Carboidratos na Fisiologia do Exercício

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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIOFISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
CARBOIDRATOSCARBOIDRATOS
Profª Drª Heloisa Thomaz Rabelo
Toda atividade biológica exige...
ENERGIA
De onde vem toda  a 
energia necessária paraenergia necessária para 
atividade biológica..
Reações químicas
Carboidratos
LipídiosLipídios
proteínas
Reações químicas ocorrem em todo o organismo a todo momento
Energia para as células metabolismoEnergia para as células metabolismo
Vias metabólicas
Reações anabólicas
Reações catabólicas
Convertem nutrientes alimentares em energia utilizável
ÉBIOENERGÉTICA
ATP
ATP: fonte imediata de energia
Composto altamente energético para
armazenamento e conservação de energiaç g
E t tEstrutura:
1. Uma porção adenina
2. uma porção ribose
3. três fosfatos ligados.
ATP
A f ã d ATP i d d iA formação de ATP ocorre a partir de adenosina 
difosfato(ADP)  + fosfato inorgânico( Pi) e exige uma 
quantidade grande de energiaquantidade grande de energia.
ATP   ADP + Pi
ATPase
d l ãQuando a enzima ATPase rompe essa ligação, a energia 
é liberada e pode ser utilizada para geração de 
trabalhotrabalho.
ATP pode ser utilizada para promover  os processos 
celulares que necessitam de energia.celulares que necessitam de energia.
ExercícioExercício
Requer um suprimento constante de ATP para 
fornecer energia para a contração muscular.
Vias metabólicas celulares com capacidade de p
produção  de energia ATP
Carboidratos 
• Compostos formados por C, H e O. (CH20)n
• Funções.
• Classificação
ídi
Gli C H O
ƒmonossacarídios
Representam a unidade básica 
dos carboidratos Glicose C6 H12O6
dos carboidratos
Açúcares de 
importância 
Glicose
Frutose 
nutricional
hexoses 
Galactose
Estrutura da molécula de açúcar simples,  a glicose, formada durante a 
fotossíntese quando a energia da luz solar interage com a água ofotossíntese, quando a energia da luz solar interage com a água, o 
dióxido de carbono e o pigmento verde clorofila.
A glicose forma‐se naturalmente no alimento ou no organismo.
A Gliconeogênese também sintetiza a glicose.
Fonte de energia para oFonte de energia para o 
metabolismo celular
Formar glicogênio para 
Glicose
g g p
armazenamento no fígado e 
nos músculos
Ser transformada em 
triglicerídio para utilização 
subsequente como energia.
Glicogênio  sintetizado a partir da glicose             glicogênese
Síntese do glicogênio a partir da glicose ( GLICOGÊNESE)Síntese do glicogênio a partir da glicose ( GLICOGÊNESE)
Armazenamento do Glicogênio
Distribuição de energia proveniente dos 
carboidratos em uma pessoa comum pesando p p
80kg
Vários fatores determinam o rítimo e a quantidade de 
f i d li ê ifracionamento de glicogênio
Durante o exercício o glicogênio musc é a principal fonte deDurante o exercício o glicogênio musc  é  a principal fonte de 
energia glicídica para os músculos ativos.
O glicogênio no fígado é transformado rapidamente em 
glicose para ser liberado no sangue na forma de um g p g
suprimento de glicose extramuscular para o exercício
A depleção de glicogênio musc e hepático pela restrição
glicogenólise
A depleção de glicogênio musc e hepático pela restrição 
dietética ou em virtude de um exercício pesado
gliconeogênese
Papel dos carboidratos
Os CHO desempenham 4 funções importantes.
ƒ fonte de energia
ƒ preservação das proteínaspreservação das proteínas
ƒ ativador metabólico
ƒ combustível para o SNC
ƒ Fonte de energia
• A ingestão diária de CHO deve ser suficiente para manter as 
reservas de glicogênio muscular.
• a capacidade da célula alcançada de armazenar glicogênio
Os açúcares em excesso são armazenados em ç
forma de gorduras
ƒ Preservação das proteínas
d d ddietas  redução de CHO 
Exercícios extenuantes Níveis de glicose caem
Vias metabólicas para a síntese da glicose
Proteínas, moléculas  de gorduras
Redução das reservas de proteínasRedução das reservas de proteínas
Redução da massa tecidual magra
Sobrecarga para os rins
ƒ Ativador metabólico
Os CHO funcionam com ativador para o metabolismo lipídico
Se o metabolismo do CHO é insuficiente
O corpo irá mobilizar uma quantidade grande de gorduraO corpo irá mobilizar uma quantidade grande de gordura 
maior que aquela que consegue  oxidar
Desintegração incompleta de gorduras  e o acúmulo de co‐
produtos semelhantes à acetona “ corpos cetônicos”produtos semelhantes à acetona   corpos cetônicos
Acidose líquidos corporais
ƒ Combustível para o SNCƒ Combustível para o SNC
• O CHO é essencial para o bom funcionamento de SNC• O CHO  é essencial para o bom funcionamento de SNC
• O cérebro utiliza glicose sanguínea como combustível em 
condições normais.ç
• depleção de glicogênio hepático e utilização de grandes 
quantidades de glicose sanguínea pelo músculo ativo.
hipoglicemia
F di l i d í i l dFadiga central associada com exercício prolongado
Equilíbrio dos Carboidratos no exercícioEquilíbrio dos  Carboidratos no exercício
D d d i id d d ã d í i• Depende da intensidade, duração do exercício.
• Depende da aptidão e do estado nutricional do praticante.
Exercício Intenso
Eleva  produção de adrenalina,noradrenalina, glucagon, reduz a    
liberação de insulina.ç
Estimula a enzima glicogênio fosforilase g g
Facilita a glicogenólise no fígado e no músculo ativoFacilita a glicogenólise no fígado e no músculo ativo
O glicogênio muscular armazenado  constitui o   principal 
fornecedor de energia nos primeiros minutos de exercício.
ƒ Com a progressão do exercício a glicose sanguínea aumentaƒ Com a progressão do exercício a glicose sanguínea aumenta 
sua contribuição como substrato energético.
Exercício moderado e prolongadop g
Quase toda Energia transição do repouso para o exercício submáximoQ g ç p p
Glicogênio muscularGlicogênio muscular
Gli ê i h á i 40
20 minutos subsequentes
Glicogênio musc. e  hepático  40 e 
50%da demanda energética
Restante da demanda energética pelaRestante da demanda energética pela 
desintegração das gorduras, incluindo 
uma pequena participação das 
proteínas.
Subustrato energético g
DEPENDE DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO
Exercício leve e moderadoExercício leve e moderado
A gordura contribui com cerca de 50% da 
necessidade energética
A gordura intramuscular armazenada e a gordura que 
d i d di ó i i dderiva dos adipócitos tornam‐se importantes durante os 
exercícios prolongados
As moléculas de AGL circulantes suprem mais de 
80% das demandas energéticas do exercício
Subustrato energéticoSubustrato energético 
DEPENDE DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO  E DO NÍVEL DE APTIDÃO
Estimativa do uso dos substratos
Razão de troca respiratóriaRazão de troca respiratória –– RRRazão de troca respiratória Razão de troca respiratória  RR
ÅÅ VCOVCO2     2     
VOVO
Expressa a relação entre  CO2 produzido e VO2 consumido
Aproximadamente 75% do O2 consumido é convertido em CO2VOVO22 Aproximadamente 75% do O2 consumido é convertido em CO2
A composição química dos lipídios difere dos carboidratos, uma vez que estes contém 
id l i á d i ê i ã á d hid ê iconsideravelmente mais átomos de oxigênio em proporção aos átomos de hidrogênio, 
quando um lipídio  é catabolizado para produção de energia o oxigênio é requerido não 
apenas para oxidação de carbono a dióxido de carbono, mas também para oxidação de 
átomos de hidrogênio portanto mais oxigênio é necessário para queimar gordura Quandoátomos de hidrogênio, portanto, mais oxigênio é necessário para queimar gordura. Quando 
o ácido palmítico, um típico ácido graxo, é oxidado a dióxido de carbono e água, 16 
moléculas de dióxido de carbono são produzidas para cada 23 moléculas de oxigênio 
consumidas de acordo com a fórmula abaixoGordura ( ácido palmítico ) CGordura ( ácido palmítico ) C1616HH3232OO2                             2                              Glicose = CGlicose = C66HH1212OO66
id ãid ã
consumidas, de acordo com a fórmula abaixo
Oxidação : COxidação : C1616HH3232OO22 + 23O+ 23O22€€ 16CO16CO22 + 16H+ 16H22O  O   CC66HH1212O2 O2  + 6O+ 6O22€€ 6CO6CO22+6H+6H22OO
Portanto : R = VCOPortanto : R = VCO2 2 / VO/ VO2                                                        2                                                         R = VCO2 / VO2R = VCO2 / VO2
R = 16COR = 16CO22 / 23O/ 23O22 R = 6COR = 6CO22 / 6O/ 6O22 d á lR   16COR   16CO2 2 / 23O/ 23O2                                                  2                                                   R   6COR   6CO2 2 / 6O/ 6O22
R = 0,70R = 0,70 R = R = 1,0                1,0                
Estado estável
Equivalência Calórica do R e a % de kcal dos 
Carboidratos e gordurasCarboidratos e gorduras
Energia % de kcalEnergia % de kcal
R kcal / l de O2 Carboidratos Gorduras
0.71 4.69 0.0 100.0
0 75 4 74 15 6 84 40.75 4.74 15.6 84.4
0.80 4.80 33.4 66.6
0.85 4.86 50.7 49.3
0.90 4.92 67.5 32.5
0.95 4.99 84.0 16.0
1.00 5.05 100.0 0.0
(Wilmore, J. H. Costil, D. L. Fisiologia do Esporte e do Exercício 2001, 2ª Ed., cap. 4, p. 116 –52)
((RobergsRobergs & Roberts, 2002)& Roberts, 2002)
Gordura – CHO / Absoluto e relativoGordura – CHO     /   Absoluto e relativo
Wilmore e Costill
Estudo clássico de 1934 mostrando a relação entreEstudo clássico de 1934, mostrando a relação entre
QR e utilização de substratos durante  um exercício 
Submáximo de longa duração.
Balanço EnergéticoBalanço Energético
Modificações na concentração muscular de glicogênio antes e após ç ç g g p
corrida de 10 milhas em 3 dias sucessivos
Efeitos da dieta sobre as reservas musculares de glicogênio
ƒ uma dieta  deficiente em carboidratos depleta rapidamente o 
glicogênio muscular e hepático e subsequentemente afeta oglicogênio muscular e hepático e, subsequentemente, afeta o 
desempenho no exercício intenso  de curta duração assim como 
nas atividades de endurance prolongada.nas atividades de endurance prolongada.
¾ Ingestão dietética recomendada de carboidratos.
Pessoas ativas e envolvidas cm treinamento 60% das calorias 
diárias ( 400 a 600 g)diárias ( 400 a 600 g)
Treinamento pesado 70 % das calorias totais ( 8 a 10 g por kg)
cada grama de glicogênio contém 4 calorias              1500 2000 kcal 
Durante o exercício o glicogênio musc é  a principal fonte de 
energia glicídica para os músculos.
Em contraste, no fígado o glicogênio é transformado novamente 
li i f f t li ólipara glicose           enzima fosfatase glicogenólise
¾ Importância dos hormônios na regulação dos depósitos¾ Importância dos hormônios na regulação dos depósitos 
hepáticos e musculares de glicogênio
¾ Ingestão dietética recomendada de carboidratos.