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* BIOENERGÉTICA * BIOENERGÉTICA? X EXERCÍCIO? * ESTRUTURA CELULAR Células e organismos necessitam realizar trabalho para: a manutenção da vida, crescimento e para sua reprodução. * ESTRUTURA CELULAR Membrana celular: Fornece uma barreira protetora entre o interior da célula e o líquido extracelular; Núcleo: Contém os componentes genéticos que regulam a síntese protéica no interior da célula; Citoplasma: É a porção líquida da célula e contém numerosas organelas, dentre elas a mitocôndria, denominada de usina da célula. * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA? * PRINCÍPIOS DE BIOENERGÉTICA Trabalho químico: síntese dos componente celulares; Trabalho osmótico: acúmulo e retenção de sais e outros compostos contra gradiente de concentração; Trabalho mecânico: contração muscular e movimentação de flagelos. * BIOENERGÉTICA Bioenergética descreve como os organismos vivos capturam, transformam e usam energia; Todos os organismos vivos derivam sua energia direta ou indiretamente da energia radiante da luz solar. * BIOENERGÉTICA Os organismos vivos são interdependentes, trocando energia e matéria através do meio ambiente. * Como a energia é utilizada para a contração muscular? * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA Reações Químicas Celulares - A transferência de energia no corpo ocorre por meio da liberação de energia contida em ligações químicas de várias moléculas; - As ligações químicas são denominadas de “LIGAÇÕES DE ALTA ENERGIA”. * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA Reações Químicas Celulares - Reações Endergônicas: exigem que a energia seja adicionada aos reagentes antes que a reação prossiga; - Reações Exergônica: liberam energia como resultado do processo químico; * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA Reações Exergônica C6H12O6 + 6 O2 → Energia + Energia + Energia + Energia (OXIDAÇÃO CELULAR) → 6 CO2 + 6 H2O + Energia ↓ ↓ COMBUSTÃO ENERGIA * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA Reações Químicas Celulares - Reações Acopladas: são reações ligadas, com liberação de energia livre de uma reação sendo utilizada para desencadear uma segunda. * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA Reações Acopladas - Assemelha a duas engrenagens: O movimento de uma liberação de energia (engrenagem exergônica), acarretando o movimento da segunda (engrenagem endergônica). * TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA Enzimas : São catalisadores que regulam a velocidade das reações químicas celulares; São proteínas que tem papel importante na regulação das vias metabólicas; Não fazem a reação ocorrer, apenas regulam a taxa e a velocidade; A energia necessária para iniciar a reação é a ENERGIA DE ATIVAÇÃO. * SUBTRATOS PARA O EXERCÍCIO Macronutrientes: -Carboidratos -Proteínas -Gorduras ↓ Energia ↓ ATP → CONTRAÇÃO MUSCULAR * SUBTRATOS PARA O EXERCÍCIO Carboidratos (glicose na forma de polissacarídeo - o glicogênio); Gordura (ácidos graxos na forma de triglicerídios nos músculos e células adiposas); Proteínas (aminoácidos essenciais, formados apartir de ligações químicas-peptídicas). * Quais são os sistemas energéticos responsáveis pela formação do ATP? * FOSFATO DE ALTA ENERGIA ATP+ H2O (ATPase) → ADP + Pi + Energia → Contração Muscular Essa é uma fonte imediata de energia para a contração muscular; A formação do ATP é apartir da combinação do ADP(adenosina difosfato) e do Pi (fosfato inorgânico) que exige uma quantidade grande de energia para ocorrer, sendo assim denominada de ligação de alta energia. * Como os sistemas energéticos realizam a ressíntese do ATP? * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema do ATP-CP ou fosfagênio; Sistema anaeróbio lático; Sistema aeróbio ↓ formação ATP * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema do ATP-CP ou fosfagênio - É o método mais simples e rápido de produção de ATP; - Envolve a doação de um grupo fosfato e de uma ligação energética da creatina fosfato para a ADP, formando assim o ATP; - A reação é catalisada pela enzima creatina quinase. * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema do ATP-CP ou fosfagênio * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS O sistema ATP-CP (sistema fosfagênio) não faz uso de O2, por isso é anaeróbio; Esse sistema provê a energia para a contração muscular no início do exercício e em exercícios de curta duração e de alta intensidade (- de 05 seg.); A recuperação da creatina fosfato exige ATP e ocorre somente durante a recuperação do exercício. * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema anaeróbio lático (glicólise) - Envolve a degradação da glicose ou do glicogênio, para formar duas moléculas de ácido pirúvico ou ácido lático; - É uma via anaeróbica que utiliza para transferir energia de ligação de glicose para unir o Pi ao ADP. * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema anaeróbio lático (glicólise) - Esse processo envolve uma série de reações acopladas catalisadas enzimaticamente; - Ocorre no sarcoplasma da célula muscular e produz o ganho de duas moléculas de ATP e duas moléculas de ácido pirúvico ou lático, por molécula de glicose. * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema anaeróbio lático (glicólise) - Esse processo tem duas fases: 1- Fase de investimento de energia; 2- Fase de geração de energia; * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Glicólise * PRODUÇÃO AERÓBICA DE ATP? * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Produção Aeróbica de ATP Ocorre no interior das mitocôndrias e envolve a interação de duas vias metabólicas cooperativas: 1- Ciclo de Krebs 2- Cadeia de transporte de elétrons * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Moléculas transportadoras: São removedores de hidrogênios dos substratos nutricionais nas vias bioenergéticas: - NAD (Nicotinamida adenina de nucleotídeos); - FAD (Flavina adenina de nucleotídeo). * BIOENERGÉTICA SISTEMAS ENERGÉTICOS Sistema aeróbio Ciclo de Krebs Piruvato→ transportado → Mitocôndria Reação Piruvato + NAD+ + CoA → Acetil-CoA + CO2 + NADH + H+ * CICLO DE KREBS Produção apartir do substrato em uma volta do ciclo: - NADH = 3 - FADH = 1 *OBS: 1 NADH = 3 ATP 1 FADH = 2 ATP * CICLO DE KREBS * CICLO DE KREBS * CICLO DE KREBS O ciclo de krebs pode ocorrer ainda apartir das: - Gorduras (glicerol – glicólise hepática) não ocorre em grande parte dos músculos esqueléticos humano, ou seja, não é fonte importante de combustível no exercício; - Proteínas – não são consideradas uma fonte importante de energia no exercício, contribuem apenas com 2-15%. * CICLO DE KREBS? X OXIGÊNIO? * CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS * ESTÁGIOS DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Estágio 1 – geração de molécula fundamental com dois carbonos, o acetil-CoA; Estágio 2 – Oxidação do acetil-CoA no ciclo de Krebs; Estágio 3 – O processo de fosforilação oxidativa (ou formação de ATP) na cadeia de elétrons (cadeia respiratória). * * RENDIMENTO DA PRODUÇÃO AERÓBICA DE ATP * EFICIÊNCIA DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA A eficiência da respiração aeróbica é de aproximadamente 40% e os 60% remanescentes de energia livre da oxidação da glicose são liberados como calor. * CONTROLE DA BIOENERGÉTICA? * CONTROLE DA BIOENERGÉTICA As vias bioquímicas que resultam na produção de ATP são reguladas por sistemas de controles bastantes precisos; São reações catalisadas por enzimas específicas, que limitam a velocidade das reações; O metabolismo é regulado pelo controle da atividade enzimática. * CONTROLE DA BIOENERGÉTICA Controle do Sistema ATP-CP -Enzimas reguladoras Creatina quinase Mioquinase * CONTROLE DA BIOENERGÉTICA Controle da Glicólise -Enzimas reguladoras Glicogênio fosforilase Hexoquinase Fosfofrutoquinase Piruvatoquinase Lactato desidrogenase * CONTROLE DA BIOENERGÉTICA Controle do ciclo de Krebs e da cadeia de transporte de elétrons - Enzimas reguladoras Piruvato desidrogenase (PDH) Citrato sintase (CS) Succinato desidrogenase (SDH) Isocitrato desidrogenase * INTERAÇÃO ENTRE A PRODUÇÃO ANAERÓBICA E AERÓBICA DE ATP? * INTERAÇÃO ENTRE A PRODUÇÃO ANAERÓBICA E AERÓBICA DE ATP A energia para a realização do exercício é oriunda da interação das vias anaeróbicas e aeróbicas; Quanto mais curta a atividade (alta intensidade), maior será a contribuição da produção anaeróbica; Atividade de longa duração(baixa intensidade), fontes aeróbicas. * INTERAÇÃO ENTRE A PRODUÇÃO ANAERÓBICA E AERÓBICA DE ATP
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