6 Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas

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FISIOLOGIA 
DA 
ATIVIDADE 
MOTORA
André Osvaldo Furtado 
da Silva
Metabolismo, sistemas 
energéticos e fontes 
energéticas
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar as diferenças entre metabolismos anabólico e catabólico.
 � Descrever os diferentes sistemas bioenergéticos aeróbicos.
 � Reconhecer os diferentes sistemas bioenergéticos anaeróbicos.
Introdução
O nosso metabolismo é responsável por uma série de ações dentro do 
organismo para que se mantenha a homeostase (equilíbrio do organismo), 
portanto, constantemente o nosso corpo realiza uma série de reações 
para inúmeras tarefas, como a produção de energia para a realização de 
uma atividade física. 
Quando realizamos uma atividade física, o nosso organismo necessita 
de energia para a contração muscular. Nesse sentido, o metabolismo de 
cada indivíduo reage de uma forma diferenciada. Para tanto, se faz ne-
cessário que saibamos o tipo de metabolismo que o indivíduo tem, pois, 
na prescrição de atividades físicas e exercícios, devemos compreender 
se este tem um metabolismo lento ou rápido, bem como o modo como 
ele reage nas atividades. 
Neste capítulo, você vai entender como ocorrem as reações químicas e 
físicas nos processos de síntese e degradação das substâncias, compreen-
der a importância do trifosfato de adenosina (ATP) na produção de ener-
gia, bem como compreender como ocorrem as reações no organismo 
humano. Ao término deste capítulo, você vai entender a importância do 
processo de respiração celular para a formação de energia, os demais 
elementos que compreendem os sistemas de produção de energia para 
a contração muscular, os elementos que devem ser considerados para a 
compreensão dos exercícios físicos e como o organismo forma energia 
nas atividades.
Metabolismo, princípios e funções
Na sua trajetória de vida, você já ouviu alguém falar sobre ter o metabolismo 
rápido ou lento e que, algumas vezes, a dificuldade de algumas pessoas em 
ter o peso que entendem ser ideal se deve ao fato do seu metabolismo ser mais 
acelerado ou lento. Entretanto, o que vem a ser o metabolismo?
A resposta se torna algo mais simples do que a complexibilidade que é 
entender o funcionamento do metabolismo, pois pode ser definido como me-
tabolismo o conjunto de reações químicas e os processos físicos responsáveis 
pelo processo de síntese e degradação dos nutrientes na célula, ou seja, o 
metabolismo se refere ao conjunto de reações bioquímicas que controlam a 
síntese e a degradação de substâncias no nosso organismo. 
Portanto, o metabolismo engloba toda reação química que acontece no 
interior de uma célula do nosso organismo. Essas reações estão relacionadas 
com a síntese de compostos orgânicos ou com a sua quebra para que seja 
fabricado o ATP, sendo essas reações coordenadas por proteínas específicas 
chamadas de enzimas. Quando caminhamos, por exemplo, o corpo necessita 
que mais energia seja produzida, assim há uma aceleração do metabolismo. 
No nosso metabolismo ocorrem dois conjuntos de reações denominadas ana-
bolismo e catabolismo.
Dessa forma, o anabolismo é o conjunto de reações químicas que produz 
uma nova matéria orgânica nos seres vivos. Ele relaciona-se com a síntese de 
compostos orgânicos estruturais e funcionais. Esses compostos podem ser as 
proteínas de membrana, enzimas e hormônios. Essas reações são fundamentais 
para o desenvolvimento de um organismo e para reparar os danos nas células. 
Já o catabolismo envolve algumas reações que têm a finalidade de degradar 
substâncias orgânicas para a obtenção de ATP, ou seja, para obter energia. Ao 
contrário do anabolismo, o catabolismo fornece energia para que as atividades 
mais importantes do organismo possam ser realizadas. Entre elas podemos 
citar a movimentação, a respiração, o controle da temperatura e a ação do nosso 
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas2
sistema nervoso. Podemos comparar essas ações ao controle da homeostase. 
Como elucida Marieb e Hoehn (2008) sobre as reações catabólicas:
No grupo de reações catabólicas, coletivamente chamadas de respiração 
celular, os alimentos combustíveis, particularmente a glicose, são quebrados 
nas células, e a parte da energia liberada é capturada para formar o ATP, a 
energia usual da célula (MARIEB; HOEHN, 2008, p. 840).
Pode-se destacar que o anabolismo necessita de energia para acontecer, ou 
seja, por conta disso, o catabolismo influencia de forma direta o anabolismo, 
pois ele atua fornecendo energia para a síntese das biomoléculas. Essas reações 
ocorrem a todo o instante no nosso corpo, no entanto, quando não estamos 
realizando nenhuma atividade física, o nosso organismo necessita da produção 
de energia para que as suas funções básicas sigam operando, o que chamamos 
de metabolismo basal.
O metabolismo basal nada mais é do que a quantidade de energia mínima 
responsável para que o organismo em repouso possa manter o funcionamento 
das suas atividades vitais por um período de 24 horas. Esse metabolismo varia 
de indivíduo para indivíduo, considerando idade, peso, sexo, altura e atividades 
exercidas, portanto, todas as reações ocorrem com o intuito de garantir que o 
corpo execute as funções necessárias para se manter ativo, como as atividades 
normais do sistema nervoso, a respiração e o bombeamento de sangue pelo 
coração. Podemos encarar o momento do sono como um dos momentos em 
que temos no nosso organismo a atividade do metabolismo basal.
O metabolismo ainda pode ser considerado acelerado ou lento. Essa de-
finição é influenciada pelos fatores genéticos e os hábitos de vida de cada 
indivíduo. O indivíduo é considerado com o metabolismo acelerado quando 
ele tem a propensão por gastar mais rápido as calorias, o que acaba por difi-
cultar o ganho de peso. Em contrapartida, os indivíduos que são considerados 
com o metabolismo lento tendem a acumular mais calorias, o que dificulta 
a perda de peso. 
Considerando que o metabolismo varia de pessoa para pessoa, algumas 
vezes ele apresenta alguns distúrbios no metabolismo que afetam diretamente 
o funcionamento. Dentre os distúrbios mais conhecidos, pode-se citar a fe-
nilcetonúria, que é uma doença em que o indivíduo nasce sem a capacidade 
de quebrar adequadamente a molécula de fenilalanina, pois o indivíduo nasce 
com a atividade prejudicada da enzima fenilalanina hidroxilase responsável 
pelo processo de hidroxilação da fenilalanina em tirosina. Outros exemplos 
são o albinismo, que é a deficiência de produção de melanina pelo organismo, 
3Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
a adrenoleucodistrofia, que é a alteração da mielina, proteína presente na 
parte branca do sistema nervoso que causa a perda das funções pelo sistema 
nervoso, a doença de Pompe, que causa a fraqueza muscular e se manifesta por 
conta de um gene defeituoso que gera deficiência da enzima alfa-glicosidade 
ácida, e a intolerância à lactose. 
Podemos compreender quais as definições básicas do nosso metabolismo, 
porém, para compreendê-lo com mais profundidade, é necessário que tenhamos 
um entendimento de como ocorre a redução da oxidação e o papel das enzimas.
Redução de oxidação e o papel das enzimas
A redução da oxidação, também conhecida como oxirredução, ocorre quando 
um composto químico do organismo perde elétron ou hidrogênio. Assim, 
denomina-se que ocorreu uma redução. Nessas reações participam substâncias 
conhecidas como coenzimas. Nesse sentido, as coenzimas que carregam 
elétrons são a nicotinamida-adenina dinucleotídeo e a flavina-adenina dinu-
cleotídeo. As formas oxidadas dessas coenzimas são abreviadas por NAD+ 
e FAD e as suas formas reduzidas (com mais elétrons) são conhecidas como 
NADH e FADH2.
Para que o nosso organismo continue realizando as suas funções, desde as 
mais básicas até as mais complexas, dependemos de uma sequência ininterrupta 
de reações químicas. Contudo, o pH próximo da neutralidade e a temperatura 
em aproximadamente36°C, não são condições apresentadas de forma favo-
rável para que o nosso organismo desenvolva todas as suas reações. Como 
exemplo clássico, pode-se pensar na digestão das proteínas em aminoácidos. 
Esse processo acontece diariamente no nosso trato digestório. Porém, para se 
obter aminoácidos na sua forma livre, em laboratórios, é necessário submeter 
as proteínas a processos de fervura em meio a ácidos ou bases para que sejam 
rompidas as ligações peptídicas. 
Assim, nota-se que a fervura (temperatura elevada) e as condições de pH 
as quais os cientistas submeteram as proteínas não são as mesmas do nosso 
organismo, pois nosso organismo tem uma temperatura mais baixa e o pH 
está um pouco distante do ideal para a reação. Porém, conseguimos realizar 
esse processo. É neste momento que as enzimas entram em ação.
As enzimas atuam no nosso organismo como catalisadores, ou seja, elas 
agem com a função de acelerar as reações químicas, mas não atuam como 
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas4
reagentes. A função delas é aumentar a velocidade das reações do organismo. 
A capacidade das enzimas acelerarem as reações e pode chegar de um milhão 
a um trilhão de vezes mais rápida do que as reações não catalisadas.
Cabe salientar que todas as enzimas também são proteínas. Portanto, a 
temperatura e o pH são capazes de alterar a atividade das enzimas e, assim, 
também alterar a velocidade das reações catalisadas por elas. Como exemplo, 
citamos a temperatura, que quanto mais alta mais ela aumenta a velocidade de 
reação das enzimas, para que ela seja atingida até a velocidade ideal. Quando 
atingida a velocidade máxima suportada (velocidade ideal), inicia a redução 
de velocidade da reação, assim ocorre o início da inativação das enzimas 
pela temperatura. 
A temperatura do organismo é um exemplo clássico. No primeiro sinal de 
instabilidade do organismo (dor, náuseas, etc.), a temperatura é mensurada 
para verificar o sinal de febre, caso a temperatura esteja acima do normal, 
quer dizer que as enzimas estarão atuando em uma velocidade maior do que 
o normal, sendo este um sinal de desequilíbrio homeostático.
Ao compreender como ocorrem os processos de redução da oxidação no 
organismo e o papel das enzimas, podemos entender como o nosso organismo 
se articula a fim de manter o equilíbrio, porém não há uma redução total na 
oxidação das células. Então, essas células oxidadas são utilizadas para se 
produzir energia em forma de ATP, outra reação muito importante no nosso 
metabolismo que é chamada de respiração celular.
Respiração celular
A respiração celular é um processo no qual as moléculas são oxidadas e é 
quando se produz o ATP. O ATP é utilizado pelos seres vivos para suprir a 
necessidade de energia para a realização do trabalho que, no caso do exercício 
físico, é uma demanda mecânica, ou seja, o ATP é a fonte de energia para a 
contração muscular. A respiração celular ocorre em três etapas: pela glicólise, 
pelo ciclo de Krebs ou pelo ciclo do ácido cítrico e, por fim, pela fosforilação 
oxidativa. Assim, por meio da produção de uma quantidade considerável de 
ATP, temos a energia necessária para realizar as atividades físicas. Nesse 
sentido, se faz necessário que entendamos como funcionam os sistemas de 
energia e como o ATP é utilizado.
5Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
Sistema de energia
No vídeo a seguir, do canal Desenrolando a Fisiologia, o 
professor de educação física Rafael Mininel mostra como 
os substratos energéticos são utilizados pelo nosso orga-
nismo para manter nossas células ativas tanto em repouso 
como no exercício. Confira o vídeo no link a seguir e tenha 
acesso a essas informações complementares sobre os 
substratos energéticos.
https://goo.gl/GfqaMV
ATP
O ATP é uma sigla utilizada para se referir à adenosina trifosfato (ou tri-
fosfato de adenosina). É a principal forma de energia química. Quando uma 
molécula de ATP passa pelo processo de hidrólise, ela acaba por liberar uma 
quantidade considerável de energia livre. O ATP tem sua molécula constituída 
por uma base nitrogenada adenina, uma ribose e três grupos de fosfato. 
Na célula, o ATP se torna fundamental, pois ele fornece a energia livre que 
elas necessitam para que possam realizar as suas atividades. Nesse sentido, 
o ATP é responsável por manter a homeostase celular, garantindo assim a 
realização dos diversos processos fundamentais para o seu funcionamento. 
Então, o ATP realiza o fornecimento de energia e funciona como uma 
moeda de energia no organismo, pois é responsável pela contração muscular. 
Porém, ele também pode doar um grupo de fosfato para outras moléculas, ou 
seja, fosforilar. 
O ATP forma energia e esta é utilizada para que possamos realizar diversas 
ações, dentre elas a contração muscular. Uma única molécula de ATP contém 
carga energética suficiente para realizar um único movimento de força, isto 
é, um movimento de pontes cruzadas nas estruturas musculares esqueléticas. 
A energia em forma de ATP nos músculos é produzida e utilizada para a 
contração por meio dos sistemas bioquímicos: anaeróbio alático (ATP-CP), 
que é conhecido como o sistema imediato de contração muscular em que o 
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas6
exercício é realizado em uma velocidade rápida em alta intensidade, anaeróbio 
lático, que é conhecido pelos exercícios de média duração de intensidade mo-
derada, e aeróbio, que é conhecido por ter uma longa duração e ter velocidade 
e intensidade moderadas. 
Sistema anaeróbio alático (ATP-CP)
A célula muscular tem uma quantidade de ATP que pode ser utilizada de 
forma imediata, resultando na quebra do ATP em adenosina difosfato (ADP) 
+ fosfato inorgânico (Pi). A quebra dessa ligação entre os fosfatos ligados 
à adenosina gera a energia que é utilizada pelo músculo. No entanto, essa 
reserva de ATP muscular é pequena e, somente ela, não seria suficiente para 
manter a demanda energética de uma atividade intensa, pois logo ocorreria a 
desfosforilação de todo o ATP estocado, restando apenas ADP. No entanto, 
as células musculares têm uma reserva energética de fosfato diferente. Elas 
contêm um composto de fosfato que tem muita energia, conhecido como 
fosfocreatina (CP), que nada mais é do que uma creatina ligada a um fosfato.
Lembra-se das enzimas? O fosfato é extraído da fosfocreatina por meio de 
uma enzima chamada creatina fosfoquinase. Esse fosfato é transferido para o 
ADP para que se possa ser produzido o ATP. 
Esse sistema pode suprir as necessidades energéticas da musculatura em 
atividades, porém, essas atividades serão de curta duração e com grande 
intensidade e velocidade. Nesse sentido, a atividade está garantida em um 
tempo entre 8 e 10 segundos. Esse curto espaço de tempo pode ser entendido 
como o tempo que o atleta Usain Bolt leva para realizar uma prova de 100 
m rasos, ou seja, na prova de 100 m rasos se utiliza como fonte de energia, 
predominantemente, o ATP-CP. 
Então, esse sistema é caracterizado por não ter a necessidade de oxigênio. 
Tem como fonte de energia o ATP e a fosfocreatina; tem uma quantidade de 
ATP produzido de forma muito limitada, porém a velocidade de síntese do 
ATP é muito alta. 
Como visto, o ATP-CP é utilizado nas atividades de curtíssima duração em 
alta intensidade. Porém, caso ultrapasse esse tempo, que é semelhante a um 
salto no voleibol ou no handebol, ou um sprint no basquetebol ou no futsal, 
qual sistema energético seria utilizado e como funcionaria esse processo? É 
o que vamos entender no sistema anaeróbio lático. 
7Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
Sistema anaeróbio lático
O sistema anaeróbio lático fornece uma fonte rápida de energia para o orga-
nismo por meio da glicólise. Esta, por sua vez, é a segunda fonte utilizada 
para sustentar as atividades físicas que são realizadas em alta intensidade, 
ficando atrás apenas da rota anaeróbica alática da reação ATP-CP. Assim, o 
metabolismo anaeróbico láticoé utilizado predominantemente em atividades 
de alta intensidade, conseguindo manter tal produção de energia por aproxima-
damente 2 a 3 minutos. o principal fator que limita a capacidade do sistema é 
o acúmulo de lactato no sangue. Quanto maior a capacidade do organismo de 
resistir ao ácido lático, maior será a intensidade apreendida na atividade física. 
Glicólise
A glicólise é uma etapa anaeróbia da respiração celular, que acontece no 
citosol e envolve 10 reações químicas diferentes dentro da célula. É nessas 
reações que ocorre a quebra da molécula de glicose, que tem como produto 
duas moléculas de ATP. 
Esse processo se inicia quando são adicionados dois fosfatos originários 
de duas moléculas de ATP à molécula de glicose para que ela seja ativada. 
Esse processo é chamado de fosforilação, assim, a glicose é convertida em 
glicose-6-fosfato. Na sequência, esse composto sofre mudanças estruturais que, 
por fim, originam frutose-6-fosfato e, posteriormente, frutose-1,6-bifosfato. 
Após essas alterações, as substâncias são quebradas em moléculas menores 
mais facilmente. Ainda nesse processo ocorre a entrada de fosfato na mo-
lécula e a desidrogenação (retirada de hidrogênios) das substâncias que são 
produzidas, com a utilização da molécula NAD. Desse modo, os elétrons dos 
hidrogênios migram para a cadeia respiratória. Nesse processo, na forma de 
NADH, é realizado o transporte dos hidrogênios, sendo assim, a NAD é a 
molécula receptora de elétrons. Um novo rearranjo ocorre nas moléculas até 
que, após a décima e última reação enzimática, o produto final da glicólise 
são duas moléculas de piruvato que seguirão para as etapas seguintes da 
respiração celular.
Ao final desse processo glicolítico, o piruvato pode ser direcionado para o 
sistema aeróbico, onde um transportador de membrana da mitocôndria (MCT) 
fará o transporte dessa molécula para o interior da mitocôndria, onde será 
realizado o processo de obtenção de energia aerobicamente, caracterizando 
assim a glicólise aeróbica ou, caso esse piruvato não seja transportado pelos 
(MCTs), acaba acumulando no citoplasma, onde sofre a ação da enzima lactato 
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas8
desidrogenase (LDH) responsável por converter a molécula de piruvato em 
lactato. 
Esse lactato pode servir como um substrato para a síntese de glicose por 
meio da glicogênese, que é uma síntese da glicose a partir de novas substâncias. 
Esse processo ocorre no que se chama de ciclo de Cori. Esse processo, que 
ocorre no fígado, converte a glicose em lactato produzido nos tecidos mus-
culares durante o período em que o organismo tem deficiência de oxigênio, 
assim, o organismo converte o lactato em glicose. 
Nesse momento e nesse sistema, o lactato vem servir como um tampão 
muscular, e não como um substrato responsável pela fadiga muscular.
O lactato ainda pode gerar uma hiperacidez nos músculos e isso pode vir 
a causar dor e desconforto após a realização das atividades físicas de longa 
duração, como uma maratona, ressalvo que a maratona é uma atividade com 
predominância no sistema aeróbio. Esse processo ocorre por conta da produção 
e do acúmulo do lactato de forma acelerada, pois o indivíduo, quando realiza 
atividades físicas de forma intensa e as células musculares têm dificuldades 
de atender às demandas de forma aeróbica, tem limitações para que o lactato 
seja oxidado no mesmo ritmo em que é produzido. 
Ao ser mensurada na corrente sanguínea a quantidade de lactato presente, 
pode-se avaliar a acidose metabólica da atividade física no organismo do 
indivíduo, lembrando sempre que o organismo de cada indivíduo reage de um 
modo diferente. A mensuração ocorre em um teste semelhante ao da glicemia 
em jejum. A quantidade de lactato no organismo proporciona que se avalie 
a intensidade do exercício. Desse modo, é necessário que o você tenha essa 
percepção para realizar uma melhor orientação. 
O sistema anaeróbio lático proporciona energia para as atividades de alta 
intensidade que podem entrar em fadiga de 45 a 120 segundos, ou seja, no 
atletismo as corridas de 400 m e 800 m rasos e nas provas de 100 m e 200 m 
de nado crawl da natação. Como exemplifica McArdle, Katch, F. e Katch, V. 
(2013), o denominador comum dessas atividades é a sustentação de esforço 
de alta intensidade com duração de 1-2 minutos. A principal fonte de energia 
desse sistema é o carboidrato (MCARDLE; KATCH, F.; KATCH, V., 2013).
Então, esse sistema é caracterizado por não ter a necessidade de oxigênio. 
Tem como fonte de energia a glicose, tem uma quantidade de ATP produzido 
de forma limitada e a velocidade de síntese do ATP é alta.
Como se pode perceber no ATP-CP e no sistema lático, não há a utilização 
do oxigênio para a produção de energia, porém, é perceptível que em algumas 
atividades físicas os indivíduos têm uma reação chamada de hiperventilação 
(respirar muito rápido e buscar muito ar). Então, há um sistema de energia 
9Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
que utiliza o oxigênio como fator importante para a produção energética. Esse 
sistema é o aeróbio. 
Sistema aeróbio
O sistema energético aeróbio é caracterizado pela predominância do oxigênio 
para a produção de energia e ele pode produzi-la de duas formas. A primeira 
trata-se da glicólise, que é quando o substrato utilizado para a produção de 
energia é o carboidrato e esse processo é chamado de glicólise aeróbica. A 
segunda é quando o substrato utilizado para a produção de energia é a gordura 
e, nesse sentido, o processo recebe o nome de lipólise. Quando se realiza 
uma atividade física, depois de três minutos o organismo já é capaz de suprir 
oxigênio dos músculos nas atividades e a obtenção de energia começa a ocorrer 
pela via oxidativa, pois a energia formada nas fases dos sistemas ATP-CP e 
anaeróbio alático já foram utilizadas pelo organismo para a realização das 
atividades. 
Nesse momento, o ATP é formado na mitocôndria com a presença de 
oxigênio por meio da oxidação dos carboidratos, dos lipídios e das proteínas 
que estão presentes no musculo ou na corrente sanguínea. O sistema aeróbio 
produz somente o CO2 e a água como um produto do processo de formação 
de energia. No que diz respeito à produção de ATP, o sistema aeróbio tem a 
capacidade de produzi-lo ilimitadamente. Porém, a complexidade que envolve 
esse sistema em conjunto com a necessidade constante do suprimento de 
oxigênio é o que acaba limitando a produção de ATP. 
Glicólise aeróbica
A glicólise aeróbica é um processo pelo qual há a degradação de carboidratos 
para que haja o fornecimento de energia para que a atividade física de intensi-
dade baixa e moderada seja realizada. Nesse sentido, ela fornece energia para 
as atividades de dormir, descansar, sentar e andar, entre outras.
A glicólise aeróbia ocorre quando existe um fornecimento suficiente de 
oxigênio e ocorre a saturação dos transportadores de membrana, não havendo 
o acúmulo de piruvato no citoplasma, que poderia ser convertido em lactato. 
Esse processo ocorre quando é desviada a maior parte do piruvato para o 
sistema aeróbio, após a ressíntese de ATP. 
Esse ácido piruvato é transportado para o interior da mitocôndria, sendo 
transformado em acetilcoezima A (acetil-CoA), formando um NADH. A 
acetil-CoA reage com o ácido oxalacético resultando em ácido cítrico, que, 
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas10
por meio da enzima citrato sintase, dá início ao ciclo de Krebs. No ciclo de 
Krebs é formado 1 ATPs, 3 NADHs e 1 FADH2. 
Ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs se inicia com a acetil-CoA, que é produzida pelo piruvato que 
resultou do processo de glicólise, ou também da oxidação dos ácidos graxos. 
Essa coenzima reage com o ácido oxalacético formando o citrato, no qual essa 
reação é catalisada pela enzima citrato sintase. Com a desidratação do citrato na 
catalisação pelas enzimas aconitase, é gerado o isocitrato. Quando é formado 
o isocitrato, ele acaba por perder um hidrogêniocom o auxílio do NAD, que 
se transforma em NADH, outro evento que ocorre é a descarboxilação (perda 
de carbono) com a saída de gás carbônico. Essas reações utilizam a enzima 
isocitrato desidrogenase e geram o alfa-cetoglutarato. O alfa-cetoglutarato reage 
de modo semelhante ao isocitrato, perdendo um hidrogênio e um carbono com 
a geração de um composto de quatro carbonos que se combina imediatamente 
com a CoA, que é denominado succinil-CoA.
O succinil-CoA é uma reação de catalisação que gera energia ao perder a 
CoA, assim forma-se o succinato. Quando isto ocorre, há a geração de GTP, 
que depois é transformado em ATP. Esse ATP é formado por GDP, GTP e 
fosfato inorgânico presente na matriz. 
De auxílio da enzima succinato desidrogenase, o succinato perde dois hi-
drogênios, gerando o fumarato. Esse processo acontece com o FAD recebendo 
esses dois hidrogênios e se transformando em FADH2. O fumarato, por sua 
vez, recebe água por um processo chamado de hidratação, gerando o malato. 
Nesse processo, a enzima fumarase reage de forma catalisadora. Desse modo, 
o malato perde um hidrogênio com o auxílio da malato desidrogenase e do 
NAD, que se transforma em NADH. Essa reação gera o oxaloacetato, que 
voltará ao ciclo novamente.
O ciclo de Krebs tem como principal função a produção de energia de forma 
direta ou indireta, no entanto, esse ciclo realiza outras reações importantes. 
Na produção de energia, cada vez que a acetil-CoA entra no ciclo se produz 
um ATP. A cada molécula de glicose que passa pelo processo de glicólise são 
produzidas duas moléculas de piruvato, que acaba sendo utilizado na formação 
de acetil-CoA. Nesse sentido, entende-se que o ciclo de Krebs produz duas 
moléculas de ATP para cada uma de glicose.
A outra função do ciclo de Krebs é produzir elétrons altamente energéticos 
e prótons, que passarão por um processo chamado sistema transportador 
de elétrons, que será a etapa mais eficiente e altamente energética. O ciclo 
11Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
ainda tem a função de formação de metabólitos que são utilizados em outros 
processos no nosso organismo.
Veja a seguir a Figura 1.
Figura 1. Representação das fases do ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico.
Fonte: Marieb e Hoehn (2009, p. 846).
No ciclo de Krebs acontece a quebra de compostos com determinado objetivo (cata-
bolismo). Porém, esse processo que ocorre na mitocôndria tem grande importância 
na construção de moléculas (anabolismo). Então, alguns compostos intermediários 
do ciclo podem ser utilizados na formação de outros compostos, como é o caso do 
oxaloacetato, que participa na geração do aspartato, entre outros.
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas12
No momento em que o piruvato é captado e transferido para a mitocôndria, 
acaba se transformando em acetil-CoA. Essa molécula, no ciclo de Krebs, tem a sua 
porção acetil ligando-se ao oxalato e formando o citrato. Ao longo desse processo, 
o NADH e o FADH2 se acoplam nas estruturas citocrômicas. Nesse processo, 
o ATP e o hidrogênio são liberados. Os resultados são a liberação de ATP em 
certas etapas do ciclo e a liberação de hidrogênios que, para não se acumularem no 
sistema em razão da acidez, são assim transferidos para as cadeias respiratórias. 
Entrando em reação com o oxigênio, se oxidarão e se formarão moléculas de água.
Ao considerar as duas moléculas de piruvato que foram utilizadas no ciclo 
de Krebs, o processo aeróbio glicolítico produziu 36 ATPs da seguinte forma:
 � Glicólise = 2 ATPs.
 � NADHs por piruvato (4) × piruvatos (2) × ATPs liberados (3) = 24 ATPs.
 � FADHs por piruvato (1) × piruvatos (2) × ATPs liberados (2) = 4 ATPs.
 � Lançamentos de NADHs do citoplasma para a mitocôndria por elétron 
shutton = 6 ATPs.
Logo, 2 ATPs + 24 ATPs + 4 ATPs + 6 ATPs = 36 ATPs produzidos na 
mitocôndria a cada duas moléculas de glicose que passa por todos os processos.
A seguir, observe o Quadro 1.
Lipólise
A lipólise é um processo pelo qual há a degradação dos lipídios em ácidos 
graxos e glicerol. Esse processo ocorre no tecido adiposo. Na matriz mito-
condrial acontece a oxidação dos ácidos graxos por meio de uma combustão. 
Esse processo ocorre por conta da secreção de glucagon, que é o hormônio que 
auxilia na regulação da insulina. Nesse sentido, quando o sangue está com a 
concentração de glicose abaixo do normal, quando ocorre uma hipoglicemia, 
o pâncreas tende a secretar o glucagon. Esse hormônio estimula o fígado a 
liberar glicose no sangue. Essa glicose liberada pelo fígado é proveniente da 
quebra de glicogênio hepático e da gliconeogênese. Vale ressaltar que a secreção 
de glucagon também atua no tecido adiposo, causando a metabolização dos 
triglicerídeos armazenados, que acabam indo para a corrente sanguínea, onde 
se aglomeram nas lipoproteínas de baixa densidade (VLDL e LDL), podendo 
ser transportadas até o fígado. No momento em que VLDL e LDL chegam até o 
fígado, os triglicerídeos que eram transportados são captados e metabolizados, 
de modo que a sua quebra produz ácidos graxos e glicerol. Assim, o glicerol 
é transformado em glicose, onde parte é liberada para a corrente sanguínea 
13Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
e o restante repõe o glicogênio hepático. Esse sistema produz energia para as 
atividades de longa duração, bem como a glicólise aeróbica. 
Fonte: Adaptado de VanPutte (2017).
Processo Produto Total de ATPs produzidos
Glicólise 4 ATPs 2 ATPs (4 ATPs produzidos 
menos 2 ATPs do início)
2 NADHs 4 ATPs
Produção de Acetil-CoA 2 NADHs 6 ATPs
Ciclo do ácido cítrico 2 ATPs 2 ATPs
6 NADHs 18 ATPs
2 FADH2 4 ATPs
Total 36 ATPs
Quadro 1. Produção de ATP a partir de uma molécula de glicose
O Quadro 1 anterior trata da quantidade de ATPs que uma molécula de glicose tem 
a capacidade de produzir. Como você pode ver, uma molécula de ATP de uma deter-
minada substância, nesse caso, a glicose, pode formar até 36 ATPs, passando por mais 
de uma reação da respiração celular.
É importante sabermos que os lipídeos são a maior fonte de energia para o 
nosso organismo. A lipogênese, ou seja, a armazenagem de carbono na forma 
de triglicerídeo (TGL), é um processo regulado pela insulina, pois quando a 
glicemia e os carboidratos exógenos diminuem, há a estimulação e a liberação 
do glucagon, que tem a função glicogenolítica. Vale salientar que a reserva de 
glicogênio é baixa, para que seja mantida a glicemia, assim, o fígado inicia o 
processo de gliconeogênese. Para que isso ocorra, é necessário o fornecimento 
de energia, função esta garantida pela metabolização dos ácidos graxos. 
A hidrólise dos triglicerídeos é o processo de largada da lipólise, pois é a 
partir disso que são formados o glicerol e as três moléculas de ácidos graxos. 
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas14
A degradação dos ácidos graxos representa uma produção de energia quase 
três vezes maior que a energia produzida pela glicólise. 
Sobre o adipócito, rico em TGL estocado, o glucagon liga-se ao seu receptor, 
formando o AMPc como segundo mensageiro. Este, então, ativa a realização 
da fosforilação lipase no interior do adipócito. Essa lipase inicia o processo 
de degradação dos TGLs armazenados, liberando então os ácidos graxos 
livres para o sangue. 
A oxidação dos ácidos graxos é chamada de beta-oxidação. Esse processo 
ocorre na matriz mitocondrial e sua função é produzir o acetil-CoA, que será 
utilizado no ciclo de Krebs do mesmo modo que a acetil-CoA que é gerada 
pela glicólise. 
O processo de beta-oxidação ocorre por meio da degradação da cadeia 
carbonada dos ácidos graxos em ciclos, de modo que cada ciclo é formado 
por uma sequência de quatro reações que, ao fim do processo, gera uma mo-
lécula de acetil-CoA. A quantidade de moléculas de acetil-CoA a ser gerada 
dependerá do tamanho da cadeia de carbonos, que é o determinante para a 
quantidade de ciclos.
Nesses ciclos são retirados dois carbonos da cadeia carbonada do ácidograxo para que seja formado o acetil-CoA. Nesse sentido, a quantidade de ciclos 
é a metade do valor total de carbonos da cadeia carbonada do ácido graxo. 
Para uma cadeia de 16 carbonos, deveriam ocorrer 8 ciclos. Porém, essa concepção é 
errada, pois no último ciclo são geradas 2 moléculas de acetil-CoA, precisando, dessa 
forma, de um ciclo a menos do que a metade exata do número de cadeias de carbono. 
Portanto, a quantidade correta de ciclos que devem acontecer em uma cadeia de 16 
carbonos é de 7 ciclos. Então, no sétimo ciclo, os 4 carbonos serão divididos em dois 
grupos de 2 carbonos, produzindo 2 moléculas de acetil-CoA. Por esse motivo não é 
necessário que se utilize um ciclo extra da beta-oxidação. 
No momento em que tratamos de cadeias ímpares de ácidos graxos, o 
último ciclo gerará uma molécula de acetil-CoA (2 carbonos) e uma molécula 
de 3 carbonos chamada de propionil-CoA, sendo que o propionil-CoA, quando 
oxidado, passa para succinil-CoA, que é utilizado no ciclo de Krebs. 
15Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
Portanto a beta-oxidação é uma via importante do nosso metabolismo, 
pois ela permite a utilização da energia da gordura armazenada no corpo em 
diversos locais. A musculatura se utiliza dessa energia da degradação dos 
ácidos graxos e, no fígado, a energia liberada da beta-oxidação é utilizada 
para a realização da gliconeogênese. 
Neste capítulo, você pôde compreender como é o nosso metabolismo e as 
questões referentes a ele que devem ser consideradas no momento de realizar 
a indicação ou prescrição de uma atividade física. Dependendo do objetivo da 
pessoa que o procura, deve ser prescrita uma atividade que considere, além 
das questões metabólicas, o histórico de vida do indivíduo, pois, considerando 
fatores como idade, sexo, altura e peso, é possível prescrever uma atividade 
que vá ao encontro do sistema ATP-CP, do sistema anaeróbio lático ou do 
sistema aeróbio. É preciso considerar o metabolismo do indivíduo, se é rápido 
ou lento, e o estado de saúde que ele apresenta. Por meio dos conceitos aqui 
desenvolvidos, você é capaz de identificar as diferenças entre o metabolismo 
anabólico, que são as reações químicas que constroem moléculas, e catabólico, 
que faz o efeito contrário do anabolismo, pois ele realiza reações químicas 
que quebra moléculas e nutrientes. Nesse sentido, é possível reconhecer os 
sistemas anaeróbio alático e anaeróbio lático e, por fim, descrever o sistema 
aeróbico que ocorre por meio da glicólise da lipólise. Dessa forma, será pos-
sível reconhecer como o organismo do indivíduo poderá reagir diante das 
atividades propostas. 
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Leituras recomendadas
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CISTERNAS, J. R.; VARGA, J.; MONTE, O. Fundamentos de bioquímica experimental. 2. ed. 
São Paulo: Atheneu, 2001.
Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas16
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17Metabolismo, sistemas energéticos e fontes energéticas
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