Aula 3 Bioenergética

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22/11/2012
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� Estudo da transferência de energia entre as
reações químicas em tecidos vivos.
: são aqueles que
contêmcontêm carbono na sua estrutura.
: são aqueles que
nãonão possuempossuem carbono na sua estrutura.
: são aquelas que
exigem que a energia seja adicionada aos
reagentes antes que a reação “prossiga”.
: são as reações que
liberam energia como resultado do processo
químico.
�Exergônico: libera energia
�Endergônico: armazena ou absorve energia
(anabolismo) : que
absorvem energia aplicada ao funcionamento
da célula, produzindo novos componentes.
(catabolismo) : que
liberam energia para o trabalho celular a
partir do potencial de degradação dos
nutrientes orgânicos.
�Exergônico: libera energia
�Endergônico: armazena ou absorve energia
• Exemplo: Derretimento de sorvete
• Fenômeno: Derretimento do sorvete
• Sistema: Sorvete
• Ambiente: Ar
� No caso do exemplo, o contato do sorvete com o ar (bem mais quente)
fez com que o sistema e o ambiente buscassem um equilíbrio térmico.
Para obter este equilíbrio o sorvete absorveu determinada quantidade
de calor do ambiente (energia calorífica ou térmica) e começou então
a derreter.
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� Sabendo o que aconteceu, é só seguir os conceitos de reações
endergônicas e exergônicas:
• Reação Endergônica: quando ocorre a adição de energia por
meio de uma fonte externa, como se o sistema absorvesse
energia do ambiente. É como se houvesse um consumo de
energia.
• Reação Exergônica: quando ocorre a liberação ou produção
de energia. Um bom exemplo é a queima do enxofre, que
gera o dióxido de enxofre, energia calorífica (térmica) e
luminosa.
� Usando o exemplo. O derretimento de sorvete é uma reação
endergônica ou exergônica???
Se você respondeu Endergônica ACERTOU! Para que o sorvete
derreta é necessária uma absorção da energia calorífica do
ambiente, no caso o ar. Como não há produção de nenhuma
energia é possível afirma que o derretimento de sorvete é uma
reação endergônica.
� O ATP e formado a partir da adição de uma molécula de
fosfato inorgânico a umamolécula de ADP. (Endergônico)
� A ligação de alta energia formada e quebrada liberando
energia. (Exergônico)
: são reações ligadas,
com a liberação de energia livre de uma
reação sendo utilizada para “desencadear”
uma segunda.
� A energia contida no interior das ligações
químicas é denominada energiaenergia químicaquímica.
� Em humanos, as duas moléculas que
armazenam energia química nas células
musculares esqueléticas são o glicogênioglicogênio
(contendo moléculas de glicose) e os
triacilgliceróistriacilgliceróis (contendo moléculas de ácidos
graxos).
� A bioenergética está fundamentada em duas
leis muito importantes:
1- A energia não pode ser criada ou destruída, mas
modificada de uma forma a outra.
2 – A transferência de energia será sempre processada
no sentido do aumento da entropia e assim a
“energia livre” será obtida.
ENTROPIA: Função termodinâmica de estado, associada à organização espacial e energética das
partículas de um sistema, e cuja variação, numa transformação desse sistema, é medida pela integral do
quociente da quantidade infinitesimal do calor trocado reversivelmente entre o sistema e o exterior pela
temperatura absoluta do sistema.
2. Medida da quantidade de desordem dum sistema [símb.: S ] .
LINDALMIRA
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: processo de remoçãoremoção de um
elétron de um átomo ou molécula.
: processo de adiçãoadição de um elétron
de um átomo ou molécula.
Não significa que o Não significa que o 
oxigênio participa da oxigênio participa da 
reaçãoreação
DICA:
�Oxidação: perda de elétrons
�Redução: ganho de elétrons
� As reações de óxido-redução nas células
frequentemente envolvem a transferência de
átomos de HIDROGÊNIOHIDROGÊNIO em vez de elétrons
livres.
Duas moléculas tem o papel importante na transferência
de hidrogênio (elétrons):
- NicotinamidaNicotinamida adeninaadenina dinucleotídeodinucleotídeo (NAD)(NAD);;
-- FlavinaFlavina adeninaadenina dinucleotídeodinucleotídeo (FAD(FAD));;
EXEMPLOEXEMPLO:
A forma oxidada de NicotinamidaNicotinamida adeninaadenina dinucleotídeodinucleotídeo
é abreviada como NAD enquanto a forma reduzida é
abreviada como NADH.
A forma oxidada de FlavinaFlavina adeninaadenina dinucleotídeodinucleotídeo é
abreviada como FAD enquanto a forma reduzida é
abreviada como FADH.
Detalhes da ação dessas duas Detalhes da ação dessas duas 
transportadoras serão detalhados na transportadoras serão detalhados na 
““cadeia de transporte de elétronscadeia de transporte de elétrons”.”.
A NAD é o 
agente oxidanteagente oxidante
A NADH é o 
agente redutoragente redutor
: é o átomooumolécula que doa os elétrons.
: é o átomo oumolécula que aceita os elétrons.
: é o átomooumolécula que DOA os elétrons.
: é o átomo oumolécula que RECEBE os elétrons.
�ENTÃO:
� Aquele que proporciona a reação de oxidação é o agente
redutor; e aquele que proporciona a reação de redução é
o agente oxidante.
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Piruvato + NADH+H+ LDH Lactato + NAD
Ou
C3H403 + NADH+H+ LDH C3H603 + NAD
“PiruvatoPiruvato recebeurecebeu 2 hidrogênios e foi reduzido a 2 hidrogênios e foi reduzido a 
lactatolactato””
Observação:
LDH = lactato desidrogenase
H=4H=4 H=6H=6
Lactato + NAD LDH Piruvato + NADH+H+
ou
C3H603 + NAD LDH C3H403 + NADH+H+
“Lactato dooudoou 2 hidrogênios e foi oxidado a piruvato”
Observação:
LDH = lactato desidrogenase
H=6H=6 H=4H=4
� Durante o exercício progressivamente mais
extenuante, quando o suprimento de oxigênio
torna-se insuficiente, algum piruvato formado
no metabolismo energético ganha 2
hidrogênios e acaba sendo reduzido para um
novo composto, lactato. Na recuperação,
quando o suprimento de oxigênio passa a ser
suficiente, o lactato perde 2 hidrogênios e
acaba sendo oxidado novamente a piruvato.
� O piruvato pode ser reduzidoreduzido a lactato pela enzima lactato
desidrogenase (LDH). A produção de lactato e o seu acúmulo
no músculo esquelético não promovem diretamente o
aparecimentoda fadiga e/ou da dor.
� O problema com a produção de lactato é a acidose que
acompanha esta produção e não a molécula de lactato.
C3H403 + NADH+H+ LDH C3H603 + NAD
: processo
de adiçãoadição de um
elétron de um átomo
ou molécula.
�� DIFERENÇADIFERENÇA ENTREENTRE ÁCIDOÁCIDO LÁTICOLÁTICO EE LACTATOLACTATO::
� O ácido lático assim que formado é atacado por tamponadores (ex.
creatina), que separam o cátion (H+) do ânion (parte lática). A parte lática
se une ou ao K+ (no músculo) ou ao Na+ (no sangue), e transforma-se num
sal (conhecido como lactato), que não interfere no pH. O H+ que sobrou, é
o causador de cãibra mais aceito hoje em dia.
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�� INTERESSANTEINTERESSANTE::
� O lactato tem dois caminhos a seguir, ir para o sangue ou para as fibras
lentas. A LDH transforma o lactato em piruvato. A LDH transforma
piruvato em lactato. O lactato para ser reaproveitado precisa se
transformar em piruvato novamente. O lactato é o principal substrato
para a produção de glicogênio hepático. O fígado e os rins fazem glicose a
partir de lactato.
� Quando a intensidade do exercício é máxima ou submáxima o sistema
aeróbico não consegue acompanhar. Ocorre acúmulo de Piruvato e NAD
reduzido porque o O2 necessário para metabolizar o substrato não está
disponível.
�� INTERESSANTEINTERESSANTE::
� Quando o exercício cessa, o O2alcança "turnover" (eficiência máxima),
tirando o lactato do músculo, ou jogando-o no sangue ou
metabolizando no músculo.
� Há uma demora na recuperação dos níveis de lactato porque o O2
disponível demora para fazer a remoção do lactato muscular.
� O exercício moderado (30 - 40% do VO2máx.) após grande produção
de lactato ajuda na sua remoção, pois mantém a freqüência cardíacae
o consumo de O2 em níveis superiores aos de repouso.
� Durante o repouso o lactato não é zero porque as hemácias só fazem
glicólise anaeróbica, produzindo lactato.
�� CatabolismoCatabolismo – reações do organismo que
diminuem o tamanho das moléculas.
• O catabolismo envolve a quebra de energia e a produção de
nutrientes, a liberação de energia livre e elétrons e as suas
transferências acopladas para as moléculas intermediárias (ou
seja, ATP) e a formação de pouca energia e produtos.
�� AnabolismoAnabolismo – reações do organismo que
aumentam o tamanho das moléculas.
• Envolve as ligações covalentes de elétrons, prótons e
pequenas moléculas para produzir moléculas maiores.
� Muitas das reações catabólicas e anabólicas ocorrem juntas.
Uma maior estimulação para o catabolismo aumenta o
catabolismo e reduz o anabolismo, e vice-versa.
� Portanto, catabolismo e anabolismo funcionam em um equilíbrio
dinâmico e a diversidade de funções celulares depende, acima
de tudo, do balanço molecular e das interações entre
catabolismo e anabolismo.
� Os principais nutrientes utilizados pelo organismo no
metabolismo energético são carboidratos, lipídios e
aminoácidos.
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� A glicose é o carboidrato predileto do metabolismo do
músculo esquelético, fígado e tecido adiposo. O glicogênio é
constituído por uma proteína interna (glicogenina), a partir da
qual cadeias de moléculas de glicose são anexadas.
� Por exemplo, durante o exercício, as células musculares
transformam o glicogênio em glicose (processo denominado de
glicogenólise) e a utilizam como fonte de energia para a
contração.
� Por outro lado a glicogenólise também ocorre no fígado, e a
glicose livre é liberada na corrente sanguínea e transportada aos
tecidos por todo o organismo.
� DADOS IMPORTANTES PARA O METABOLISMO DO EXERCÍCIO:
� O glicogênio é estocado no fígado e nas fibras musculares.
� O estoque total de glicogênio no organismo é relativamente pequeno e
pode ser depletado em poucas horas em decorrência do exercício
prolongado.
� As dietas pobres em carboidratos tendem a dificultar a síntese de
glicogênio, enquanto as dietas ricas em carboidratos tendem a
aumentá-la.
� O catabolismo do glicogênio é denominado glicogenólise.
� A importância da glicogenólise é que ela pode propiciar a
produção da glicose-6fosfato (G6P), o primeiro intermediário
da glicólise, em um ritmo bastante rápido.
� No músculo esquelético, a glicólise começa com a G6P ou,
então, com a entrada de glicose na fibra muscular esquelética.
A G6P é hidrolisada por meio de nove reações seqüenciais que
constituem a via metabólica central dos carboidratos. Os
produtos importantes da glicólise são piruvato, ATP e NADH. A
relação existente entre NAD+ para NADH é denominada
potencial de redox.
� A enzima responsável por catalisar a adição dos resíduos de
glicose a glicogênio é chamada glicogênio sintase.
� Essa enzima e outras que afetam a sua atividade são
reguladas por um mecanismo adrenalina-AMPc, assim como
as condições metabólicas intracelulares que favorecem a
ativação da sintase durante o repouso, as baixas
concentrações de glicogênio e as concentrações aumentadas
de glicose sangüínea e insulina.
� Os principais lipídios de interesse para o metabolismo
energético são aqueles que constituem os triacilgliceróis. Um
triacilglicerol consiste em três moléculas de ácidos graxos (AG)
anexadas a uma estrutura de carboidrato chamada glicerol.
É importante ressaltar que os ácidos 
graxos são o tipo de gordura utilizada 
pelas células musculares como fonte de 
energia.
Os ácidos graxos são 
armazenados nos músculos e 
células adiposas como 
triglicerídeos.
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� Degradação dos triacilgliceróis (triglicerídeos) do tecido adiposo
em ácidos graxos livres e glicerol para o transporte subsequente
aos tecidos para a metabolização.
Toda a molécula de triglicerídeo e 
uma fonte útil de energia para o 
corpo.
O glicerol liberado pela lipólise não é uma 
fonte direta de energia para o músculo, 
mas pode ser utilizado pelo fígado para 
sintetizar a glicose.
� No músculo esquelético, o catabolismo dos lipídios começa
com a desintegração dos triacilgliceróis (Iipólise). Dando
prosseguimento à lipólise intramuscular, os AGLs devem ser
modificados através da adição da coenzima-A para serem
transportados para dentro da mitocôndria, onde são
catabolisados em uma via metabólica chamada β-oxidação.
� A via da β-oxidação é constituída de quatro reações
catabolisadas por enzimas que resultam na remoção de dois
carbonos do segmento final dos triacilgliceróis, produzindo
acetil-CoA, NADH, FADH e uma molécula de AGL, que é dois
carbonosmais curta.
� As moléculas de aminoácidos diferem das de carboidratos e
lipídios, uma vez que possuem átomos de nitrogênio. Existem
20 aminoácidos no organismo e todos eles apresentam
estrutura composta por um ácido (COOH), uma amina (NH2),
CH e um grupamento R (cadeia lateral) anexado ao átomo de
carbono central.
� As funções mais importantes do fígado no exercício são
produção de glicose a partir da gliconeogênese e síntese de
glicogênio hepático após o exercício.
� A gliconeogênese refere-se à produção de glicose a partir de
precursores que não sejam carboidratos.
� Durante o exercício prolongado, o estoque de glicogênio
hepático pode ser depletado, resultando na diminuição da
capacidade de reabastecer a glicose sangüínea. Nessas
condições, o músculo esquelético aumenta a oxidação de
aminoácidos e a alanina liberada é direcionada ao fígado
como substrato da gliconeogênese.
�� TranscriçãoTranscrição: duplicação de regiões específicas do DNA na
formaçãodo RNA.
� Exemplo:
� A síntese de proteína envolve eventos moleculares que incluem a
comunicação entre o núcleo e o citosol da célula. A testosterona, um
hormônio esteróide que aumenta a síntese protéica no músculo esquelético,
passa através do sarcolema, liga-se a uma proteína intracelular de transporte e
é transportada para o núcleo. A testosterona, assim como outros agentes
anabólicos, estimula a síntese da sequência de nucleotídeos que complementa
uma sequência específica de DNA que codifica as moléculas necessárias à
hipertrofia do músculo esquelético.
� Nesse processo, denominado transcrição, é formada uma molécula
semelhante ao DNA, chamada de ácido ribonucléico (RNA).
�� TraduçãoTradução: formação de aminoácidos a partir da associação
enzimática entre ribossomos, RNA mensageiro e RNA
transportador.
� RNAm = responsável pela transferência do código genético
paramoléculas específicas presentes no citosol.
� Ribossomos = organela responsável pela síntese protéica.
� RNAt = mólécula que possui um sítio de ligação para a
sequência de RNA que codifica um aminoácido específico e
um sítio de ligação para o aminoácido.
� Consequentemente, existe uma molécula específica de RNAt para cada
aminoácido.
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� Após a digestão e a desintegração da proteína nos seus
aminoácidos constituintes, o controle da síntese de
aminoácidos ocorre via metabolismo celular dos aminoácidos
glutamato e glutamina. A transferência dos grupamentos
amina do glutamato e da glutamina (transaminação) para os
esqueletos de carbono tem o propósito de formar outros
aminoácidos e constitui a via principal, onde os aminoácidos
são catabolisados no músculo esquelético.
�
� GLICOSE: forma de açúcar na qual o carboidrato é metabolizado nos
animais.
� GLICOGÊNIO: polissacarídeo que é a forma de carboidrato armazenada
nos tecidos animais.
� GLICÓLISE: redução envolvendo o catabolismo da glicose a piruvato.
� GLICOGENÓLISE: remoção de unidades de glicose do glicogênio,
produzindo glicose 1-fosfato.
� GLICONEOGÊNESE: formação de glicose a partir de precursores que
não são carboidratos, tais como aminoácidos, lactato ou álcool.
� TRIACILGLICEROL: lipídioque consiste de uma cadeia de glicerol e três moléculas de
ácido graxo livre, que constitui a principal forma de armazenar gordura no organismo.
� ÁCIDOS GRAXOS: componentes lipídicos dos triacilgliceróis que são catabolisados nos
tecidos.
� AMINOÁCIDOS: amina (NH2), contendo moléculas que são os constituintes primários
das proteínas.
� SISTEMA DO FOSFAGÊNIO: regeneração de ATP via hidrólise da creatina fosfato e ADP.
� METABOLISMO GLICOLÍTICO: reações da via glicolítica.
� RESPIRAÇÃO MITOCONDRIAL: reações na mitocôndria relacionadas ao consumo de
oxigênio.
� CREATINA FOSFATO (CrP): metabólito fosforilado que libera grande quantidade de
energia livre durante a desfosforilação.
� O músculo esquelético pode produzir a ATP necessária para
sustentar a contração muscular a partir de uma ou da
combinação das três vias ou reações metabólicas:
� 1 – Transferência do fosfato da creatina fosfato (CrP) para ADP para formar ATP;
� 2 – A partir da glicólise;
� 3 – Da utilização do oxigênio na mitocôndria.
GLICÓLISEGLICÓLISE: as reações envolvidas no catabolismo da glicose a piruvato.
� Termos que estão ganhando grande aceitação e que se referem
à qualificação da fonte de produção de ATP são,
respectivamente: sistemasistema dede fosfagêniofosfagênio,, metabolismometabolismo
glicolíticoglicolítico ee respiraçãorespiração mitocondrialmitocondrial.
� A creatina fosfato (CrP) é o meio mais rápido de regenerar a
ATP e essa reação é catalisada pela creatina quinase. O
sistema do fosfagênio é crucial para capacitar o músculo a
suportar os aumentos de demandametabólica.
CATALISAR: Estimular, dinamizar, incentivar. 
A enzima limitadora da velocidade 
nesse mecanismo é a CREATINA 
CINASE
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�ADENOSINA TRIFOSFATO
��INACABÁVELINACABÁVEL
As 3 reações metabólicas geram ATPAs 3 reações metabólicas geram ATP
Energia
� Via metabólica capaz de produzir ATP
rapidamente, sem o envolvimento de O2 .
� A glicólise envolve a degradação da glicose ou
do glicogênio para formar 2 moléculas de
ácido pirúvico ou de ácido lático.
� Duas fases:
• 1- Fase de investimento de energia
– 5 reações iniciais onde o ATP deve ser utilizado para formar
fosfatos de açucar.
• 2- Fase de geração de energia
– 5 últimas reações
A enzima limitadora da 
velocidade nesse 
mecanismo é a 
fosfofrutocinase
Uma enzima que regula a via metabólica é denominada Uma enzima que regula a via metabólica é denominada 
“limitadora de velocidade”.“limitadora de velocidade”.
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� Diferenças:
� Degradação da glicose – produção de 2 moléculas de
ATP
� Degradação do glicogênio - produção de 3 moléculas
de ATP.
– Porque: É necessário somente a adição de um ATP no início
das 5 reações iniciais (o glicogênio não necessita da fosforilação
pelo ATP, já está fosforilado pelo fosfato inorgânico.
� Novamente, a glicólise é a degradação da
glicose em ácido pirúvico ou ácido láctico, com
a produção de 2 ou 3 moléculas de ATP
dependendo se a via começa com a glicose ou
o glicogênio, respectivamente.
EXPLICAÇÃO PARA A FORMAÇÃO DE 2 MOLÉCULAS DE
ÁCIDO PIRÚVICO ou DE ÁCIDO LÁCTICO
- A glicose é uma molécula com 6 carbonos e os ácidos
pirúvico e láctico são moléculas com 3 carbonos.
O ciclo de Cori, ciclo dos Cori 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.
Esquema geral do ciclo de Cori. As setas a vermelho (tracejado) mostram a direção das reações
metabólicas envolvidas no ciclo numa situação de esforço físico. A verde (setas a pontilhado), as
reações que ocorrem no período de reoxigenação (descanso).
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O ciclo de Cori é uma cooperação metabólica entre
músculos e fígado. Com um trabalho muscular intenso, o
músculo usa o glicogênio de reserva como fonte de
energia, via glicólise. Os músculos são capazes de manter
a carga de trabalho na presença de lactato se o pH for
mantido constante.
O ciclo evita que o lactato se acumule na corrente
sangüínea, o que poderia provocar acidose láctica.
Embora o sangue se comporte como uma solução
tampão, o seu pH poderia diminuir (tornar-se-ia mais
ácido) com um excesso de lactato acumulado. O ciclo é
muito importante para manter a glicemia constante
durante o período de elevada atividade física.
� A produção aeróbica de ATP ocorre no interior
das mitocôndrias e envolve a interação de 2
vias metabólicas cooperativas:
• 1 – O ciclo de Krebs
• 2 – A Cadeia de Transporte de Elétrons
� O processo da produção aeróbica de ATP é
denominado de FOSFORILAÇÃO AERÓBICA.
� É conveniente considerar a produção aeróbica de ATP
como um processo de 33 estágiosestágios:
•• EstágioEstágio 11 – A geração de uma molécula fundamental com
2 carbonos, o Acetil-CoA
•• EstágioEstágio 22 – Oxidação do acetil-CoA no ciclo de Krebs
•• EstágioEstágio 33 – O processo de fosforilação oxidativa (ou
formação de ATP) na cadeia de transporte de elétrons
(cadeia respiratória).
�� RESUMORESUMO
� A fosforilação oxidativa, ou produção aeróbica de ATP ocorre nas
mitocôndrias como resultado de uma interação complexa entre o ciclo
de Krebs e a Cadeia de transporte de elétrons.
� O principal papel do ciclo de Krebs é completar a oxidação de
substratos e formar NADH e FADH para entrar na cadeia de transporte
de elétrons.
� O resultado final da cadeia de transporte de elétrons é a formação de
ATP e água.
� A água é formada pelo oxigênio aceptor de elétrons.
� Portanto, a razão pela qual nós respiramos oxigênio é a sua utilização
como aceptor final de elétrons do metabolismo aeróbico.
� Durante a entrada do piruvato na mitocôndria, o mesmo é
convertido em acetil-CoA por meio de uma série de enzimas
associadas conhecidas coletivamente como piruvato
desidrogenase.
� A acetil CoA formada a partir dos carboidratos ou do
catabolismo dos lipídios pode entrar na via catabólica
chamada ciclo do ácido tricarboxílico (CAT ou Ciclo de Krebs),
constituídode nove reações.
� Os produtos combinados do CAT são dióxido de carbono,ATP,
NADH e FADH.
� Todo o CO2 produzido pelo metabolismo energético pode ser
contado a partir da entrada do piruvato na mitocôndria e no
CAT.
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� Passo 1: Para entrar no ciclo de Krebs há
necessidade da molécula Acetil-CoA.
• Para cada molécula de glicose que entra na glicólise,
em 2 molécula de piruvato, e na presença de O2 são
convertidas em duas moléculas de Acetil-CoA.
� Passo 2: A principal função do ciclo de Krebs é
remover hidrogênio e a energia associada a
esses hidrogênio de vários substratos
envolvidos no ciclo.
• Cada volta do ciclo de Krebs são formadas 3 moléculas
de NADH e uma Molécula de FADH.
• SENDO ASSIM:
– NADH = forma 3 moléculas ATP;
– FADH = forma 2 moléculas ATP.
� Passo 3: Além disso, o ciclo de Krebs forma
um composto rico em energia, a guanosina
trifosfato (GTP), que pode transferir seu grupo
fosfato terminal para o ADP a fim de formar o
ATP.
� As gorduras são degradadas formando ácidos
graxos e glicerol.
Os ácidos graxos podem sofrer uma série de 
reações para formar Acetil-CoA (denominada 
Beta-oxidação) para entrar no ciclo de Krebs
O glicerol não é uma fonte importante de 
combustível muscular durante o exercício. Pelo fato 
que ele pode ser convertido num intermediário da 
glicólise hepática, mas isso não ocorre em grande 
parte no músculo esquelético humano.
Beta-oxidação é o processo de Beta-oxidação é o processo de 
oxidação de ácidos graxos 
para formar Acetil-CoA.
� As proteínas não são consideradas uma fonte
importante de energia durante o exercício,
pois elas contribuem com menos de 2 a 15%
do combustível utilizado.
� As proteínas podem entrar nas vias
bioenergéticas por vários locais.
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13� 1º Passo: Degradação da proteína em suas
subunidades, os aminoácidos.
• Assim, o próximo passo depende do aminoácido
envolvido:
– Por exemplo, alguns aminoácidos podem ser convertidos em
glicose ou ácido pirúvico, outros em acetil-CoA e em outros
intermediários do ciclo de Krebs.
A interação global entre a degradação metabólica desses 3 nutrientes 
alimentares frequentemente é denominada pool metabólico.
OBSERVE:
O PIRUVATO
(molécula de 3 
carbonos) é clivado 
(fragmentado, 
dividido) para formar 
Acetil-CoA
(molécula de 2 
carbonos) e o 
carbono 
remanescente é 
desprezado sob a 
forma de CO2
Logo, acetil-CoA
combina com 
oxaloacetato (4 
carbonos) para 
formar o citrato (6 
carbonos).........
� A utilização bioquímica do oxigênio ocorre na cadeia de
transporte de elétrons (CTE). Na CTE, os prótons e elétrons
adquiridos no NADH e FADH são utilizados para adicionar
elétrons aos átomos de hidrogênio e oxigênio e formar água,
além de produzir a energia livre para adicionar um fosfato ao
ADP para formar ATP.
� A formação de água e ATP na CTE é denominada fosforilação
oxidativa e a compreensão que temos desse processo está
baseada na teoria químio-osmótica.
� A produção aeróbica de ATP (denominada
fosforilação oxidativa) ocorre nas
mitocôndrias.
A via responsável por esse A via responsável por esse 
processo é denominada cadeia processo é denominada cadeia 
de transporte de elétrons de transporte de elétrons 
(também denominada cadeia (também denominada cadeia 
respiratória ou cadeia do respiratória ou cadeia do 
citocromocitocromo).).
� A produção aeróbica de ATP ocorre por meio
de um mecanismo que usa a energia potencial
disponível nos transportadores de hidrogênio
reduzidos, como o NADH e FADH, para
refosforilar o ADP em ATP.
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� Curiosamente, a medida que os elétrons
passam pela cadeia de transporte de elétrons
são formados os radicais livres.
• Quantidades elevadas de radicais livres podem ser
prejudiciais ao músculo e contribuir para a fadiga
muscular.
� No final da cadeia de transporte de elétrons, o
oxigênio aceita os elétrons que são passados e
combina com o hidrogênio para formarformar águaágua.
� Assim, produto final da cadeia de transporte
de elétrons:
• 38 ou 39 moléculas de ATP;
• 2 moléculas de CO2;
• Água.
� Se não houver O2 disponível para aceitar esses
elétrons na cadeia respiratória (ou CTE), a
fosforilação oxidativa não é possível e a
formação de ATP na célula deve ocorrer por
meio de metabolismo anaeróbico.
38 ATP
Utilização do ATP 
�Atividade muscular
�Produção de calor
�Secreção hormonal
�Manutenção dos potenciais de membrana (Bomba
Na+/K+)
Fontes de ATP no processo de contração muscular
PROCESSO ANAERÓBICO
PROCESSO AERÓBICO
a) Alático: sistema ATP -CP
b) Lático: glicólise anaeróbica ou sistema
do ácido lático
Ciclo de Krebs
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a) Sistema ATP Sistema ATP –– CPCP
�Sistema fosfagênio (grupo fosfato)
�CP armazenado nos músculos (produto final da creatina e fosfato
inorgânico)
�Energia imediatamente disponível acoplada a síntese de ATP
�Atividades (5” a 10’’): bloqueios, saltos, arremessos, halteres,
largadas de velocidade (exercício de curta duração e alta
intensidade).
�Não depende de O2 nem de várias reações químicas
�Limitação: poucas reservas de ATP – CP armazenadas
b) Glicólise AnaeróbicaGlicólise Anaeróbica
�10 reações químicas no citoplasma da fibra muscular
�Balanço energético: 2 ATPs
�Liberação de 4 Hidrogênios (H)
�NAD aceita H � NADH + H+
�Ácido Pirúvico na ausência de O2 e na presença da coenzima NADH
+ H+ sob influência da enzima LDH é transformado em Ácido Lático
a) Glicólise aeróbia (10 reações até chegar ao ácido pirúvico)
Ac. Pirúvico Acetil – COA 
b) Ciclo de Krebs (CK)
Entrada do Acetil COA no CK
Gerar elétrons (hidrogênio) – CR
c) STE (sistema de transporte de elétrons) ou Cadeia Respiratória (CR)
Formação de H2O a partir dos íons H e elétrons (CK) e do O2 respirado 
ENTÃO:
Glicólise aeróbia: 2 ATP + 2 NADH 
2 piruvato Acetil – COA: + 2 NADH 
2 ciclos de Krebs: 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2
4 ATP + 10 NADH + 2 FADH2
4 + 10x3 ATP + 2x2 ATP = 4+30+4 = 38 ATP
OBS: Potência: liberação de energia em função do tempo (Sistema Anaeróbico);
Capacidade: quantidade total de energia liberada (Sistema Aeróbico)
Proveniente 
da glicose
Se fosse o glicogênio aqui seria 3 Se fosse o glicogênio aqui seria 3 
ATP e o produto final ficaria 39 ATPATP e o produto final ficaria 39 ATP
SÍNTESE GLOBAL DE ATP (moles) GERADOS
DA GLICOSEDA GLICOSE SANGUÍNEASANGUÍNEA DO GLICOGÊNIO DO GLICOGÊNIO 
MUSCULARMUSCULAR
+8 +9
+14 +15
+16 +17
+34 +35
+38 +39
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FORNECIMENTO DE ENERGIA PARA O TRABALHO MUSCULAR
FONTES Via de formação
Período de 
tempo da 
ativação ao nível 
máximo (s)
Prazo de ação 
(duração)
Duração da 
liberação 
máxima de 
energia
Anaeróbia Anaeróbia aláticaalática
ATP, CREATINA 
FOSFATO
0 Até 30s Até 10s
Anaeróbia láticaAnaeróbia lática
Glicólise com 
formação de 
lactato
15 - 20
De 15 a 20s até 
5 a 6 min
De 30 até
1min30s
AeróbiaAeróbia
Oxidação dos 
carboidratos e 
gordura pelo 
oxigênio do ar
90 - 180
Até algumas 
horas
2 a 5 minutos ou 
mais
10 seg 30seg 2min 5min
Ressíntese do ATPATP100%
C
a
p
a
ci
d
a
d
e
 p
e
rc
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n
tu
a
l 
d
o
s 
si
st
e
m
a
s 
d
e
 e
n
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rg
ia
DURAÇÃO DO EXERCÍCIO
Sistema a 
curto prazo
(glicólise)
Sistema
imediato
(ATP-CP)
Sistema a 
longo prazo
(aeróbio)
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� Os músculos dependem da energia proveniente do ATP
durante a contraçãocontração muscularmuscular.
� Depois que o ATP foi utilizado para gerar energia, seu
produto metabólico, o ADP, precisa ser recomposto
em ATP para poder fornecer energia novamente para a
contração muscular.
� Os músculos contêm uma fonte alternativa de energia,
um composto de alta energia denominado de creatina-
fosfato, que se desdobra em creatina e fosfato, e o
grupo fosfato é transferido através da enzima creatinacreatina
quinasequinase (CK),(CK), para o ADP para formar novo ATP. E ser
reutilizado na contração muscular.
� A quantidade de creatina-fosfato presente na fibra
muscular também é limitada. Poucos segundos de
contração intensa e contínua são capazes de promover
sua depleção. Assim as fibras musculares devem usar o
metabolismo para transferir a energia das ligações
químicas dos nutrientes (carboidratos, proteínas,
gorduras) para o ATP.
� 1 - Definir os termos bioenergética e metabolismo.
� 2 - O que é ATP? Explique como a ATP é utilizada nas reações
acopladas do metabolismo celular.
� 3 - Por que as enzimas essencialmente regulam as reações
químicas, se elas não alteram a termodinâmica das reações?
� 4 - Explicar as várias condições que podem alterar a atividade
enzimática.
� 5 - Como as diferentes taxas de regeneração de ATP, a partir
das vias e reações catabólicas no músculo esquelético,
influenciam a produção de energia durante as diferentes
intensidades do exercício?
� 6 - Qual é o resultado prático da produção de ATP a partir das
diferentes vias catabólicas do músculo esquelético?
� 7 - Por que as concentrações de NAD+ e NADH são
importantes para o metabolismo energético no citosol e na
mitocôndria?
� 8 - Por que o músculo esquelético produz lactato durante o
exercício e por que é errado enxergar o lactato como uma
molécula que prejudica a função muscular?
� 9 - Por que a capacidade que o músculo esquelético possui de
sintetizar glicogênio é importante para a capacidade de
realizar um exercício?
� 10 - Quais são as diferenças entre transcrição e tradução, e
por que elas são importantes durante a síntese protéica?
�Explique, considerando o conhecimento dos mecanismo e vias
metabólicas da bioenergética, como se dá o fornecimento de
energia do sprint final de um atleta de maratona. Justificando
sua resposta com esclarecimentos fisiológicos.
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� Explique como se dá o mecanismo da utilização da gordura
como via metabólica de fornecimento de energia, considerando
o nível de condicionamento físico do indivíduo, a duração e a
intensidade do exercício. Obviamente, todas as suas
justificativas devem se argumentadas e esclarecidas por fatores
fisiológicos.