Bioquímica do Exercicío

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18/02/2014
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BIOQUÍMICA DO EXERCÍCIO 
FÍSICO
Bioquímica da Nutrição
Raquel Araújo de Santana
2013.2
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE NUTRIÇÃO
TIPOS DE MÚSCULOS
� Cardíaco
◦ Propulsão do sangue 
através do sistema 
circulatório
� Esquelético
◦ Movimentação das 
ossos a partir das 
articulações
� Liso
◦ Propulsão do bolo 
alimentar através do 
sistema digestório
(MAUGHAN et al, 1951) 
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ESTRUTURA DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
(MAUGHAN et al, 1951.; MCARDLE et al, 2008) 
SARCÔMERO
FILAMENTOFILAMENTO
MIOBIBRILAMIOBIBRILA
FIBRA MUSCULARFIBRA MUSCULAR
FASCÍCULOFASCÍCULO
MÚSCULOMÚSCULO
MECANISMO DE CONTRAÇÃO E 
RELAXAMENTO
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MECANISMO DE CONTRAÇÃO E 
RELAXAMENTO
MECANISMO DE CONTRAÇÃO E 
RELAXAMENTO
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MECANISMO DE CONTRAÇÃO E 
RELAXAMENTO
COMPLEXO TROPONINA-MIOSINA
Troponina: 
1. Actina
2. Tropomiosina
3. Cálcio
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MECANISMO DE CONTRAÇÃO E 
RELAXAMENTO
TIPOS DE FIBRAS
� TIPO I
� Fibras vermelhas (> quantidade de mioglobina); 
� Predomínio do metabolismo oxidativo (aeróbio);
� Possuem um grande número de mitocôndrias; 
� Ciclo de contração lento (fibras lentas)
� Entram em fadiga mais lentamente; 
� Responsáveis, em grande parte pela remoção do 
lactato produzido pelas fibras do Tipo II.
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TIPOS DE FIBRAS
� TIPO II
� Fibras brancas;
� Metabolismo essencialmente fermentativo;
� Possuem < quantidade de mitocôndrias;
� > quantidade de glicogênio e enzimas glicolíticas; 
� Ciclo de contração rápida (fibras rápidas);
� Produzem maior potência de contração que do Tipo I;
� Entram rápido em fadiga
� Produção > de lactato durante a contração
� Esgotam rapidamente a reserva de glicogênio
FUNÇÃO MUSCULAR
ENERGIA QUÍMICA
ENERGIA MECÂNICA
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CONCEITOS
ATIVIDADE FÍSICA EXERCÍCIO FÍSICO
Qualquer movimento
corporal, produzido pelos
músculos esqueléticos, 
que resulta em gasto
energético maior do que
os níveis de repouso.
Atividade física planejada, 
estruturada e repetitiva 
que tem como objetivo 
final ou intermediário 
aumentar ou manter a 
saúde/aptidão física.
(CHEIK et al, 2003) 
CLASSIFICAÇÃO DO EXERCÍCIO
LEVE MODERADO INTENSO
Lactato 
(2 a 4 mmol/l)
Vo2 Máx.: 
até 50% 
Lactato 
(2 a 4 mmol/l)
Vo2 Máx.: 
Entre 50% até 75% 
Lactato
(> 4 mmol/l)
Vo2 Máx.: 
acima 75% 
INTENSIDADE
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CLASSIFICAÇÃO DO EXERCÍCIO
ANAERÓBIO AERÓBIO
NÃO UTILIZA O2
CURTA DURAÇÃO 
ALTA INTENSIDADE
FONTE ENERGÉTICA
(ATP-PCr-Lactato) 
AUMENTO DE 
FORÇA E MASSA 
MUSCULAR
VIA OXIDATIVA
UTILIZA O2
LONGA DURAÇÃO, CONTÍNUO 
INTENSIDADE LEVE/MODERADA
FONTE ENERGÉTICA
(GLICOSE-LIPÍDEOS)
AUMENTO DE RESISTÊNCIA 
MUSCULAR E 
CARDÍACA
FONTES ENERGÉTICAS PARA O 
EXERCÍCIO
Para cada Kg = 3 a 8 mmol de ATP 
Sustenta o esforço por 2s
Corpo armazena 8 a 10g de ATPATP
ATP ADP + Pi + ENERGIA MOTRIZ
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FONTES ENERGÉTICAS PARA O 
EXERCÍCIO
PCr-ATP
PCr Cr + Pi + ENERGIA
ATP ADP + Pi + ENERGIA
ATP ADP + Pi + ENERGIA MOTRIZ
Corpo armazena 100 a 120g de PCr
Para cada Kg = 4 a 5 x mais do que ATP 
Sustenta o esforço por 10s
FONTES ENERGÉTICAS PARA O 
EXERCÍCIO
Lactato
Sustenta o esforço por 10s a 3min.
Piruvato (2)
Lactato (2)
Exercício de alta intensidade e curta duração
Os acúmulos rápidos e significativos de lactato sanguíneo ocorrem durante o 
exercício máximo que dura entre 60 e 180s. 
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LIMITAÇÕES DO SISTEMA ANAERÓBIO
Cada um de nós possui um teto para a potência anaeróbia ou para o 
esforço máximo no qual se pode prescindir do oxigênio.
São necessários pelo menos 2 a 4 minutos para o consumo de oxigênio 
alcançar um nível mais alto
Treinados
Destreinados
3-5L O2/min
2-3L O2/min
Déficit de Oxigênio
Corrida de 
100m 8L O2/10seg
Déficit de Oxigênio
Piques
de 10 – 30 seg
Piques
de 10 – 30 seg
Corrida de 800 metros
de 2 min.
Corrida de 800 metros
de 2 min.
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Déficit de Oxigênio
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Tempo (minutos) do exercícioTempo (minutos) do exercício
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INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA DURANTE O 
EXERCÍCIO
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VIAS ENERGÉTICAS CONFORME A 
DURAÇÃO DO EXERCÍCIO
10 seg 2min 5min
100%
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DURAÇÃO DO EXERCÍCIO
Sistema a 
Curto Prazo
(glicólise)
Sistema
Imediato
(ATP-PCr)
Sistema a 
Longo Prazo
(aeróbio)
AERÓBIO
FONTES ENERGÉTICAS PARA O 
EXERCÍCIO
Sustenta o esforço de 3 min a horas.
Exercício de intensidade leva a moderada e longa duração
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PAPEL DO CARBOIDRATO DURANTE O 
EXERCÍCIO
NO EXERCÍCIO DE LONGA DURAÇÃO E 
INTENSIDADE LEVE A MODERADO
◦ Na transição do repouso para o exercício submáximo 
quase toda a energia é ofertada pelo glicogênio muscular;
◦ Durante os 20 minutos subsequentes o glicogênio 
hepático e muscular proporcionam 40 a 50% da demanda 
energética;
◦ A medida que o exercício progride as reservas de 
glicogênio se esgotam;
◦ Ocorre fadiga quando o glicogênio hepático e muscular 
sofrem redução intensa mesmo em suficiência de O2. 
PAPEL DO CARBOIDRATO DURANTE O 
EXERCÍCIO
NO EXERCÍCIO DE ALTA INTENSIDADE
◦ O glicogênio muscular e a glicose carregada pelo sangue 
constituem os principais fornecedores de energia;
◦ O aumento na contribuição percentual dos HC durante o 
exercício intenso é explicado pelo fato de ser o único 
nutriente que fornece energia quando o oxigênio é 
insuficiente em relação às necessidades.
◦ O exercício exaustivo promove stress oxidativo (aumento 
de superóxido – O2• – e peróxido de hidrogênio – H2O2 e 
radical hidroxila OH •)
◦ A oferta de bebida com glicose durante exercícios de 
longa duração e intensidade alta beneficia o desempenho 
aeróbio.
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PAPEL DO CARBOIDRATO DURANTE O 
EXERCÍCIO
� Carboidratos simples
◦ Consumido durante e imediatamente após a 
prova (exercício intenso) mantém a glicemia e 
recupera o glicogênio muscular;
� Dependerá de sódio para absorção e de insulina par 
acaptação e em excesso contribui com a lipogênese. 
� Carboidratos complexos
◦ Consumidos antes e após os treinos
� Menor influencia glicêmica;
� Menor contribuição com os estoques de 
lipídios.
PAPEL DO LIPÍDIO DURANTE O 
EXERCÍCIO
NO EXERCÍCIO DE LONGA DURAÇÃO E 
INTENSIDADE LEVE
◦ Os níveis de adrenalina, cortisol estão aumentados e 
ativam β-receptores nos adipócitos;
◦ Disparo da cascata mediada pelo AMPc;
◦ No Tec. Adiposo os TAG serão degradados em glicerol + 3 
ác. Graxos.
◦ Glicerol servirá para gliconeogênse hepática – glicose que 
voltará ao músculo em contração aeróbia;
◦ Ác. Graxos serão oxidados aerobiamente para a produção 
de Acetil CoA e Corpos Cetônicos.;
◦ TCM (TG de Cadeia Média) não necessitam de carnitina 
para ingressar na mitocôndria.
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PAPEL DO LIPÍDIO DURANTE O 
EXERCÍCIO
PAPEL DO LIPÍDIO DURANTE O 
EXERCÍCIO
NO EXERCÍCIO DE LONGA DURAÇÃO E 
INTENSIDADE ALTA
◦ Do início do exercício até chegar ao Steady-State (efeito 
platô), o fornecimento de O2 não é ideal (exercício 
progride do anaeróbio para o aeróbio);
◦ No Steady-State o volume de O2 é normalizado e a fonte 
de energia passa do glicogênio para os AGL.
◦ Com o esfoçomáximo mantido, não se mantém o S.S.;
◦ Aumenta-se o nível de lactato até chegar à exaustão;
◦ Cai o nível de AGL do sangue e o músculo volta a usar 
principalmente glicogênio;
◦ Dependendo da glicemia haverá participação ou não de 
BCAA.
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PAPEL DO LIPÍDIO DEPOIS DO EXERCÍCIO
APÓS O EXERCÍCIO DE LONGA DURAÇÃO
◦ Os hormônios epinefrina e glicocorticóides permanecem 
ativos após o exercício;
◦ Durante o sono liberamos GH – após a execução de 
atividade física, o corpo é mantido por maior percentual 
de oxidação da gordura, conservando a glicose para 
recuperação do glicogênio muscular e manutenção da 
glicemia;
PAPEL DA PROTEÍNA DURANTE O 
EXERCÍCIO
RECOMENDAÇÕES
� Indivíduos que praticam exercícios de endurance
moderada e regularmente (5 a 6 vezes por semana 
durante uma hora), com ingestão energética adequada 
– consumo de 1,2 a 1,4 gramas de proteína/kg de peso 
corporal
� Atletas de endurance de elite ou em fase preparatória 
para competições - 1,6g de proteínas/kg/dia. 
� Os indivíduos que praticam atividades de endurance de 
modo recreativo (4-5 vezes semana por 30 minutos com 
intensidade inferior) devem ingerir a mesma quantidade 
recomendada para indivíduos sedentários (1g/kg/dia).
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PAPEL DA PROTEÍNA DURANTE O 
EXERCÍCIO
SUPLEMENTAÇÕES
� BCAA, particularmente a LEUCINA – apresentam efeitos 
anabólicos, aumentando significativamente a taxa de 
síntese e diminuindo a taxa de degradação de proteína 
na musculatura em repouso, após o exercício de 
RESISTÊNCIA (ENDURANCE DE ELITE). 
� Exercícios de resistência – observa-se diminuição dos 
níveis plasmáticos de GLUTAMINA, cuja função principal 
é servir de fonte de energia para importantes células do 
sistema imunológico.
� Consumo elevado de BCAA elevam a amônia e não 
retardam a fadiga central.
PAPEL DAS VITAMINAS DURANTE O 
EXERCÍCIO
COENZIMAS - SUPLEMENTAÇÕES
� Tiamina (B1): Precursor de TPP - Pirofosfato de 
Tiamina – descarboxilase oxidativa
� Riboflavina (B2): Precursor da FAD e FMN;
� Niacina (B3): Componentes da NAD e NADP;
� Ác Pantotênico (B5): precursor da CoA;
� Piridoxina (B6): Cofator de reações com aa e 
glicogênio – Piridoxal fosfato, glicogênio 
fosforilase)
� Folacina (B9), Cobalamina (B12): anemia –
fraqueza muscular
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Condicionamento Físico
"A inatividade física e o baixo nível de condicionamento 
têm sido considerados fatores de risco para a 
mortalidade prematura tão importante quanto fumo, 
dislipidemia, diabetes e hipertensão arterial.“
FCMax - Frequência cardíaca Máxima = 220 - idade
Zona de Batimentos Cardíacos Alvo:
Saúde do Coração (Healthy Heart Zone): 50-60%
Queima de Gorduras (Fat Burning Zone): 60-70%
Endurance/Resistência (Endurance Training): 70-80%
VO2 Máximo (Anaerobic Zone): 80-90%
Esforço Máximo (Red Line Zone): 90-100%
Referências
� CASPERSEN, C.J.; POWELL, K.E.; CHRISTENSON, G.M. Physical 
activity, exercise, and physical fitness: definitions and distinctions 
for health-related research. Public Health Rep. 1985, 100: 126-31.
� FOSS, Merle F. Fox – Bases fisiológicas do exercício e do esporte. 
6ª ed. Rio de Janeiro. Editora Guanabara Koogan, 2000.
� Marzzoco, Anita; Torres, Bayardo B. Biquímica básica. 3ª ed. Rio 
de Janeiro. Ed Guanabara Koogan, 2007.
� McArdle, WD; Katch, FI; Katch, VL. Nutrição para o desporto e o 
exercício. Rio de Janeiro – Ed. Guanabara Koogan, 2001.