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METABOLISMO
descomplicado
PROF. DR GLEISSON BRITO
CARNEIRO PRODUÇÕES
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SOBRE O AUTOR: GRADUADO EM EDUCAÇÃO
FÍSICA E EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS. EM SEU
MESTRADO E DOUTORADO REALIZOU PESQUISAS
ENVOLVENDO METABOLISMO. É PROFESSOR
UNIVERSITÁRIO HÁ QUASE 20 ANOS, ATUANDO
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gleisson brito
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01
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CONTEÚDO
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DEFININDO METABOLISMO
ENERGIA NOSSA DE CADA DIA
A MOEDA ENERGÉTICA DA CÉLULA: ATP
Entendendo o sistema creatina fosfato
Entendendo a via glicolítica
Entendendo o Ciclo de Krebs
A Cadeia de Transporte de Elétrons
ESTOQUES DE ENERGIA NO CORPO HUMANO
METABOLISMO DAS FIBRAS MUSCULARES
METABOLISMO NA ATIVIDADE FÍSICA
O CICLO DE CORI
O CICLO DA ALANINA
FLEXIBILIDADE METABÓLICA
AS MIOCINAS
AS EXERCINAS
AS ADIPOCINAS
rEGULAÇÃO ENDÓCRINA DO METABOLISMO
CURSO FUNDAMENTOS DO METABOLISMO18
METABOLISMO É UM TERMO QUE
ENGLOBA TODAS AS
TRANSFORMAÇÕES DA ENERGIA.
EXISTEM DUAS DIVISÕES BÁSICAS.
leia a legenda
catabolismo
definindo metabolismo
anabolismo
libera energia
reações exergônicas
Aumenta a entropia
absorve energia
reações endergônicas
reduz a entropia
cards metabólicos
01
Catabolismo: Reações que liberam a
energia armazenada nos nutrientes
(carboidratos, lipídeos, proteínas).
Para que essa liberação ocorra, o
nutriente deve ser "desmontado".
Da perspectiva biofísica, estas
reações são chamadas de
exergônicas (reações que liberam
energia), e promovem aumento na
entropia, que se refere ao grau de
desorganização de um sistema.
ANABOLISMO: REAÇÕES QUE
ABSORVEM A ENERGIA DISPONÍVEL.
PARA QUE ESTA ABSORÇÃO OCORRA,
A ENERGIA É INCORPORADA EM
NOVAS MOLÉCULAS SINTETIZADAS E
ARMAZENADAS (CARBOIDRATOS,
LIPÍDEOS, PROTEÍNAS). ESTAS
REAÇÕES SÃO DENOMINADAS
ENDERGÔNICAS (REAÇÕES QUE
ABSORVEM ENERGIA), E PROMOVEM
REDUÇÃO NA ENTROPIA,
AUMENTANDO O GRAU DE
ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA.
OS PROCESSOS DE CATABOLISMO E
ANABOLISMO SÃO CONTROLADOS
POR MECANISMOS DE OXIDAÇÃO E
REDUÇÃO (REAÇÕES REDOX), QUE
ENVOLVEM A TRANSFERÊNCIA DE
ELÉTRONS ENTRE MOLÉCULAS. DE
MODO SIMPLIFICADO, AS REAÇÕES
REDOX SÃO AS RESPONSÁVEIS PELA
"MONTAGEM" OU "DESMONTAGEM"
DOS NUTRIENTES PARA LIBERAR OU
ARMAZENAR ENERGIA. OU SEJA,
ELAS CONSTITUEM O MECANISMO
BÁSICO DE TODO O
METABOLISMO ENERGÉTICO.
10%
15%
75%
comendo
em atividade física
em repouso
energia nossa de cada dia.
Durante um dia comum, nós
gastamos energia com diversas
atividades. Nosso gasto energético
total é calculado como a soma dos
gastos em repouso, em atividade
física, e do gasto necessário para a
alimentação.
02
A maior parte do nosso gasto
diário ocorre nas atividades de
repouso (~75%), e está relacionado
com a energia necessária para
manter o funcionamento dos
órgãos. Por exemplo o coração,
pulmão, cérebro e as vísceras.
Uma parte menor (~15%), é
relacionada com a demanda da
atividade física. Desde limpar a
casa, ir à padaria, ou fazer
exercícios físicos em uma academia.
Já a alimentação responde pela
menor parcela do gasto diário. Este
gasto se refere à energia utilizada
pelo organismo nos processos
digestivos. Sim, digerir os alimentos
demanda gasto energético. Este
fenômeno é conhecido como efeito
térmico dos alimentos, ou TEA, e é
responsável por aproximadamente
10% do gasto energético total.
Um conceito importante, derivado
destas análises, é o de PAL (nível de
atividade física). O PAL é calculado
dividindo-se o valor do gasto
energético total pelo valor do
gasto energético em repouso, e o
resultado é um indicador do nível de
atividade física de uma pessoa. Com
ele, podemos classificar as pessoas
como sedentárias ou fisicamente
ativas.
base
nitrogenada
ligações de
alta energia
7,3Kcal
a moeda energética das células: Atp
açucar
ribose
fosfatos
adenosina
A energia presente nos alimentos,
carboidratos, lipídeos e proteínas ,
não é transferida diretamente para
o trabalho biológico das nossas
células.
03
Na realidade, a energia dos
carboidratos, lipídeos e proteínas
precisa ser transferida para um
molécula denominada
Adenosina Trifosfato, ou ATP.
É a energia armazenada na molécula
de ATP que provê toda a energia
necessária para as funções
biológicas.
O ATP é formado pela Adenosina e
mais três Fosfatos.
A Adenosina, por sua vez, é uma
molécula formada por uma base
nitrogenada (Adenina) e um
açúcar (Ribose).
glicose
aminoácidos
ácidos graxos
a energia dos nutrientes é
transferida ao atp
atp
As ligações que unem os dois
fosfatos mais externos do ATP são
chamadas Ligações de Alta Energia,
pois armazenam a maior parte da
energia potencial desta molécula.
Quando uma das ligações entre os
fostatos é hidrolizada (quebrada),
ocorre liberação de energia (aprox.
7,3Kcal), e o ATP é transformado em
ADP (Adenosina Difosfato). Caso uma
segunda ligação entre os fosfatos
seja hidrolizada, ocorre a
formação do AMP (Adenosina
Monofosfato).
No organismo o ATP é armazenado
em quantidades ínfimas (80 a 100g)
e, portanto, precisa ser
continuamente ressintetizado. Essa
ressíntese pode ocorrer dentro do
citoplasma ou dentro das
mitocôndrias.
Quando ocorre no citoplasma, o
metabolismo é anaeróbio (via da
fosfocreatina ou da glicólise). E
quando ocorre na mitocôndria, o
metabolismo é aeróbio (Ciclo de
Krebs e Cadeia Transportadora de
Elétrons).
entendendo o sistema
creatina fosfato
adp
fosfato
creatina
fosfato
atp
O corpo possuí uma quantidade
limitada de ATP (80 a 100g). Portanto,
precisam ressintetizá-lo
continuamente conforme o uso.
04
Para termos uma ideia, a
transferência de energia aumenta
em 4x quando saímos da posição
sentada, para uma caminhada. Isso
exige uma resposta rápida dos
sistemas de ressíntese de ATP.
Oa ácidos-graxos e a glicose
constituem as maiores fontes de
energia para a ressíntese do ATP.
Contudo, as células também
ressintetizam o ATP obtendo o
grupamento fosfato a partir de
uma outra molécula, a creatina
fosfato (ou fosfocreatina),
abreviada como PCr.
A PCr, assim como o ATP, faz parte
da classe de moléculas
denominadas Compostos Fosfatados
de Alta Energia. E,
consequentemente, uma elevada
quantidade de energia é liberada
quando ocorre a quebra das
ligações fosfato da PCr.
Um dado interessante é que as
células armazenam seis vezes mais
PCr que ATP, o que demonstra a
importância desse sistema de
transferência de energia.
Como funciona o sistema da
fosfocreatina?
Quando o ATP é hidrolizado,
ocorre a formação de ADP. Este
ADP pode ser rapidamente
transformado em ATP pela
transferênciade um grupamento
fosfato da PCr. A transferência do
grupamento fosfato entre a PCr e
o ADP não depende de oxigênio,
portanto este é um sistema
anaeróbio de resíntese do ATP.
Como não ocorre produção de
ácido lático nestas reações, o
sistema também é conhecido como
anaeróbio alático.
Contudo, o sistema da PCr só pode
fornecer a energia necessária
para a ressíntese de ATP por um
curto período de tempo.
Aproximadamente 05 a 08
segundos. Caso um exercício, por
exemplo, ultrapasse essa duração,
outros sistemas precisarão entrar
em ação.
piruvato
lactato
glicólise
entendendo a via glicolítica
atp
acetil-coa
glicose
A maior parte da energia para a
fosforilação (montagem) da molécula de
ATP vem do processo de oxidação da
glicose, dos ácidos-graxos e dos
amonoácidos.
05
O termo oxidação vem da bioquímica.
Você está lembrado? Quando uma
molécula ganha elétrons, dizemos que
ela foi reduzida. Quando ela perde
(doa) elétrons, dizemos que ela foi
oxidada. No caso do metabolismo, esse
processo envolve principalmente
receber ou doar elétrons por meio do
recebimento ou doação dos átomos de
hidrogênio, que contêm 01 elétron e
01 próton. Estes processos de
oxidação/redução constituem o
mecanismo do metabolismo
energético. E, a partir daqui, vamos
usar como sinônimo de oxidação a
retirada dos átomos de hidrogênio
das moléculas.
Resumidamente, a glicólise é o
nome dado ao processo de
oxidação da glicose. Ou seja, neste
processo os átomos de hidrogênio
da glicose são retirados. Conforme
a glicose perde seus hidrogênios,
ela vai se transformando em
outras moléculas. Ao final da
glicólise são formadas duas
moléculas de piruvato, e a energia
liberada no processo é utilizada
para fabricar dois ATPs.
glicólise
piruvato
glicose
piruvato
lactato
acetil-coa
A formação dos piruvatos encerra
a glicólise. Mas o metabolismo
pode continuar. Por exemplo, se
houver oxigênio suficiente, o
piruvato entra na mitocôndria e
forma Acetil-CoA. Essa é a via
aeróbia de metabolização. Se o
oxigênio for insuficiente, o
piruvato será convertido em
lactado, e será enviado ao fígado
para um processo chamado
gliconeogênese (fabricação de
nova glicose).
ácidos graxos
entendendo o
ciclo de krebs
atp
acetil-coa
glicose
aminoácidos
mitocôndria
ciclo de
krebs
Para que o organismo consiga extrair a
energia armazenada nos nutrientes,
estes devem passar pelo processo de
oxidação.
06
Em essência, neste processo os
nutrientes são desmontados. A
oxidação da glicose, dos aminoácidos
e dos ácidos-graxos, portanto, é
sinônimo de sua desmontagem. Você
está lembrado que essas moléculas
são formadas por átomos, como
carbono, oxigênio, hidrogênio? No
processo de oxidação, os átomos de
hidrogênio são retirados das
moléculas, levando junto seus
elétrons (lembre que o hidrogênio
possui um elétron e um próton). A
oxidação dos nutrientes pode
acontecer fora das mitocôndrias ou
dentro delas. Quando ocorre fora,
chamamos o metabolismo de
anaeróbio. É o caso da via glicolítica.
Quando o oxidação ocorre dentro das
mitocôndrias, o metabolismo é
aeróbio.
Cada nutriente segue um caminho
específico até sua chegada na
mitocôndria. A glicose, por exemplo, é
transformada em piruvato, que depois de
entrar na mitocôndria é convertido em
acetil-CoA. Os ácidos-graxos passam por
um processo denominado beta-oxidação,
dentro das mitocôndrias, e são
convertidos em acetil-CoA. Os
aminoácidos passam pelos processos de
transaminação ou desaminação (retirada
do nitrogênio), e então são convertidos
em piruvato, acetil-CoA, ou algum outro
intermediário (molécula que faz parte)
do Ciclo de Krebs. Notou algo em comum?
Pois é, o acetil-CoA funciona como um
grande hub metabólico. Quase todas as
moléculas energéticas serão convertidas
em acetil-CoA em alguma etapa do
processo oxidativo. Esse processo é
fundamental, pois é o acetil-CoA quem
"alimentará" o Ciclo de Krebs.
Mas afinal, o que acontece no
Ciclo de Krebs?
Este ciclo nada mais é que um
conjunto de enzimas que atuam
para, gradativamente, oxidar o
acetil-CoA. Apesar do Ciclo de Krebs
produzir uma molécula de ATP
("umazinha" só, cada vez que faz um
ciclo completo) sua principal
função é liberar muitos átomos de
hidrogênio (oxidação), que serão
posteriormente utilizados para
produzir uma grande quantidade
de ATP na cadeia de transporte de
elétrons.
ciclo de
krebs
ciclo de
krebs acetil-coa
atp
a cadeia de transporte
de elétrons e a atp sintetase
atp
sintetase
2
CTE
ÁGUA
Nas últimas páginas, vimos três
mecanismos importantes de
ressíntese do ATP: O sistema da
Fosfocreatina, a via da Glicólise, e o
Ciclo de Krebs.
07
porém, a maior de todas as fontes de
ATP é a atuação conjunta da Cadeia
Transportadora de Elétrons e da ATP
Sintetase.
Após as moléculas de ácidos-graxos,
glicose e aminoácidos serem
direcionados para o Ciclo de Krebs, o
processo de oxidação (desmontagem)
libera grande quantidade de átomos
de hidrogênio no interior da
mitocôndria. Esses hidrogênios e
seus elétrons são enviados para a
Cadeia Transportadora de Elétrons
(CTE).
atp
sintetase
CTE atp
Você está lembrado que a
mitocôndria é uma organela com
bicamada lipídica? Pois bem, esses
hidrogênios são acumulados entre
as duas membranas da mitocôndria
pela atuação da cte, e depois
retornam ao interior da célula por
uma enzima denominada ATP
Sintetase. A passagem desses
hidrogênios de um lado para o
outro da membrana provê o
mecanismo de ativação desta
enzima, que começará a fabricar
moléculas de ATP.
Esse processo lembra a produção de
energia em uma hidrelétrica. No
lugar da água represada estão os
hidrogênios. E no lugar das
turbinas está a enzima ATP
Sintetase.
Quando os hidrogênios retornam
para a parte interna das
mitocôndrias, ele e seu elétron
reagem com o oxigênio, gerando
água. Esta etapa finaliza o
processo de oxidação. Ou seja,
neste momento os carboidratos,
lipídeos e proteínas foram
completamente oxidados. É por
esta razão que esta via
metabólica é denominada aeróbia.
Usando a terminologia
bioquímica, metabolismo aeróbio
é aquele em que o oxigênio é o
aceptor final de elétrons.
2
ÁGUA
Na CTE, aproximadamente 34% da
energia dos nutrientes é convertida
em ATP (eficiência). O restante
transforma-se em calor, que
mantém a temperatura corporal.
Para uma comparação, o motor a
vapor tem uma eficiência de 30%, o
que mostra que nosso corpo é
altamente eficiente.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA:
34%
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA:
30%
EXERCÍCIO
NEUROTRANSMISSORES
TECIDO ADIPOSO
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estoques de energia
no corpo humano
~100 mil Kcal
~2 mil Kcal
triglicerídeos
glicogênio
Você sabia que o corpo humano,
em uma pessoa de
aproximadamente 70 kg, pode
armazenar mais de 100 mil
kilocalorias?
08
A energia potencial no nosso
organismo está armazenada na
forma de triglicerídeos,
glicogênio e proteínas.
Os triglicerídeos correspondem à
aproximadamente 80% de toda a
energia armazenada. Eles podem
ser encontrados dentro do tecido
adiposo subcutâneo e visceral,
mas também se encontra dentro
dos nossos músculos, na forma de
tecido adiposo intramuscular.
O glicogênio é encontrado no
fígado, que guarda em torno de
350g deste nutriente. O fígado
é considerado um estoque de
glicose, pois este glicogênio
pode ser catabolizado e a
glicose liberada na circulação.
No músculo também temos
glicogênio (aproximadamente
90g), porém, este substrato é
de uso exclusivo do músculo,
já que não pode ser lançado
na circulação.
As proteínas correspondem a
aproximadamente 15% da energia
potencial armazenada. Porém, não
existe um estoque de proteínas no
corpo humano. Todas as proteínas
estão exercendo algum papel
funcional. Por esta razão, seu uso
como energia é mais limitado.
Por último, vale citar o próprioATP. Nosso organismo possuí algo
em torno de 100g de ATP
armazenado. Esse ATP precisa ser
constantemente ressintetizado,
seja pelas vias anaeróbias, ou pela
via aeróbia.
metabolismo
das fibras musculares
tipo I
tipo II-a
tipo ii-x
As fibras musculares esqueléticas
podem ser estudadas por várias
perspectivas. Por exemplo, em
relação à velocidade de contração,
elas podem ser classificadas em
fibras de contração lenta (Tipo-I) e
fibras de contração rápida (Tipo-II).
09
Em relação ao metabolismo
energético, elas ainda podem ser
classificadas em oxidativas
(utilizam principalmente ácidos
graxos) ou glicolíticas (utilizam
principalmente glicose).
As fibras de contração lenta (Tipo-I)
geram energia para a ressíntese de
ATP majoritariamente pelo
metabolismo aeróbio. Possuem
muitas mitocôndrias e são ativadas
em atividades de longa duração e
baixa potência. Por esta razão, são
também conhecidas como fibras
lentas-oxidativas.
As fibras de contração rápida
(Tipo-II) são ativadas em atividades
de curta duração e alta potência.
Possuem poucas mitocôndrias e
dependem principalmente do
metabolismo glicolítico anaeróbio
para ressintetizar ATP. Por esta
razão também são denominadas
fibras rápidas-glicolíticas.
Além das fibras de contração
lenta (Tipo-I) e das fibras de
contração rápida (Tipo-II), os
seres humanos possuem também
um tipo intermediário de fibra
muscular. Estas fibras
intermediárias são de contração
rápida, mas possuem uma elevada
capacidade oxidativa. Portanto,
são denominadas como fibras
rápidas-oxidativas. Por
possuírem contração rápida, são
classificadas como um subtipo de
fibra do Tipo-II. Assim, as fibras
Tipo-II são subdivididas nas
chamadas fibras Tipo-II-X
(rápidas glicolíticas), e nas fibras
Tipo-II-A (as intermediárias:
rápidas oxidativas)
metabolismo energético na
atividade física
ácidos graxos
glicose
Durante o exercício, o músculo
esquelético é perfundido com um
maior volume sanguíneo em função
da vasodilatação periférica. Esse
maior volume de sangue auxilia na
entrega de nutrientes e na retirada
de metabólitos do músculo.
10
Durante exercício aeróbio de baixa
intensidade (25% do VO2 máx), o
principal substrato responsável
pela síntese de ATP no músculo são
os ácidos graxos vindos do tecido
adiposo, que são entregues via
corrente sanguínea.
Conforme a intensidade do
exercício aeróbio aumenta (65 -
80% do VO2 máx), o músculo
esquelético se torna cada vez mais
dependente dos substratos
armazenados dentro da célula, em
detrimento daqueles que chegam
pela circulação.
Por exemplo, enquanto no
exercício de baixa intensidade os
ácidos graxos da circulação podem
atender até 90% da demanda de
energia no músculo, no exercício
de elevada intensidade o
glicogênio muscular passa a
atender mais de 50% desta
demanda.
piruvato
lactato
glicose
gliconeogênese
glicose
exercício e o
ciclo de cori
exercício
Durante o exercício, se a
disponibilidade de oxigênio for
adequada (aerobiose), a glicose é
convertida a piruvato, e este é
preferencialmente destinado às
mitocôndrias para produção de ATP.
11
Porém, em condições de baixa
disponibilidade de oxigênio
(anaerobiose), o piruvato pode se
acumular e causar interrupção da
via glicolítica. Para evitar este
processo, o piruvato precisa ser
convertido a lactato.
O acúmulo de lactato no músculo é
deletério para seu metabolismo e,
por este motivo o lactato é lançado
na circulação. Ao chegar no fígado,
o lactato serve como um substrato
gliconeogênico. Isto é, ele será
utilizado para fabricar glicose.
Esta nova glicose pode ser lançada
na circulação, e então servirá
como um substrato energético
para o músculo. Este ciclo de
eliminação do lactato sanguíneo
por meio da via gliconeogênica é
denominado Ciclo da glicose -
ácido lático, ou Ciclo de Cori, em
homenagem aos seus
descobridores.
O Ciclo de Cori foi descoberto pelo
casal Gerty Theresa Cori e Carl
Ferdinand Cori, que receberam o
prêmio Nobel de Fisiologia ou
Medicina em 1947.
piruvato
alanina
glicose
exercício e o
ciclo da alanina
alanina
piruvato
aminoácido
glicose
exercício
Em complementação ao Ciclo de
Cori, o Ciclo da Alanina também é
fundamental para manutenção dos
níveis de glicose no sangue
durante o exercício.
12
Quando uma pessoa está se
exercitando em intensidade
moderada, o músculo esquelético
pode dobrar a liberação do
aminoácido alanina na circulação.
Se o exercício for de intensidade
elevada, essa liberação pode chegar
a ser seis vezes maior!
Mas qual seria a função deste
fenômeno? Vamos entender melhor:
O aminoácido alanina secretado
pelo músculo durante o exercício
é utilizado no Ciclo da Alanina,
também denominado ciclo da
alanina-glicose. Este é um ciclo
ativado, principalmente, quando
existe demanda energética muito
elevada.
O músculo em atividade fabrica a
alanina por um mecanismo
denominado transaminação.
Basicamente, um grupapento
amino (NH2) derivado de outros
aminoácidos (ex. Leucina), é
transferido ao piruvato. Esse
processo transforma o piruvato
em alanina.
A alanina deixa o músculo e vai
ao fígado. Lá, ela perde o
grupamento amino (NH2) por um
processo denominado
desaminação, e transforma-se
novamente em piruvato. Este
piruvato é utilizado na via
gliconeogênica. Ou seja, na
síntese de nova glicose.
Finalmente, esta glicose volta
para o músculo esquelético, e lá é
utilizada como substrato
energético.
flexibilidade
metabólica
13
Flexibilidade Metabólica é um
conceito relativamente novo, que
diz respeito à capacidade do
organismo lidar metabolicamente
com as alterações das
concentrações de nutrientes na
circulação. Tecidos como o
músculo esquelético em geral se
adaptam de modo dinâmico ao uso
dos substratos energéticos, como
uma resposta à sua
disponibilidade.
De modo resumido, uma pessoa
metabolicamente flexível deve:
De modo resumido, uma pessoa
metabolicamente flexível deve:
- No estado pós-absortivo
(jejum): Oxidar mais ácidos
graxos e suprimir a oxidação de
glicose
- No estado pós-prandial (logo
após uma refeição): Oxidar mais
glicose e suprimir a oxidação
dos ácidos graxos.
A regulação desta transição
entre o estado pós-absortivo e o
estado pós-prandial é complexa,
mas um dos principais
reguladores é o hormônio
insulina e também a
concentração de triglicerídeos
dentro dos tecidos.
Por outro lado, em indivíduos
obesos sedentários instala-se um
estado de inflexibilidade
metabólica. Neste quadro, quando
a pessoa ingere uma refeição, o
organismo não consegue elevar
adequadamente a oxidação de
glicose, tampouco suprimir de
maneira apropriada a oxidação de
ácidos graxos. Já em jejum, a
pessoa metabolicamente
inflexível apresenta menor
oxidação de ácidos graxos e maior
oxidação de glicose.
Em conjunto, a inflexibilidade
metabólica será caracterizada
por indivíduos com
concentrações plasmáticas
elevadas de glicose e ácidos
graxos no jejum, e por
dificuldade de ajustar a
oxidação destes nutrientes após
as refeições.
decorina
IL-6
o músculo esquelético
produz miocinas
irisina
miostatina
miocinas
O músculo esquelético é capaz de
sintetizar moléculas durante a
atividade física, e lançar estas
moléculas na circulação, de modo
similar às glândulas produzindo
hormônios. Estas substâncias são
denominadas miocinas.
14
A primeira miocina descoberta
foi a IL-6, abreviação para
interleucina-6. Quando foi
descoberto que esta substância
era secretada pelo músculo
quando este tecido é estimulado
pela atividade física, alguns
pesquisadores denominaram a IL-
6 como "o santo graal do
exercício".
IL-6
Isto aconteceu porque a IL-6
ajuda a explicar muitas das
adaptações fisiológicas ao
exercício, cujo mecanismo até
então não estava claro.
Curiosamente, a produção de
interleucina-6 parece depender
do estado energético do músculo.
Quanto menor a concentração de
glicogênio muscular, maior a
produção de IL-6. Uma vez na
circulação, a IL-6 tem potente
efeito anti-inflamatório, e
também afeta várias vias
metabólicas.Hoje já se conhecem muitas outras
miocinas. A título de exemplo
temos:
Miostatina: Modula a massa
muscular, com efeito negativo
sobre a hipertrofia e a hiperplasia.
Irisina: Quando secretada pelo
músculo, atua sobre o tecido
adiposo, promovendo a
transformação do tecido adiposo
branco em tecido adiposo marrom.
Decorina: Bloqueia a miostatina,
promovendo crescimento
muscular.
Exercinas é o nome dado ao
conjunto de moléculas
produzidas e secretadas por
diferentes tecidos em resposta ao
exercício físico agudo ou crônico.
entendendo
as exercinas
15
Estas moléculas, que podem ter
afeito autócrino, parácrino ou
endócrino, e estão relacionadas aos
mecanismos por meio dos quais o
exercício proporciona efeitos
benéficos sobre a saúde, incluindo
aqueles metabólicos,
cardiovasculares, imunológicos e de
longevidade.
A primeira exercina foi descoberta
no ano 2000, é produzida pelo
músculo, e é denominada
interleucina-6 (IL-6). Depois dela,
muitas moléculas já foram
identificadas, sendo secretadas pelo
próprio músculo exercitado, mas
também por diversos outros tecidos.
As exercinas recebem
denominações de acordo com seu
órgão de síntese:
Músculo: Miocinas
Coração: Cardiocinas
Cérebro: Neurocinas
Fígado: Hepatocinas
Tecido Adiposo Branco:
Adipocinas
Tecido Adiposo Marrom:
Baptocinas
omentina
visfatina
o tecido adiposo é uma
glândula endócrina
leptina adiponectina
resistina
citocinas
Muito mais do que apenas
armazenar gorduras, o tecido
adiposo produz hormônios que
podem ser lançados na circulação.
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Alguns destes hormônios são
fabricados pelas próprias células
armazenadoras de gordura: os
adipócitos.
Outros, são produzidos por
células do sistema imunitário que
habitam o tecido adiposo.
Quando uma pessoa engorda ou
emagrece, a produção e as ações
destes hormônios podem ser
alteradas, alterando também
todas as ações que eles exercem no
organismo.
mais de 50 ADIPOCINAS diferentes já
foram descobertas.
Como exemplo de suas funções, a
leptina regula a saciedade, modula
o metabolismo energético e
também tem ação
pró-inflamatória.
Já a adiponectina tem efeito anti-
inflamatório e melhora as funções
do hormônio insulina.
Curiosamente, quando uma pessoa
engorda a síntese de leptina
aumenta, e de adiponectina reduz.
Já quando uma pessoa emagrece, o
processo oposto ocorre.
Receptor de
membrana
Os hormônios são reguladores
essenciais do metabolismo. Cada
hormônio possui um processo
peculiar de síntese, secreção e
transporte na circulação, até a
chegada em sua célula alvo.
a regulação endócrina
do metabolismo
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nas próximas páginas, você verá
alguns efeitos metabólicos sobre o
metabolismo do Músculo
Esquelético, do Tecido Adiposo e do
Fígado, mediados pelos hormônios
secretados nas seguintes
glândulas:
1. Suprarrenais - Catecolaminas
(Adrenalina e Noradrenalina)
2. Suprarrenais - Cortisol
3. Testículos - Testosterona
4. Tireóide - T3 e T4
5. Fígado - IGF-1 (Secretado por
estímulo do GH)
6. Pâncreas - Glucagon
7. Pâncreas - Insulina
Receptor de
membrana
Ao chegar na célula alvo, cada
hormônio possuí mecanismos
específicos de ação, ligando-se em
receptores nas membranas da
célula, ou em receptores dentro
das células. Após esta ligação, os
hormônios ativam diferentes
enzimas que, em última instância,
fazem acontecer os efeitos finais
no metabolismo.
como cada célula possuí seus
próprios conjuntos de receptores
e enzimas, um mesmo hormônio
pode ter ações diferentes no
músculo, no fígado e no tecido
adiposo, por exemplo.
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ENERGIA, CALORIAS E
OXIDAÇÃO.
O que é energia? O que são calorias? Qual a
diferença entre combustão e oxidação? Você
sabia que é impossível queimar calorias? Neste
módulo vamos estabelecer as bases
fundamentais da ciência do metabolismo.
Entendendo a energia potencial contida nos
alimentos, e a transformação da energia no
corpo, em condições como repouso ou
atividade física.
ENZIMAS E VIAS
METABÓLICAS.
As enzimas são os maestros do metabolismo.
Em conjunto, constituem uma infinidade de
vias metabólicas que coordenam as reações
endergônicas e exergônicas. Conhecê-las é base
para dominar o metabolismo humano.
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MITOCÔNDRIAS E
VIAS ENERGÉTICAS.
A usina energética das células. As mitocôndrias
são organelas complexas e essenciais para a
existência da vida. Como são reguladas as vias
energéticas dependentes e independentes das
mitocôndrias? Metabolismo aeróbio,
metabolismo anaeróbio, ciclo de Krebs, cadeia
de transporte de elétrons. Estes são alguns dos
tópicos que trabalharemos neste módulo.
METABOLISMO DE
LIPÍDEOS
Lipídeos e ácidos graxos. Saturados e
instaurados. Essenciais e não essenciais. Os
ácidos graxos acumulam a maior quantidade de
energia potencial entre as macromoléculas.
Como essa energia é transformada e
direcionada para síntese de ATP, regulação da
expressão de genes, ou acúmulo no tecido
adiposo? Vamos desvendar as bases do
metabolismo de lipídios neste módulo.
METABOLISMO DE
PROTEÍNAS.
Aminoácidos e proteínas são os blocos
construtores dos tecidos humanos. Podem ser
utilizados como energia? Podem ser
convertidos em outros nutrientes? Como os
aminoácidos essenciais são metabolizados?
Neste módulo, as proteínas e os aminoácidos
serão abordados em detalhes bioquímicos e
metabólicos.
METABOLISMO DE
CARBOIDRATOS.
Carboidrato é vida. Como nosso corpo
metaboliza este importante nutriente? Qual o
papel dos hormônios? Seu destino principal é
ser transformado em ATP ou convertido em
gorduras? Esta e outras perguntas serão o
objeto de investigação deste módulo.
METABOLISMO DO
TECIDO ADIPOSO.
O Tecido Adiposo não é apenas um local para
o armazenamento de gorduras. É também uma
fonte de muitos hormônios que afetam o
controle metabólico, interagindo com o
sistema nervoso, o sistema endócrino e o
sistema imunitário. Vamos conhecer de perto
os papéis dos diferentes tipos de tecido adiposo
no metabolismo.
METABOLISMO DO
MÚSCULO
Neste módulo vamos estudar as diferenças
metabólicas entre os tipos de fibras musculares,
e também mergulhar nas mais recentes
descobertas sobre o papel endócrino do
músculo esquelético. Você sabia que o músculo
exercitado produz moléculas que atuam como
hormônios?
REGULAÇÃO
NEUROENDÓCRINA.
Neste módulo vamos destrinchar os
mecanismos neurais e hormonais que regulam
o metabolismo humano. Vamos conhecer os
principais hormônios e neuropeptideos
responsáveis pelo controle da saciedade, da taxa
metabólica, e pelas alterações metabólicas no
exercício e na alimentação.
EVOLUÇÃO E
METABOLISMO
Um módulo diferente de tudo o que você já
viu. Conectando a ciência da evolução humana
com metabolismo e bioenergética. Como a
evolução explica a obesidade na espécie
humana? Como o ambiente onde o Homo
sapiens surgiu difere do ambiente moderno?
Como nossa alimentação mudou desde o
paleolítico?
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compatível com qualquer equipamento, e
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nutriÇÃO que querem se destacar.
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demandas dos seus alunos e pacientes giram em
torno de temas como bioenergética, hormônios e
nutrientes? No entanto, esses assuntos estão
espalhados por diversas áreas do conhecimento,
incluindo fisiologia, endocrinologia e bioquímica.
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a prática, pode te oferecer uma compreensão
simultânea destes temas.
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Metabolismo.
Metabolismoé a área que oferece compreensão
das peculiaridades metabólicas de lipídeos,
carboidratos e proteínas, aplicado à situações
como atividade física, repouso, alimentação ou
jejum.
Metabolismo é a área que investiga a regulação
dos processos biológicos em nível enzimático,
hormonal e neural, simultaneamente aplicando
este conhecimento à temas como fome, saciedade,
emagrecimento e hipertrofia.
Metabolismo é a área que estuda a
transformação da energia no organismo por
meio da troca de calor, da troca de gases e da
mensuração do gasto calórico.
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referências selecionadas
Skeletal muscle energy metabolism during exercise.
Nat Metab (2020). https://doi.org/10.1038/s42255-020-0251-4
Exerkines in health, resilience and disease.
Nat Rev Endocrinol. (2022) doi: 10.1038/s41574-022-00641-2
Metabolic flexibility to lipid during exercise is not
associated with metabolic health outcomes in individuals
without obesity.
Sci Rep (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-79092-w
Lactate as a major myokine and exerkine.
Nat Rev Endocrinol (2022). https://doi.org/10.1038/s41574-022-00724-0
Lactate as a myokine and exerkine: drivers and signals of
physiology and metabolism.
Journal of Applied Physiology. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00497.2022
https://doi.org/10.1038/s42255-020-0251-4
https://doi.org/10.1038/s41598-024-79092-w