Aula 3 - (Bioquímica do movimento) Medida Metabolismo Exercício Físico

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Escola de Educação Física e Esporte 
Universidade de São Paulo 
 
Bioquímica da Atividade Motora 
 
Medida do metabolismo 
durante o exercício físico 
 
 
Prof. Dr. Paulo Ramires 
Objetivo da aula 
Analisar a medida do metabolismo aeróbico 
durante o exercício físico 
 “Gasto” energético (ATP) 
 Vias metabólicas fornecedoras de ATP 
 Medida do gasto energético no exercício 
 VO2 max e % VO2max 
 Taxa metabólica de repouso (MET) 
Referência bibliográfica básica 
Livro: Fisiologia do Exercício – McArdle & Katch & Katch 
Cap. 4– Valor energético dos alimentos 
Cap. 5 – Introdução à transferência de energia 
Cap. 6- Transferência energética no corpo 
Cap. 7 – Tranferência energética no exercício 
Cap. 8 – Medida do gasto energético humano 
O que as células fazem que 
 
“consomem” energia (ATP) ? 
Trabalho celular 
Adaptado de McArdle 
Energia e Trabalho Celular 
Transporte pela Membrana Celular 
Adaptado de McArdle 
Energia e Trabalho Celular 
Trabalho Químico 
 - Síntese de macromoléculas - 
Grânulos de Glicogênio 
Adaptado de McArdle 
Energia e Trabalho Celular 
Trabalho Mecânico 
Contração-Relaxamento Muscular 
Adaptado de McArdle 
Adaptado de McArdle 
Energia e Trabalho Celular 
Energia e Trabalho Biológico 
Adaptado de McArdle 
O que o músculo usa para 
 
produzir ATP ? 
Trabalho Muscular 
Carboidrato Lipídio Proteína 
Substratos energéticos 
Como os músculos produzem o ATP ? 
Trabalho Muscular 
Carboidrato Lipídio Proteína 
Vias metabólicas 
energéticas 
Produção de 
ATP 
Energia para o 
trabalho celular 
Metabolismo Energético 
 ATP - CP 
 Hidrólise da fosfocreatina (PC) 
 Rápida e anaeróbica 
 Início do exercício, aumento de 
intensidade, alta intensidade 
Metabolismo Energético 
 Glicólise 
 Rápida , produz muito ATP 
 Consome muita glicose, esgota rapido 
 Se anaeróbica/sustentada - produz lactato 
 Exercícios explosivos e intensos 
Metabolismo Energético 
 Ciclo de Krebs 
 Lento, produz mais ATP por substrato 
 Utiliza mistura de glicose e gordura 
 Exercícios mais prolongados 
Qual o papel do oxigênio molecular 
para a nossa vida ? 
Por que respiramos ? 
Metabolismo Energético 
Cadeia de transporte de elétrons 
 Lento, produz mais ATP por substrato 
 Utiliza mistura de glicose e gordura 
 Exercícios mais prolongados 
Metabolismo Energético 
Cadeia de transporte de elétrons 
Sistemas energéticos nos diferentes 
tipos de exercícios 
Salto tríplo 
Maratona 
100 m 
10.000 m 
Exercício Máximo e Sistemas Energéticos 
Sistemas energéticos nos diferentes 
tipos de exercícios 
Sistemas Energéticos no Exercício Máximo 
4 x 100 m 10.000 m 
MEDIDA DO GASTO ENERGÉTICO 
NO EXERCÍCIO FÍSICO AERÓBICO 
Substrato + O2 
respiração 
celular 
Calor + ATP 
trabalho 
celular 
Calor 
Metabolismo Energético 
Substrato + O2 
respiração 
celular 
Calor + ATP 
trabalho 
celular 
Calor 
Metabolismo Energético Muscular 
A medida do calor total produzido pelo organismo 
representa a taxa do seu metabolismo. 
Metabolismo anaeróbico 
Medida do calor 
Wilmore & Costil1999 
Calorimetria Direta 
Calorimetria 
Direta 
Calorímetro 
Substrato + O2 
respiração 
celular 
Calor + ATP 
trabalho 
celular 
Calor 
Metabolismo Energético Muscular 
Metabolismo anaeróbico 
A medida do consumo de 
oxigênio representa a 
taxa do metabolismo 
aeróbico. 
A medida do calor 
produzido representa a taxa 
do metabolismo. 
Calorimetria (Medida do calor produzido) 
Direta 
Calorímetro 
Indireta 
Medida 
do VO2 
Medida do Consumo de Oxigênio 
Consumo de Oxigênio (VO2) 
• Representa a taxa do metabolismo 
aeróbico do indivíduo. 
 
• O VO2 pode ser medido tanto no 
repouso como durante o exercício. 
 
• Representa o gasto energético do 
organismo, no momento de sua medida. 
Medida do VO2 em repouso 
Medida do VO2 no exercício 
Wilmore & Costil1999 
Medida do VO2 em exercício 
Wilmore & Costil1999 
Medida do VO2 em exercício 
Wilmore & Costil1999 
(Foss & Keteyian, 1998) 
Medida direta do VO2 e 
VCO2 durante um exercício 
realizado em ergômetro. 
(ex. esteira, bicicleta) 
Ergoespirometria 
Medida direta do metabolismo 
Ergoespirometria 
Espirometria de circuito aberto na EEFEUSP 
Espirometria de circuito aberto 
Medida do VO2 no rato – Esteira rolante 
VO2 no exercício em Steady state 
Relação : Intensidade do Exercício e VO2 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
0 
0,5 
1 
1,5 
2 
2,5 
3 
3,5 
0 50 100 150 200 250 300 
V
O
2
 (
L
/m
in
) 
Potência do exercício e VO2 
- Relação diretamente proporcional - 
Potência (W) 
VO2max 
POTmax 
Capacidade Aeróbica - (VO2max) 
 Consumo máximo de oxigênio 
– Estabilização do VO2 no teste progressivo. 
– Reflete a capacidade cardiorrespiratória do 
indivíduo. 
– Medida da capacidade do sistema aeróbico em 
gerar ATP para o exercício prolongado. 
Capacidade Aeróbica - (VO2max) 
Principais fatores 
limitantes do 
VO2max: 
 
• sistema 
cardiorrespiratório 
(coração pulmão e 
sangue) para 
transportar O2 
para os músculos. 
 
oferta 
 
transporte 
 
entrega 
 
uso 
Potência do exercício e VO2 
- Comparação entre sedentário e treinado- 
Formas de se expressar o VO2 
de um indivíduo 
VO2 absoluto: VO2 = L / min 
VO2 relativo: VO2 = mL / kg/ min 
Percentual do VO2max 
• Corresponde à intensidade relativa do exercício 
 
• Expressa a intensidade do exercício em percentual 
(%) da capacidade aeróbica individual (VO2max) 
 
• Representa o nível de estresse do exercício para o 
indivíduo 
 
• Principal determinante do nível das adaptações 
bioquímicas e fisiológicas ao exercício físico 
Percentual do VO2max 
(intensidade do Exercício) 
0 % 25 % 50 % 75 % 100 % 
Muito leve Leve Moderado Intenso Muito Intenso 
Absoluta = expressa em unidade de potência / trabalho 
Exemplo: km/h, Watt, m/min 
 VO2 (L/min) 
Relativa = expressa em percentagem do máximo do indivíduo 
Exemplo: % Potência máx 
 % Força máx.% Velocidade máx 
 % FC máx 
 % VO2 máx 
Formas de se expressar a intensidade 
do exercício 
Capacidade Aeróbica (VO2max) medida em praticantes 
 de diferentes modalidades esportivas 
Valores de VO2max medidos em praticantes de diferentes modalidades esportivas 
Intensidade do exercício e VO2max 
Comparação de indivíduos com diferentes capacidades 
Calcule: 
1) Qual o VO2 max de cada indivíduo, em mLO2/Kg/min? 
 
2) Qual a intensidade relativa de um exercício realizado a 15 
mLO2/Kg/min, para cada indivíduo? 
 
3) Supondo que cada indivíduo realizou um exercício numa 
intensidade absoluta de 40 w. Qual a intensidade do 
exercício para cada indivíduo? 
 
Dados massa corporal : 
A) 70 Kg 
B) 72 Kg 
C) 68 Kg 
Gasto Calórico da Atividade Física 
Gasto Calórico da Atividade Física 
Gasto Calórico da Atividade Física 
Gasto Calórico da Atividade Física 
Gasto Calórico = VO2 x Eq. Calórico do O2 
Gasto Calórico da Atividade Física 
Equivalente Calórico do Oxigênio 
OXIDAÇÃO DE GLICOSE 
C6H12O6 6 C02 6 H2O 6 O2 + + + 686 kcal 
1 mol de gás = 22,4 L 
6 mol de O2 = 134,4 L 686 kcal 
1 L de O2 = 5,1 Kcal 
OXIDAÇÃO DE ÁCIDO PALMÍTICO 
C16H32O2 16 C02 16 H2O 23 O2 + + + 2.421 kcal 
1 mol de gás = 22,4 L 
23 mol de O2 = 515,2 L 2.421 kcal 
1 L de O2 = 4,7 Kcal 
Equivalente Calórico do Oxigênio 
Oxidação de carboidrato ......... 5,1 Kcal / L O2 
Oxidação de gordura ............... 4,7 Kcal / L O2 
 
Oxidação mista ......................... 5,0 Kcal / L O2 
Equivalente Calórico do Oxigênio 
- valor mista - 
Gasto Calórico da Atividade Física 
G.C. = VO2 x E.C. O2 
(L O2 / min) (Kcal / L O2) (Kcal / min) 
E.C. O2 (dieta mista) = 5 Kcal / L O2 
Calcule o seu gasto energético 
Durante 30 min de exercício no ciclo; 
 intensidade = 1,0 L02/min 
Calcule o seu gasto energético 
Durante 30 min de exercício no ciclo; 
 intensidade = 1,0 L02/min 
1,0 L/min x 5,0 Kcal / L = 5,0 Kcal / min 
5,0 Kcal / mim x 30 min = 150 Kcal 
Calcule o seu gasto energético 
Durante 60 min de corrida; 
 intensidade = 2,5 L02/min 
Calcule o seu gasto energético 
Durante 60 min de corrida; 
 intensidade = 2,5 L02/min 
2,5 L/min x 5,0 Kcal / L = 12,5 Kcal / min 
12,5 Kcal / mim x 60 min = 750 Kcal 
Energia mínima necessária para manter as funções fisiológicas 
em repouso sentado 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
 
(#) 
VO2 repouso 
(L/min) 
1 0,1785 
2 0,2625 
3 0,2415 
4 0,280 
5 0,259 
6 0,350 
7 0,2975 
8 0,2345 
9 0,2765 
10 0,196 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
 
(#) 
VO2 repouso 
(L/min) 
Massa Corporal 
(Kg) 
1 0,1785 51 
2 0,2625 75 
3 0,2415 69 
4 0,280 80 
5 0,259 74 
6 0,350 100 
7 0,2975 85 
8 0,2345 67 
9 0,2765 79 
10 0,196 56 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
 
(#) 
VO2 repouso 
(L/min) 
Massa Corporal 
(Kg) 
VO2 repouso 
(mL/kg/min) 
1 0,1785 51 3,5 
2 0,2625 75 
3 0,2415 69 
4 0,280 80 
5 0,259 74 
6 0,350 100 
7 0,2975 85 
8 0,2345 67 
9 0,2765 79 
10 0,196 56 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
 
(#) 
VO2 repouso 
(L/min) 
Massa Corporal 
(Kg) 
VO2 repouso 
(mL/kg/min) 
1 0,1785 51 3,5 
2 0,2625 75 3,5 
3 0,2415 69 
4 0,280 80 
5 0,259 74 
6 0,350 100 
7 0,2975 85 
8 0,2345 67 
9 0,2765 79 
10 0,196 56 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
 
(#) 
VO2 repouso 
(L/min) 
Massa Corporal 
(Kg) 
VO2 repouso 
(mL/kg/min) 
1 0,1785 51 3,5 
2 0,2625 75 3,5 
3 0,2415 69 3,5 
4 0,280 80 
5 0,259 74 
6 0,350 100 
7 0,2975 85 
8 0,2345 67 
9 0,2765 79 
10 0,196 56 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
 
(#) 
VO2 repouso 
(L/min) 
Massa Corporal 
(Kg) 
VO2 repouso 
(mL/kg/min) 
1 0,1785 51 3,5 
2 0,2625 75 3,5 
3 0,2415 69 3,5 
4 0,280 80 3,5 
5 0,259 74 3,5 
6 0,350 100 3,5 
7 0,2975 85 3,5 
8 0,2345 67 3,5 
9 0,2765 79 3,5 
10 0,196 56 3,5 
MET ~ 3,5 mL O2 / Kg / min 
Qual a influência da massa corporal? 
Energia mínima necessária para manter as funções fisiológicas 
em repouso sentado 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
MET ~ 3,5 mL O2 / Kg / min 
Qual a influência da massa corporal? 
 
Principal determinante do gasto energético 
total do organismo em repouso. 
Taxa Metabólica de Repouso (MET) 
MET ~ 1,0 Kcal/ Kg / hora 
Energia mínima necessária para manter as funções fisiológicas 
em repouso sentado 
MET indica a intensidade absoluta do exercício 
Exemplo 
1) Qualquer pessoa andando numa intensidade de 2 METs 
( 3 Km/h), gastaria o dobro de energia do que em repouso sentado. 
 
Se o indivíduo pesa 70 Kg, a caminhada corresponderia a um gasto de 
2,45 Kcal/min. 
Se o peso fosse igual a 50 Kg, o gasto energético seria = 1,75 Kcal/min. 
 
MET é usado para expressar a intensidade e custo 
energético do exercício permitindo comparar indivíduos 
com diferentes massas corporais. 
Calcule o seu gasto energético 
1) Durante 24 h em repouso sentado 
2) Durante uma corrida na esteira rolante: 
 60 min; VO2 = 2,0 L O2 / min 
3) Durante 45 min de atividade física numa 
 intensidade equivalente a 5 MET.