Aula_01_Bioenergética_Metabolismo Energético_Aline - Cópia

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Bioenergética:
Sistemas de fornecimento e 
utilização de energia
Disciplina de Fisiologia do Esforço 
Profa. Aline Gonçalves Nellessen
Temas Abordados
 Definições: Fisiologia do esforço
Energia, Trabalho, Metabolismo
 Bioenergética e Ciclo energético biológico
 Substratos energéticos e fontes de energia celular
 Sistemas Metabólicos: Anaeróbico alático, anaeróbico 
lático e aeróbico
 Fontes aeróbicas e anaeróbicas relacionadas à duração 
do exercício
Fisiologia do Esforço
 A fisiologia estuda os processos, atividades e
fenômenos característicos dos seres vivos
 Observar como o organismo humano se adapta
fisiologicamente na execução de tarefas motoras em
diferentes situações de exercício, mais precisamente ao
estresse agudo do exercício, ou seja, à atividade física e
também ao estresse crônico do treinamento físico
Definições
 Energia: Capacidade em gerar trabalho.
 Trabalho: Aplicação de uma força através de uma
distância.
 Metabolismo: Conjunto de reações químicas
responsáveis pelos processos de síntese (reações
anabólicas) e degradação (reações catabólicas) dos
nutrientes na célula.
 Bioenergética: vias metabólicas capazes de converter
nutrientes alimentares numa forma de energia
biologicamente utilizável
Por que precisamos?
ENERGIA
Trabalho Biológico
Químico: síntese contínua de componentes
celulares; finalidade de manutenção e
crescimento celular
Transporte: Trabalho ativo que transporta
substâncias contra seus gradientes de
concentração normais.
Mecânico: gerado pela contração muscular
e subsequente movimento
Formas de Energia
 Química
 Mecânica
 Térmica
 Eletromagnética
 Elétrica
 Nuclear 
Como o nosso corpo utiliza a energia 
antes de atingir o estágio final?
MOVIMENTO
Formas de Energia
Como o nosso corpo utiliza a energia 
antes de atingir o estágio final?
ENERGIA
Ciclo Energético Biológico
Alimentos
Carboidratos
Gorduras
Proteínas
Trabalho Mecânico
(Contração Muscular)
Substratos
Processos
Biológicos
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Vitaminas
Minerais
Água
Substratos
REGULAÇÃO 
METABÓLICA
Nutrientes
Micronutrientes 
ENERGIA
Substratos para o Exercício
 Forma de energia rápida: 1g 4 Kcal de energia
 Função primária: fornecer energia para o trabalho
celular
 Em repouso são convertidos em glicogênio e
armazenado tanto no fígado quanto nas fibras
musculares
 Único substrato cuja energia gera ATP
anaerobicamente.
CARBOIDRATOS
Substratos para o Exercício
1g 9 Kcal de energia
Os estoques de energia potencial são maiores do que
nos carboidratos
A velocidade da liberação de energia originária das
gorduras é mais lenta
 É armazenada em forma de triglicerídeos e quebrada
(lipólise) em ácidos graxos  utilizados para fornecer
energia.
GORDURAS
Substratos para o Exercício
1g 4,1 kcal
Papel auxiliar como substrato durante atividades de
endurance
Podem fornecer até 5% a 10% da energia necessária
para manter o exercício prolongado
A magnitude da sua contribuição depende de fatores,
como: intensidade e duração do exercício e disponibilidade
substratos
PROTEÍNAS
Micronutrientes e Energia
Não contém energia útil
Atuam como elos e reguladores nas reações metabólicas
que liberam energia a partir do alimento.
Vitaminas
Minerais
Atuam no metabolismo como importantes partes das
enzimas
Ativam as reações que liberam energia durante o
catabolismo dos substratos energéticos.
BIOENERGÉTICA:
Produção de ATP
Adenosina trifosfato - ATP
 Fonte de energia imediata para realização de trabalho
 Quantidade limitada armazenada nos músculos
 Utilizado e renovado constantemente
Liberação de ENERGIA
Consumo de ENERGIA
Renovação / Fontes de ATP –
Sistemas metabólicos
 Sistema anaeróbico alático (fosfagênio)
Ressíntese do ATP a partir da fosfocreatina 
(creatina fosfato)
Sistema anaeróbico lático (glicolítico)
Degradação parcial da glicose ou do glicogênio na 
ausência do oxigênio
Sistema aeróbico (oxidativo)
Oxidação de carboidratos e ácidos graxos
Concentração limitada de fosfocreatina nas células musculares (19
a 23mmol/kg)
Energia imediata (3 – 5 - 15 segundos)
Concentrações reabastecidas após o início da recuperação
1mol de ATP para cada mol de creatinafosfato (7-12 Kcal de energia
utilizável)
ATP-PC – Fosfocreatina (alático)
ANAERÓBICO
Concentração limitada de fosfocreatina nas células musculares (19
a 23mmol/kg)
Energia imediata (3 – 5 - 15 segundos)
Concentrações reabastecidas após o início da recuperação
1mol de ATP para cada mol de creatinafosfato (7-12 Kcal de energia
utilizável)
ATP-PC – Fosfocreatina (alático)
Permite a contração muscular no início do exercício e em 
exercícios de curta duração e alta intensidade (ex. largadas 
dos velocistas, salto em altura, arremessadores)
Representa a fonte mais rapidamente disponível do 
ATP que vai ser utilizada pelos músculos
ANAERÓBICO
Glicólise 
ATP armazenado é utilizado para 
formar fosfatos de energia; adição 
de grupos fosfato (fosforilação) à 
glicose e à frutose-6-fosfato
2 ATPs glicose
3 ATPs glicogênio
Sistema Anaeróbico
Produção limitada de ATP:
 3 moles de ATP para cada de glicogênio e 2 moles para
cada mol glicose sanguínea
Acúmulo de ácido lático (fadiga muscular)
Energia a curto prazo (1 – 3 minutos)
GLICÓLISE
Sistema Aeróbico
Sistema Aeróbico
Fosforilação
oxidativa
Acetil-CoA
Ciclo de 
Krebs
Cadeia de 
transporte de 
elétrons
Completar a oxidação 
de substratos e formar 
NADH e FADH
Resultado final é H2O, CO2 e 
38 ou 39 moléculas de ATP
Sistema Aeróbico
Desintegração aeróbica de carboidratos, gorduras e 
proteínas
Mais eficiente do ponto de vista energético  38 mol de 
ATP a partir da glicose e 39 mol a partir do glicogênio
Produz pequenas alterações do pH e Temperatura
Energia a longo prazo 
Depende dos níveis de enzimas oxidativas 
Depende de adaptações orgânicas
Sistema Aeróbico
Gorduras
 Somente triglicerídeos são fontes de energia
 A combustão de ácidos graxos exige mais oxigênio
 Produção variável de acordo com o ácido graxo que
estiver sendo oxidado  1mol ac. palmítico produz 129
moles de ATP
40% da energia liberada pelo metabolismo de glicose ou 
ácidos graxos livres são para a formação de ATP
60% restantes liberados como calor
Gorduras: cadeias 
de 16 -18 carbonos 
(triglicerídios)
Oxidação -beta
Como a liberação do O2 é limitada pelo sistema de 
transporte do oxigênio, os carboidratos são o substrato 
preferido durante o exercício de alta intensidade.
A energia produzida pelas gorduras é de 5,6 mol de ATP 
por mol de O2 utilizada, comparada com a produção dos 
carboidratos de 6,3 ATP por mol de O2.
Sistema Aeróbico 
Proteínas
Aminoácidos glicose; piruvato ou acetil-CoA
Processo mais complexo por conter nitrogênio, o qual
não pode ser oxidado
Contribuem pouco para produção de energia (4,1
kcal/g)
Utilizadas quando as demais reservas estão
deprimidas
Metabolismo do exercício: 
Utilização de energia durante 
atividade física
Repouso
O sistema aeróbico fornece maior parte do ATP
Consumo de oxigênio permanece constante
Fonte de energia: 2/3 de gorduras e 1/3 de carboidratos
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
Curto período de tempo (2-3 min) que exigem um 
esforço máximo ou submáximo
Carboidratos como principal combustível
Predomina a utilizaçãodo sistema anaeróbico
Produção de um défict de oxigênio
Diminuição das concentrações de fosfocreatina
Elevação dos níveis de ácido lático
Exercício de curta duração
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
Exercício de curta duração
10 minutos ou mais
Principais nutrientes são os carboidratos (até 20min)
Exercícios acima de 1 hora há o predomínio da utilização 
de gorduras
Início do exercício há um déficit de oxigênio  sistema 
anaeróbico e ATP-PC
Predomínio do sistema aeróbico (steady state)
Exercícios prolongados 
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
Exercícios prolongados 
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
↑
• Intensidade do exercício
↑
• Nível de Adrenalina no sangue
↑
• Degradação do glicogênio muscular
• Glicólise
• Produção de Lactato
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
↑
A glicose sanguínea desempenha maior papel durante o 
exercício de baixa intensidade, enquanto o glicôgenio
muscular é a principal fonte no exercício de alta 
intensidade
Fontes aeróbicas e anaeróbicas 
relacionadas à duração do exercício
↑
Em resumo:
Dúvidas??