da via metabólica envolvida em 
particular. !Características das enzimas limitadoras:
!São encontradas nas fases iniciais de uma via (evitar o acúmulo de produtos);
!Atividade enzimática reguladas por moduladores (↑ ou ↓ a atividade enzimática – enzimas 
alostéricas).
 ATP - Inibidor / ADP e Pi - estimuladores FEEDBACK NEGATIVO
!Controle da glicólise
!Enzima FOSFORILASE → degrada o glicogênio em
glicose.
!Apesar de não ser uma enzima glicolítica, catalisa uma reação importante, para o 
fornecimento da glicose necessária a via glicolítica, no início da via.
!Enzima limitadora de atividade do Ciclo de Krebs: ISOCITRATO DESIDROGENASE.
 A [ ] de ATP inibem a ação da enzima e a [ ] crescente de ADP + Pi estimula.
!Há indícios de que a [ ] aumentada de cálcio na mitocôndria também estimula a atividade 
enzimática.
!Controle do Ciclo de Krebs e da cadeia transportadora de elétrons
!A cadeia transportadora de elétrons é regulada pela quantidade de ADP + Pi presente. Enzima 
limitadora de atividade: CITOCROMO OXIDASE.
 Quando o exercício começa a [ ] de ATP declina e a de ADP +Pi 
aumentam→estimulandoacitocromooxidase. Quando termina o exercício, a [ ] de ATP aumenta e 
a de ADP + Pi caem → ↓ o transporte de elétrons quando são atingidos níveis normais de ATP, 
ADP e Pi .
!Interação entre as produções aeróbia / anaeróbia de ATP
!A energia para a realização da maioria dos tipos de exercício é oriunda de uma combinação de 
fontes anaeróbicas e aeróbicas.
!Em músculos esqueléticos ativos, a produção de ATP pelo sistema ATP- PC, glicólise e 
fosforilação oxidativa ocorre simultaneamente.
 
 
! Em geral, quanto mais curta a atividade (alta intensidade), maior a contribuição da produção 
anaeróbica de energia. Em contraste, as atividades prolongadas (intensidade baixa a moderada) 
utilizam a ATP proveniente de fontes aeróbicas.
Exemplos:
!Corrida de 100m: 90% da energia vem do sistema ATP- CP.
! Corrida de 400m: amplamente anaeróbica, as reservas de ATP e PC são limitadas, a glicólise 
supre a maior parte do ATP.
!Maratona (42Km): produção aeróbia de ATP.