1 Introducao a Transferencia de Energia_Ricardo Cordeiro 2021 1

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FISIOLOGIA DO ESPORTE E DO EXERCÍCIO
INTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
ENERGIA – A CAPACIDADE DE REALIZAR TRABALHO
✓ Energia reflete um estado dinâmico relacionado com uma
mudança;
✓ Relaciona-se à realização de trabalho – quando o
trabalho aumenta, o mesmo ocorre com a transferência
de energia;
✓ No corpo, as células realizam mais frequentemente um
trabalho químico e elétrico do que um trabalho mecânico;
✓ Todas as formas de trabalho biológico necessitam da
potência gerada pela transferência direta de energia
química.
✓ Bioenergética refere-se ao fluxo e a permuta de energia dentro de um
sistema vivo; trata principalmente da transformação de
macronutrientes (carboidratos, proteínas e gorduras, os quais contêm
energia química) em formas de energia utilizáveis biologicamente;
✓ Metabolismo é o total de todas as reações catabólicas (exergônicas) e
anabólicas (endergônicas) em um sistema biológico;
✓ A Primeira Lei da Termodinâmica descreve um princípio relacionado
com o trabalho biológico – A ENERGIA NÃO PODE SER CRIADA NEM
DESTRUÍDA, MAS TRANSFORMA-SE DE UMA FORMA PARA
OUTRA SEM SER DEPLETADA;
✓ Catabolismo é a quebra de moléculas maiores em
menores, associada a liberação de energia;
✓ Anabolismo é a síntese de moléculas maiores a partir
de moléculas menores que pode ser alcançada utilizando
a energia liberada de reações catabólicas;
✓ Exemplos: a quebra de proteínas em aminoácidos
(catabolismo); formação de proteínas a partir do
aminoácido (anabolismo);
✓ Energia total de um sistema;
Energia Potencial e Cinética
Processos para a Liberação e a Conservação de Energia
• A transferência de energia no corpo se dá por meio da liberação da
energia capturada nas ligações químicas de várias moléculas;
• As ligações químicas que contêm quantidades relativamente amplas
de energia em potencial são referidas com frequência como
"ligações de alta energia“;
• A bioenergética está voltada para a transferência de energia a partir
dos alimentos em uma forma biologicamente utilizável;
• Essa transferência de energia que ocorre na célula acarreta uma
série de reações bioquímicas;
Processos para a Liberação e a Conservação de 
Energia
• Muitas dessas reações requerem que a energia seja adicionada aos
reagentes (reações endergônicas) antes do "prosseguimento" da
reação. Entretanto, como a energia adicionada à reação, os
produtos contêm mais energia livre do que os reagentes originais;
• Entretanto, como a energia é adicionada à reação, os produtos
contêm mais energia livre do que os reagentes originais;
• As reações que emitem energia como resultado de processo
químico são conhecidas como reações exergônicas;
• Observe que as palavras endergônica e endotérmica podem ser
usadas de maneira intercambiável; Isso também se aplica às
palavras exergônica e exotérmica;
✓ Reações exergônicas descreve qualquer processo
físico ou químico que libera energia para suas
adjacências; são reações de liberação de energia,
geralmente catabólicas;
✓ Reações endergônicas armazenam e absorvem
energia; requerem energia e incluem processos
anabólicos;
Processos para a Liberação e a Conservação de Energia
Reações exergônicas
✓ A energia total em um sistema isolado se mantém constante;
✓ Uma redução em uma forma de energia corresponde a um
aumento equivalente em outra forma;
✓ Durante as conversões de energia, uma perda de energia
potencial por uma fonte produz com frequência um aumento
temporário na energia potencial de outra fonte;
INTERCONVERSÕES DA ENERGIA
✓ Trabalho mecânico gerado pela contração muscular;
✓ Trabalho químico – todas as células realizam trabalho
químico com finalidades de manutenção e de
crescimento;
✓ Trabalho de transporte é o trabalho biológico que
consiste em concentrar substâncias no organismo; os
materiais celulares, normalmente, fluem de uma área
de alta concentração para outra de concentração baixa;
TRABALHO BIOLÓGICO NOS SERES HUMANOS
BIOENERGÉTICA
ENERGIA dos NUTRIENTES → Músculo
mecânico
químico
transporte
Trabalho Biológico
ENERGIA QUÍMICA
Capacidade de realizar trabalhoENERGIA
POTENCIAL CINÉTICA
✓ Os limites superiores da intensidade do exercício
dependem essencialmente do ritmo com que as células
extraem, conservam e transferem a energia química
existentes nos nutrientes alimentares para os filamentos
contráteis dos músculos esqueléticos;
FATORES QUE AFETAM O RITMO DA BIOENERGÉTICA
✓ Enzimas são moléculas proteicas específicas que controlam a velocidade
de liberação de energia livre;
✓ As enzimas não causam as reações e não determinam a quantidade de
energia utilizável que é produzida por essas reações;
Enzimas como Catalisadores Biológicos
Velocidades das Reações Enzimáticas
VELOCIDADE
ENERGIA DE 
ATIVAÇÃO
Fatores que influenciam na ativação 
enzimática
• Fatores externos
• Temperatura
• pH
• Fatores internos
• [ ] de substrato
• [ ] de enzima
• Presença de inibidores
Bioquímica
Temperatura x Atividade enzimática
AULA 04: ENZIMAS
• São sensíveis a temperatura;
• em elevações, ativ. Enzimática cai 
abruptamente e irreversivelmente; 
pela desnaturação da PTN;
• Temperaturas padrões 250C e 370C;
Bioquímica
pH X Atividade enzimática
AULA 04: ENZIMAS
• Estado de ionização afeta a afinidade 
ao substrato;
• pH local pode afetar o estado de 
ionização do substrato;
• Cada enzima possuem seu pH próprio, 
mas as variações são geralmente 
pequenas;
• Ex.: pepsina pH ideal de 2,0 no 
estômago;
• Ex. CK pH ideal 7.0; 
Bioquímica
Substrato x atividade enzimática
AULA 04: ENZIMAS
Bioquímica
Enzima x Atividade enzimática
AULA 04: ENZIMAS
✓ A interação com seu substrato específico representa
uma característica ímpar da estrutura proteica globular
tridimensional de uma enzima;
✓ A enzima é ligada quando seu lugar ativo se une
através de um encaixe perfeito;
✓ Com a formação de um complexo enzima-sustrato, a
cisão das ligações químicas acaba formando um novo
produto com novas ligações;
Modalidade de Ação Enzimática
✓ Algumas enzimas permanecem totalmente adormecidas, a
menos que sejam ativadas por substâncias não proteicas
denominadas coenzimas;
✓ Elas facilitam a ação enzimática unindo o substrato com sua
enzima específica;
Coenzimas
❖ Algumas enzimas necessitam de componentes químicos adicionais para
exercerem a sua função. Esses componentes são chamados de cofatores;
❖ Eles podem ser divididos em três grupos:
✓ Em geral, as reações de hidrólise digerem ou
fracionam as moléculas complexas, transformando-
as em subunidades mais simples;
✓ As reações de condensação elaboram moléculas
maiores por manterem juntas suas subunidades;
HIDRÓLISE E CONDENSAÇÃO; 
AS BASES PARA A DIGESTÃO E A SÍNTESE
✓ reação de decomposição ou alteração de uma substância pela água;
✓ A hidrólise cataboliza carboidratos, lipídios e proteínas em formas
mais simples que o corpo consegue absorver e assimilar mais
facilmente;
✓ Desfaz as ligações químicas;
✓ Exemplos das reações hidrolíticas:
Ex: digestão de amidos e dissacarídeos (lactase, sacarase e maltase)
para monossacarídeos; das proteínas para aminoácidos, dos lipídios
para glicerol e ácidos graxos;
Reações de Hidrólise
✓ Síntese por desidratação;
✓ Formação de moléculas e compostos mais
complexos;
Reações de Condensação
✓ O ganho ou perda de calor em um sistema biológico proporciona uma
maneira simples de determinar a dinâmica energética de qualquer
processo químico;
✓ No catabolismo dos alimentos dentro do corpo, mede a mudança de
energia diretamente como calor (kCal) liberado pelas reações
químicas;
✓ A mensuração do consumo de O2 constitui a base da calorimetria
indireta para determinar a energia utilizada pelos seres humanos;
Mensuração da Liberação de Energia nos Seres Humanos
Fosfatos de alta energia
ATP – ADP – AMP - P
• ARTIGO 
• BIOQUÍMICA APLICADA AO EXERCÍCIO
Reações acopladas
✓ Muitas reações bioquímicas que ocorremna célula são denominadas reações
acopladas.
✓ São reações associadas entre si, com. a Iiberação de energia livre em uma
reação que é usada para "impulsionar" uma segunda reação.
✓ Um exemplo: a energia liberada por uma reação exergônica é usada para
impulsionar uma reação que requer energia (reação endergônica ) , dentro da
célula.
Reações bioquímicas celulares
• Oxidação: processo de remoção de um elétron de um átomo ou molécula;
• Redução: adição de um elétron a um átomo ou molécula;
• A oxidação e a redução são reações que estão sempre acopladas, pois uma
molécula somente pode ser oxidada se doar elétrons a outro átomo;
• A molécula que doa elétrons é conhecida como agente redutor, enquanto aquela
que aceita os elétrons é chamada de agente oxidante;
• Observe que uma molécula pode atuar como agente oxidante e também como
agente redutor;
• Quando as moléculas exercem ambos os papéis, por exemplo, conseguem
ganhar elétrons em uma reação e, em seguida, passar esses elétrons a outra
molécula para produzir uma reação de oxidação-redução;
Reações de oxidação-redução 
✓ Termo oxidação não significa que o oxigênio participa da
reação. Esse termo deriva do fato de o oxigênio tender a
aceitar elétrons e, assim, atuar como agente oxidante;
✓ Essa importante propriedade do oxigênio é usada pelas
células para produzir uma forma utilizável de energia,
sendo discutida em detalhes "Cadeia de transporte de
elétrons;
Importante!!!!!!!!!!!!!!!!
• reações de oxidação-redução celulares frequentemente
envolvem a transferência de átomos de hidrogênio (com seus
elétrons), em vez de elétrons livres.
• Isso ocorre porque um átomo de hidrogênio contém um elétron
e um próton no núcleo. Portanto, uma molécula que perde um
átomo de hidrogênio também perde um elétron e, dessa forma,
é oxidada;
• A molécula que ganha o hidrogênio (e o elétron) é reduzida;
• Em muitas reações biológicas de oxidação-redução, pares de
elétrons são transferidos de uma molécula para outra na forma
de elétrons livres ou como pares de átomos de hidrogênio.
• As moléculas que exercem papéis importantes na transferência de elétrons são:
( 1 ) nicotinamida adenina dinucleotídio (NAD+ ou NADH) e (2) flavina
adenina dinucleotídio (FAD ou FADH ou FADH2);
• A nicotinamida adenina dinucleotídio deriva da vitamina niacina (vitamina B3)
, enquanto a flavina adenina dinucleotídio é oriunda da vitamina riboflavina.
• A forma oxidada de NAD é escrita como NAD+ e sua forma reduzida é
NADH. Similarmente, a forma oxidada de flavina adenina dinucleotídio é
escrita como FAD e sua forma reduzida é abreviada como FADH. Observe que
FADH também pode aceitar um segundo hidrogênio e formar FAD H2.
• Sendo assim, FADH e FADH2 podem ser consideradas a mesma molécula,
pois passam pelas mesmas reações
Bioenergética
• As células musculares armazenam quantidades limitadas de ATP.
• Assim como o exercício muscular requer um suprimento constante de ATP para
fornecimento da energia necessária à contração, a célula deve ter vias
metabólicas capazes de produzir rapidamente ATP (ressíntese);
• De fato, as células musculares podem produzir ATP por meio de uma via ou de
uma combinação de três vias metabólicas:
• ( 1 ) Pela quebra de fosfocreatina (PC) – ATP-CP ou fosfagênio; “sistema
anaeróbio alático”;
• ( 2 ) Pela via da glicólise ou glicogenólise lática – “sistema anaeróbio lático”;
• ( 3 ) formação oxidativa de ATP pela glocólise/glicogenólise e lipólise –
“sistema aeróbio”
✓ Durante o repouso o lactato não é zero porque as hemácias só fazem glicólise
anaeróbica, produzindo lactato; O exercício moderado (30 - 40% do VO2
máx.) após grande produção de lactato ajuda na sua remoção, pois mantém a
freqüência cardíaca e o consumo de O2 em níveis superiores aos de repouso.
Remoção do Lactato Pós Exercício
Ciclo de Cori
• O ciclo de Cori, ciclo dos ori ou via glicose-
lactato-glicose consiste na conversão da
glicose em lactato, produzido em tecidos
musculares durante um período de privação
de oxigênio, seguida da conversão do
lactato em glicose, no fígado.