BIOENERGÉTICA AULA2016.1

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2014
Prof. Drdo. Jorge Luís Costa
E-mail: jlfitness@uol.com.br 2016.1
 SISTEMAS DE CONTROLE BIOLÓGICO 
E
BIOENERGÉTICA
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As diversas funções do corpo humano são decorrentes de processos físicos e químicos que continuamente ocorrem em aproximadamente 75 milhões de células. 
A ação de uma grande quantidade de sistemas de controle locais e sistêmicos permite o estabelecimento de um equilíbrio entre as diversas funções corporais, pela ativação ou inibição de organismos que alteram a atividade de células, órgãos e sistemas.
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
SISTEMAS INTEGRADOS
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Um sistema de controle biológico pode ser definido como uma serie de componentes interconectados que servem para manter um parâmetro físico ou químico do corpo num valor quase constante.
COMPONENTES DO SISTEMA DE CONTROLE BIOLÓGICO :
1) receptores: componente capaz de detectar uma alteração no organismo o qual envia uma mensagem ao centro de integração. 
2) centro integrador (centro de controle): pode ser imaginado como uma caixa de controle que avalia a forca do estimulo e envia uma mensagem adequada a um componente chamado de efetor
3 ) efetores: envolvido na correção do distúrbio, respondendo de modo que as alterações do ambiente interno voltem ao normal. 
Ex.: temperatura 
	receptores térmicos (pele) 
	centro termorregulador (snc)
	efetores (arteríolas)
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
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Centro de integração 
Efetor
Receptor
Estimulo 
(1) O estimulo excita o receptor
(2) O receptor avisa ao centro de integração sobre o distúrbio 
(3) Sinaliza ao efetor para corrigir o distúrbio
(4) O efetor corrige o distúrbio e remove o estimulo 
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
O retorno do ambiente interno ao normal acarreta uma diminuição do estimulo original que disparou o sistema de controle. Esse tipo de retroalimentação e denominada de feedback negativo
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CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
SISTEMAS DE CONTROLE DO ORGANISMO: são uma série de componentes interligados que servem para manter um parâmetro corporal - físico ou químico em equilíbrio dinâmico.
	A maior parte destes sistemas reside dentro da célula e age para regular as atividades celulares. 
Ex.: síntese e degradação de proteínas, manutenção das quantidades apropriadas de nutrientes estocados, etc.
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
O organismo humano não é um simples agregado de órgãos isolados. Neste sentido, a fisiologia busca compreender não apenas os órgãos de sistemas, mas também sua integração e funcionamento harmônico.
Obs.: de 0 a 6 anos é a faixa etária em que mais se consome carboidratos, na falta deles, ocorrem falhas.
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TERMINOLOGIA BÁSICA
HOMEOSTASE: A condição das funções corporais quando mantidas constantes ou inalteradas, ou fenômeno que se refere ao estado de equilíbrio dos líquidos e dos tecidos do organismo em relação às suas funções e composições químicas básicas, utilizadas para manter o funcionamento do corpo em perfeito equilíbrio. (ROBERGS; ROBERTS, 2002)
 ESTADO ESTÁVEL: diz respeito à estabilidade que é provocada em alguns órgãos, músculos e tecidos, e que pode manter o equilíbrio da produção de substratos energéticos e a manutenção da frequência cardíaca para a realização do exercício. Com isso, o estado estável é atingido de acordo com a intensidade e a duração do exercício. Na medida em que se eleva o grau de dificuldade, o organismo se ajusta (PEREIRA; SOUZA JÚNIOR, 2005). A partir da compreensão da homeostase, é possível analisar a utilização das fontes de energia, bem como sua origem e suas formas de conversão em energia utilizável no movimento humano.
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
HOMEOSTASE E FEEDBACK
Nos mecanismos de auto regulação que levam à homeostase, atuam integralmente fatores nervosos e hormonais. Tais mecanismos implicam em um feedback ou retroalimentação.
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A homeostase é em repouso, o steady state é em exercício. O grau de entropia é menor na homeostase do que no steady state.
Se a pessoa aumenta o ritmo do exercício e quebra a estabilidade do steady state, chega próximo à exaustão, alcançando níveis máximos de entropia (lac = 10-12 / fc = 170 pressão= 190/75 / 38.50c / glicemia= 50 / ventilação= 45/min / VO2= 3.5 - 4.0. Neste ponto o sistema central avisa que se deve parar.
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
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FEEDBACK: o aumento ou diminuição de uma função (pressão, glicemia), provoca uma alteração (física ou química) no organismo, e esta alteração desencadeia uma reação para a correção funcional, garantindo o equilíbrio dinâmico.
O exercício aeróbico aumenta o número e o tamanho das mitocôndrias musculares. Com esse aumento diminui o espaço citoplasmático, diminuindo o espaço que o glicogênio e fosfato creatina ocupariam.
FEEDBACK NEGATIVO: é quando a alteração funcional se faz num sentido e a reação para a correção em outro, ou seja, a resposta do sistema de controle é oposta ao estímulo: 
Ex.: regulação respiratória =
 [ ] de CO2 centro respiratório ritmo respiratório [ ] de CO2
A hiperventilação aumenta o pH muscular em questão de 1 ou 2 segundos.
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
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FEEDBACK POSITIVO: é a retroalimentação positiva observada em casos nos quais a alteração funcional e a reação se fazem no mesmo sentido, aumentando o desequilíbrio.
Ex.:[ ] de sais no sangue = 
 [ ] de sais sede ingestão d’água do mar [ ] de sais
Enquanto o feedback negativo é um mecanismo comum de controle, a retroalimentação positiva é um desarranjo dos controles normais.
CONTROLE DO AMBIENTE INTERNO
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Conceito de bioenergética : processo metabólico pelo qual as células utilizam a energia necessária obtida para a conversão de nutrientes alimentares (gordura, proteínas, CHO) em uma forma de energia biologicamente utilizável.
Reações degradativas liberadoras de energia
Reações de biossíntese que requerem energia
Catabolismo
(exergônicas)
Anabolismo
(endergônicas)
X
Denomina-se metabolismo (do grego metábole, mudança, transformação) o conjunto de processos e reações químicas que ocorrem nas células, implicando na manutenção da vida de um organismo.
Classicamente divide-se o metabolismo em: 
Reações exergônicas (catabolismo) → que liberam energia para o trabalho celular a partir do potencial de degradação dos nutrientes orgânicos;
Reações endergônicas (anabolismo) → que absorvem energia aplicada ao funcionamento da célula, produzindo novos componentes.
BIOENERGÉTICA
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Catabolismo 
Ocorre a degradação de moléculas nutrientes orgânicas (carboidratos, gorduras e proteínas) em moléculas mais simples (ácido láctico,CO2, NH3)
CATABOLISMO: Processos metabólicos onde há "quebra" de substâncias complexas em substâncias mais simples. A "quebra" das proteínas do tecido muscular para obter energia é um exemplo de catabolismo.
 A energia é liberada e conservada na forma de ATP e de transportadores de elétrons reduzidos (NADH,NADPH e FADH2). A energia restante é liberada na forma de calor.
BIOENERGÉTICA
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Anabolismo
 ANABOLISMO é a biossíntese, ou seja, moléculas precursoras mais simples são ligadas para formar moléculas maiores e complexas ( lipídeos, proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos..)
Tais reações precisam de energia para ocorrerem, geralmente essa energia está na forma de ATP (potencial de transferência de grupo fosforil) e NADH,NADPH e FADH2 ( potencial de poder redutor)
BIOENERGÉTICA
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O ATP é o doador de energia
livre para os processos endergônicos. 
O NADPH é o principal doador
de elétrons nas biossínteses redutoras
Exergônica
Endergônicas
Anabolismo
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A fotossíntese das plantas 
É o que permiti a vida na terra, a partir da conversão de Co2 e água do ambiente em glicose e O2. 
BIOENERGÉTICA
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A energia química será utilizada pelos animais para sua sobrevivência.
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SERES AUTÓTROFOS
São aqueles que produzem o “próprio alimento”.
Eles são capazes de transformar energia.
Os autótrofos fotossintetizantes são capazes
de transformar energia luminosa em energia química contida na molécula de glicose. 
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SERES HETERÓTROFOS
Não “produzem o próprio alimento”.
Não conseguem transformar energia, logo precisam adquirir substratos que liberem energia quando são quebrados. 
BIOENERGÉTICA
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BIOENERGÉTICA
ORIGEM DAS FONTES DE ENERGIA
Todo organismo é capaz de converter os substratos absorvidos nos alimentos em energia utilizável para as ações relacionadas aos movimentos. As fontes de energia dos alimentos ingeridos encontram-se sob a forma de carboidratos, gorduras e proteínas que são armazenadas no organismo em estoques necessários para utilização, renovação e transformação da energia química em energia cinética (mecânica), o que permite ao organismo humano executar suas tarefas diárias, em específico os movimentos propriamente ditos.
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BIOENERGÉTICA
FASES DO PROCESSO DE DEGRADAÇÃO 
1º- Digestão dos alimentos no tubo digestivo;
2º- Passagem dos nutrientes do sangue para o interior das várias células, nomeadamente, os músculos;
3º- Degradação desses nutrientes no meio intracelular, sendo nesta fase que ao desfazerem-se, determinadas ligações químicas, se obtém energia química e posteriormente energia cinética (mecânica). 
Assim…. Se obtêm energia para a atividade física
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Metabolismo Energético – conjunto de reações químicas que gera energia para diversas atividades celulares.
BIOENERGÉTICA
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Carboidratos
Gorduras
Proteínas
Devem ser degradados (fracionados) para serem absorvidos pelo organismos
“Os nutrientes carboidratos, lipídios e proteínas proporcionam a energia necessária para preservar as funções corporais durante o repouso e a atividade física”. Mcardle et. al.2003
FONTES ENERGÉTICAS
BIOENERGÉTICA
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FONTES ENERGÉTICAS
Carboidratos
Proteínas
Gorduras
A desintegração destes, não é utilizada diretamente para realizar trabalho, mas para formar outro composto químico altamente energético…ATP 
Em repouso, a energia que o corpo necessita deriva Tanto da degradação dos carboidratos, quanto das gorduras…
 As proteínas fornecem pouca energia para a atividade celular, mas servem como base para a formação de tecidos corporais (5% a 10%)
BIOENERGÉTICA
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Os carboidratos desempenham importantes funções relacionadas ao metabolismo energético e ao desempenho nos exercícios.
Fonte de Energia;
Preservação das Proteínas;
Ativador metabólico;
Combustível para o Sistema Nervoso Central.
CARBOIDRATOS
BIOENERGÉTICA
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CARBOIDRATOS – Tipos 
Estrutura formada por Carbono (C), Hidrogênio (H) e Oxigênio (O);
Fotossíntese ( CO2 + H2O + Energia Luminosa);
CARBOIDRATOS SIMPLES
 Monossacarídeos 
(Glicose, frutose e galactose )
Dissacarídeos
Maltose = glicose + glicose 
 Sacarose = glicose + frutose
 Lactose = glicose + galactose 
Oligossacarídeos
(3 a 10 unidades de açucares)
CARBOIDRATOS COMPLEXOS
Amido e Fibras dietéticas
Obs: os carboidratos após sua digestão são disponibilizados para o metabolismo ou armazenados em forma de glicogênio (termo utilizado para polissacarídeo armazenado em animal)
BIOENERGÉTICA
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Carboidratos
• Prontamente disponíveis (se incluídos na dieta) e facilmente metabolizados pelos músculos;
• Ingeridos, são captados pelos músculos e fígado e convertidos a glicogênio;
• Glicogênio estocado no fígado é reconvertido em Glicose de acordo com as necessidades e transportado pelo sangue para o músculos para formar ATP. 
Sua função primária é fornecer energia para o trabalho celular.
Ele é o único nutriente cuja energia armazenada pode ser usada para gerar ATP anaerobiamente , ou melhor ,são utilizadas nos exercícios vigorosos que requerem a liberação de energia rápida ( anaeróbios ). Neste caso o glicogênio acumulado e a glicose sanguínea terão que fornecer maior parte de energia para a ressíntese de ATP. Em exercícios leves e moderados , os carboidratos atendem cerca de metade das necessidades energéticas do organismo.
 E são também necessários alguns carboidratos para que se processe nutrientes das gorduras e então sejam transformados em energia para os exercícios de longa duração ( aeróbicos ) . 
BIOENERGÉTICA
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CONCEITOS IMPORTANTES
GLICÓLISE – quebra da glicose
GLICOGÊNESE – formação do glicogênio
GLICONEOGÊNESE - formação de glicogênio, a partir de outros substratos que não seja a glicose, ou seja, proteínas, gorduras, vitaminas.
GLICOGENÓLISE – quebra do glicogênio para formar várias moléculas de glicose.
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LIPÍDIOS
DISPONIBILIZADO ATRAVÉS DA DIETA
TIPOS: Gorduras simples – Triglicerídeos
 Gorduras compostas – Lipoproteínas e fosfolipídios
 Gorduras derivadas – Ácidos graxos e esteroides
SÃO ARMAZENADOS EM FORMA DE TRIGLICERÍDEOS NO TECIDO ADIPOSO
Funções:
Fonte e reserva de energia;
Proteção dos órgãos vitais;
Isolamento térmico;
Carreador de vitaminas e supressor da fome. 
CONCEITOS IMPORTANTES
LIPOGÊNESE: formação de lipídeos
LIPÓLISE: quebra de lipídeos
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Fornecem energia substancial durante atividade prolongada, de baixa intensidade;
 Os estoques de lipídios são maiores do que as reservas de carboidratos;
 Menos disponíveis para o metabolismo porque devem ser reduzidos a glicerol e ácidos graxos livres (AGL). A gordura armazenada representa a fonte mais abundante de energia potencial. 
Essa fonte comparada aos outros nutrientes é quase ilimitada. Existe alguma gordura armazenada em todas as células , porém , seu maior fornecedor são os adipócitos - células gordurosas especializadas para a síntese e armazenamento de triglicerídeos - elas compreendem cerca de 90% das células . Depois que os ácidos graxos se difundem para dentro da circulação, eles são entregues aos tecidos ativos onde são removidos do tecido adiposo e assim são transferidos para os músculos ( particularmente as fibras de contração lenta ) onde a gordura é desintegrada e transformada em energia, dentro das mitocôndrias ,para poderem ser utilizadas como combustível. 
Dependendo do estado de nutrição, treinamento do indivíduo e duração da atividade física, de 30% `a 80% da energia para o trabalho biológico derivam das moléculas adiposas intra e extracelulares
LIPÍDIOS
BIOENERGÉTICA
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PROTEÍNAS
Disponibilizado através da dieta e sintetizado a partir de aminoácidos. Em depleção energética severa e inanição são usadas como fonte de energia.
Obs: Em exercícios prolongados podem fornecer de 10-15% da energia
Funções: 
Estrutural
Hormonal
Defesa 
 CONCEITOS IMPORTANTES
PROTEÓLISE: quebra de proteínas 
SÍNTESE PROTEICA: formação de proteínas
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PROTEINA
A proteína pode desempenhar um papel importante como substrato energético durante o exercício constante e treinamento pesado. 
Mas não é capaz de proporcionar mais que 10% à 15% da energia exigida na atividade , como o carboidrato e gordura . 
Para proporcionar energia, as proteínas são primeiro transformadas em aminoácidos de forma que possam penetrar prontamente nas vias para a liberação de energia através da remoção de nitrogênio dos ácidos graxos e assim serem transferidos para outros compostos. 
Dessa maneira, certos aminoácidos podem ser usados diretamente no músculo para obtenção de energia.
Obs.: enquanto os carboidratos podem ser metabolizados tanto na ausência quanto na presença de oxigênio, as gorduras e as proteínas somente podem ser metabolizadas na presença de oxigênio.
BIOENERGÉTICA
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ESTOQUES CORPORAIS 
DE
COMBUSTÍVEIS E ENERGIA
BIOENERGÉTICA
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Energia presente nas ligações químicas dos nutrientes tem que se transforma em uma “moeda” comum de energia através do metabolismo. Como se fosse uma bateria recarregável, a energia retirada dos alimentos fica armazenada em células na forma de um composto químico de alta energia, denominado de ATP (Adenosina Tri-fosfato)
Forma de armazenamento para uso imediato
(Fonte Básica de Energia)
Energia
Contração
Muscular
Síntese
tecidual
Circulação
Transmissão Neural
Digestão
Secreção 
Glandular
BIOENERGÉTICA
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O trifosfato de adenosina (ATP) é um composto que armazena e libera energia para todos os processos celulares, inclusive para a contração muscular e a realização de trabalho. A alta energia livre da hidrólise da ligação terminal de fosfato do ATP é utilizada para mudanças na conformação das moléculas de actina e miosina musculares.
BIOENERGÉTICA
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A quebra de uma molécula do grupo fosfato libera uma grande quantidade de energia, aproximadamente entre 7,3 e 7,6kcal/mol de ATP, reduzindo o ATP a uma molécula de adenosina difosfato (ADP) e uma molécula de fosfato inorgânico (Pi). E a Enzima que catalisa esta reação: ATPase
Esta reação é bilateral
ATP ADP+ Pi + 7300kcal
BIOENERGÉTICA
Ressíntese de ADP em ATP pela creatina-fosfato (PCr) e pela creatina quinase (CK)
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A liberação de energia no catabolismo dos macro nutrientes comporta uma finalidade essencial – fosforilar o ADP para voltar a formar o composto de alta energia ATP.
Essas fontes constituem principalmente em: 
(1) moléculas de triglicerídeos e de glicogênio armazenadas no músculo; 
(2) glicose (derivada do glicogênio hepático); 
(3) ácidos graxos livres ( derivados dos triglicerídeos existente no fígado e nos adipócitos) e 
(4) esqueletos de carbonos intramusculares e derivados do fígado que formam os aminoácidos.
LIBERAÇÃO DE ENERGIA PELO ALIMENTO
BIOENERGÉTICA
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Embora a fosforilação oxidativo seja uma parte vital do metabolismo, produz espécies reativas de oxigénio tais como o superóxido e o peróxido de hidrogénio, que induzem a propagação de radicais livres, danificando componentes celulares (por exemplo, oxidando proteínas e lipídios de membrana) e contribuindo para processos de envelhecimento celular e patologias. Existem também diversos venenos e medicamentos que têm como alvo as enzimas desta via metabólica, 
BIOENERGÉTICA
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O EXERCICIO QUEIMA PRIMEIRO
-ATP (anaeróbica) – 3 A 5s
-PC (anaeróbica) - 6 a 15s
-GLICÓLISE ANAERÓBICA (anaeróbica) -20 a 180s
-SISTEMA OXIDATIVA (aeróbica) – dependendo da intensidade e duração usa glicólise aeróbica, gordura e proteínas >180s
BIOENERGÉTICA
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS TRÊS SISTEMAS EM RELAÇÃO A FORMAÇÃO DO ATP
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
Estimativa da contribuição de energia dos sistemas anaeróbios e aeróbios durante a exigência no exercício máximo.
Fonte: GASTIN, 2001.
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CONTRIBUIÇÃO METABÓLICA DO ATP
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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Fonte: McArDLE; KATCH; KATCH, 2003.
CONTRIBUIÇÃO DOS METABOLISMOS AERÓBIO E ANAERÓBIO DURANTE O ESFORÇO MÁXIMO COM DURAÇÕES VARIÁVEIS
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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Sistema Energético: é a via metabólica através da qual a musculatura obtém energia à contração muscular.
A contração muscular ocorre através da energia da quebra das moléculas de ATP (Adenosina Trifosfato). Porém seu estoque é limitado e precisa ser refeito, e para isso é necessária energia que é fornecida pelos sistemas energéticos.
Os sistemas energéticos dividem-se em aeróbios e anaeróbios.
Dentro das vias aeróbias, a ressíntese do ATP é feita mediante reações oxidativas (em presença do oxigênio).
Já nas vias anaeróbias a ressíntese do ATP é feita através das reações onde não há a presença do oxigênio.
O objetivo básico dos sistemas energéticos é manter o suprimento de ATP muscular para que a musculatura possa manter-se em trabalho.
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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	MECANISMO			VIA(S) METABÓLICA(S)
Sistema anaeróbio alático		ATP-CP
Sistema anaeróbio lático		Glicólise (anaeróbia)
Sistema aeróbio			Glicólise (aeróbia)
						Beta-oxidação
						Deaminação
						Ciclo de Krebs
						Fosforilação oxidativa
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
Cada tipo de esforço muscular aciona um sistema energético e alguns tipos de esforços acionam mais de um sistema.
Os tipos de esforços podem se divididos em:
Anaeróbio alático
Anaeróbio lático
Anaerobio/Aeróbio
Aeróbio
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SISTEMA FOSFOCREATINA-CREATINA (ATP-CP)
	A Fosfocreatina é um composto químico armazenado no interior das células musculares que é tão energético quanto o ATP, pois possui uma ligação fosfato de alta energia. Sua cisão (hidrólise) é capaz de fornecer energia para a refosforilação do ATP e a continuação da contração muscular máxima por mais 7 segundos.
	OBS: As quantidades combinadas de ATP e de Fosfocreatina presentes nas células (sistema fosfagênio) são suficientes para manter a contração muscular máxima por cerca de 10segundos.
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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Sistema anaeróbio alático
Fornece 1 ATP
Não consome ATP para ser ativado
Não utiliza oxigênio
Não produz ácido lático
Substrato: creatina-fosfato (CP)
Produtos: ATP, creatina
Principal enzima: creatina quinase
SISTEMAS ENERGÉTICOS
 Restauração do ATP + CP na fase de recuperação rápida 
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA DO GLICOGÊNIO-ÁCIDO LÁTICO 
	Este sistema de refosforilação do ADP entra em ação quando se esgotam as moléculas de Fosfocreatina e consiste na transformação química do glicogênio muscular em glicose (glicogenólise).
	 Posteriormente a glicose é desdobrada (glicólise) e há formação de ácido pirúvico com liberação de energia para formar ATP. 
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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Sistema anaeróbio lático
Fornece 4 ATPs
Consome ATP para ser ativado
Não utiliza oxigênio
Produz ácido lático
Substrato: glicose
Produtos: ATP, ácido lático, NADH+H+, FADH2
Principal enzima: fosfofrutoquinase (PFK)
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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Ressintese do glicogênio muscular (segundo Fox, 1993) A plena restauração das reservas de glicogênio após um exercício leva vários dias e depende de dois fatores principais: 1) o tipo de exercício realizado; 2) a quantidade de CH dietéticos consumida durante a recuperação. Quadro: O tempo necessário para a conclusão de alguns processos bioquímicos no período de descanso (Volkov, 1986). 
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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Na ausência do oxigênio o ácido pirúvico é convertido quimicamente em ácido lático (lactato), de forma que esta fonte de ATP é chamada de metabolismo anaeróbio lático. 
	
	OBS: A formação do lactato é maior nas atividades físicas de velocidade – potência uma vez que utilizam basicamente as reações glicolíticas anaeróbicas.
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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O Lactato não sofre transformações no músculo e acumula-se
O Lactato passa posteriormente para o sangue através de um gradiente de concentração de lactato músculo-sangue.
Esta acumulação resulta em 4 importantes consequências:
CONSEQUÊNCIAS DA ACUMULAÇÃO DE LACTATO
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA AERÓBICO
	Representa a oxidação dos nutrientes (carboidratos, gorduras e proteínas) para a formação da energia que irá reconstituir o ATP. Representa a maior parte da transferência energética quando o exercício intenso perdura por mais de alguns minutos. 
	OBS: Neste tipo de metabolismo a produção de lactato é igual ao seu metabolismo, não ocorrendo portanto o seu acúmulo. 
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
Sistema aeróbio
Pode fornecer de 36 a mais de 400 ATPs
Consome ATP para ser ativado
Utiliza oxigênio
Não produz ácido lático
Substratos: glicose, ácidos graxos, aminoácidos
Produtos: ATP, NADH+H+, FADH2, H2O
Principal enzima: citrato sintase
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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UM ASPECTO IMPORTANTE NA BIOENERGÉTICA, É A COMPREENSÃO DO FUNCIONAMENTO INTEGRADO DOS 3 SISTEMAS EM TERMOS DE PARTICIPAÇÃO ENERGÉTICA NOS VÁRIOS TIPOS DE ATIVIDADE FÍSICA. 
EFETIVAMENTE, A AÇÃO DESTES SISTEMAS OCORRE SEMPRE SIMULTANEAMENTE, EMBORA EXISTA A PREPONDERÂNCIA DE UM DETERMINADO SISTEMA RELATIVAMENTE AOS OUTROS, DEPENDENDO DE FATORES COMO A INTENSIDADE E A DURAÇÃO DO ESFORÇO, A QUANTIDADE DAS RESERVAS DISPONÍVEIS EM CADA SISTEMA, AS PROPORÇÕES ENTRE OS VÁRIOS
TIPOS DE FIBRAS E A PRESENÇA DE ENZIMAS ESPECÍFICAS.
Funcionamento integrado dos sistemas energéticos
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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COMO EXEMPLO:
CORRIDA DE 100M - SENSIVELMENTE 80% DO ATP PRODUZIDO VEM DA DEGRADAÇÃO DA CP, 15% DA GLICÓLISE E 5% DA OXIDAÇÃO. 
CORRIDA DE 800M - A PRODUÇÃO DE ENERGIA É ASSEGURADA EM PARTES SENSIVELMENTE IGUAIS PELOS SISTEMAS AERÓBIO E ANAERÓBIOS. 
CORRIDA DE 1500M - A PARTICIPAÇÃO AERÓBIA SOBE PARA CERCA DE 67% RELATIVAMENTE À ANAERÓBIA (23% DA GLICÓLISE E 10% DOS FOSFAGÊNIOS).
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Funcionamento integrado dos sistemas energéticos
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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UM OUTRO ASPECTO FUNDAMENTAL, É A COMPREENSÃO DE QUE OS VÁRIOS SISTEMAS APRESENTAM POTÊNCIAS ENERGÉTICAS DISTINTAS CAPACIDADES DIFERENCIADAS PARA FORMAR ATP POR UNIDADE DE TEMPO (KCAL/MIN). 
COM EFEITO, O PRIMEIRO SISTEMA APRESENTA MAIS DO DOBRO DA POTÊNCIA DA GLICÓLISE E QUASE QUATRO VEZES A POTÊNCIA DA OXIDAÇÃO, RAZÃO PELA QUAL É O PREFERENCIALMENTE UTILIZADO NOS ESFORÇOS DE INTENSIDADE MÁXIMA E DE CURTA DURAÇÃO. 
JÁ QUANDO NOS REFERIMOS À CAPACIDADE DE CADA SISTEMA (KCAL DISPONÍVEIS), TEMOS DE TER EM CONSIDERAÇÃO AS RESERVAS ENERGÉTICAS QUE CADA SISTEMA DISPONIBILIZA. 
DESTE MODO, APESAR DO PRIMEIRO SISTEMA SER CLARAMENTE O MAIS POTENTE (36KCAL/MIN), O QUE MAIS RAPIDAMENTE PERMITE RESSINTETIZAR ATP, É TAMBÉM, SIMULTANEAMENTE, O DE MENOR CAPACIDADE (11KCAL), UMA VEZ QUE AS RESERVAS DE CP SÃO EXTREMAMENTE LIMITADAS (28MMOL/KG MÚSCULO). 
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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COMPARATIVAMENTE COM O TERCEIRO SISTEMA, VERIFICA-SE EXATAMENTE O OPOSTO, DADO QUE APESAR DE SER O MENOS POTENTE (10KCAL/MIN), É O QUE CLARAMENTE APRESENTA MAIOR CAPACIDADE (167,280KCAL), EM GRANDE PARTE DEVIDO ÀS ENORMES RESERVAS DE TRIGLICERÍDEOS EXISTENTES NO TECIDO ADIPOSO (141000KCAL), QUE CONSTITUEM UM SUBSTRATO ENERGÉTICO QUASE INESGOTÁVEL PARA A OXIDAÇÃO MITOCONDRIAL
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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DURANTE UM SPRINT PROLONGADO ATÉ À EXAUSTÃO, AS CONCENTRAÇÕES DE ATP MANTÊM-SE RELATIVAMENTE ESTÁVEIS ATÉ AOS 10S (QUEBRA DE APENAS 15-20% NOS 2S INICIAIS), MOMENTO A PARTIR DO QUAL QUEBRAM ACENTUADAMENTE, SENSIVELMENTE QUANDO A DEPLEÇÃO DA CP ATINGE 75-85% DOS VALORES DE REPOUSO. NO ENTANTO, CONVÉM REFERIR QUE, MESMO EM CONDIÇÕES EXTREMAS DE EXERCÍCIO, NUNCA SE VERIFICA UMA DEPLEÇÃO TOTAL DO ATP, ISTO APESAR DE JÁ TEREM SIDO DESCRITAS DIMINUIÇÕES DE 30-40% NAS SUAS CONCENTRAÇÕES MUSCULARES. 
JÁ, EM CONTRASTE, É POSSÍVEL VERIFICAR-SE UMA DEPLEÇÃO QUASE COMPLETA DAS RESERVAS DE CP NO FINAL DE UM SPRINT.
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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O SEGUNDO SISTEMA APRESENTA COMO PRINCIPAL FATOR LIMITATIVO A ACIDOSE CELULAR QUE RESULTA DA PRODUÇÃO E RÁPIDA DISSOCIAÇÃO DO ÁCIDO LÁCTICO, UM PRODUTO SECUNDÁRIO INEVITÁVEL DA ATIVIDADE DA PRÓPRIA GLICÓLISE. 
COM EFEITO, ESTE É UM DOS ÁCIDOS MAIS FORTES PRODUZIDO NO NOSSO ORGANISMO E, COMO SE DISSOCIA RAPIDAMENTE, LIBERTA UMA GRANDE QUANTIDADE DE HIDROGÊNIOS (H+) QUE INDUZEM FADIGA, PRINCIPALMENTE PELO FATO DE INIBIREM A PFK, A PRINCIPAL ENZIMA NO CONTROLE DA GLICÓLISE. 
NO ENTANTO, OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DO PH SÃO MÚLTIPLOS E NÃO SE LIMITAM APENAS AO BLOQUEIO DA GLICÓLISE, INTERFERINDO IGUALMENTE COM A CONTRAÇÃO MUSCULAR (DESLOCANDO O CA2+ DA TROPONINA C), ESTIMULANDO OS RECEPTORES DE DOR, PROMOVENDO NÁUSEA E DESORIENTAÇÃO, DIMINUINDO A AFINIDADE DO O2 PELA HEMOGLOBINA E TAMBÉM A TAXA DE LIPÓLISE ADIPOSA. 
FELIZMENTE QUE TANTO AS CÉLULAS COMO OS FLUÍDOS CORPORAIS, POSSUEM TAMPÕES, COMO O BICARBONATO (HCO3 -) OU AS PROTEÍNAS CELULARES, QUE
MINIMIZAM OS EFEITOS DO H+.
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SEM ESTAS SUBSTÂNCIAS TAMPÃO, A LIBERTAÇÃO E ACUMULAÇÃO DE HIDROGÊNIOS BAIXARIA O PH PARA CERCA DE 1.5, MATANDO AS CÉLULAS. 
DESTE MODO, POR CAUSA DA CAPACIDADE DE TAMPONAMENTO DO ORGANISMO, A CONCENTRAÇÃO DE H+ PERMANECE BAIXA, MESMO DURANTE O EXERCÍCIO DE ALTA INTENSIDADE, EMBORA SE VERIFIQUE UMA QUEDA DO PH DESDE O VALOR DE REPOUSO DE 7.1, ATÉ AO VALOR DE EXAUSTÃO SITUADO ENTRE 6.4-6.6. 
A MAIOR PARTE DOS INVESTIGADORES TEM UMA OPINIÃO CONCORDANTE QUANTO AO FATO DA DIMINUIÇÃO DO PH MUSCULAR, QUE SE VERIFICA DURANTE O EXERCÍCIO DE CURTA DURAÇÃO E DE INTENSIDADE MÁXIMA, SER O PRINCIPAL LIMITADOR DA PERFORMANCE E A PRINCIPAL CAUSA DE FADIGA NESTE TIPO DE ESFORÇOS.
NO ENTANTO, APÓS UM SPRINT PROLONGADO ATÉ À EXAUSTÃO, O RESTABELECIMENTO TOTAL DO PH MUSCULAR DE VOLTA AOS VALORES DE REPOUSO REQUER APENAS 30-35MIN DE RECUPERAÇÃO, SENSIVELMENTE O MESMO TEMPO QUE LEVA À LACTATEMIA A VOLTAR AOS NÍVEIS DE PRÉ-EXERCÍCIO.
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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QUANTO AO SISTEMA OXIDATIVO, OS SEUS PRINCIPAIS FATORES LIMITATIVOS SÃO, POR UM LADO, A CAPACIDADE DE TRANSPORTE DE O2 PARA OS MÚSCULOS ATIVOS (FATORES CENTRAIS) E, POR OUTRO, A EXTRAÇÃO DE O2 QUE OCORRE NESSE TECIDO (FATORES PERIFÉRICOS). 
COM EFEITO, A POSSIBILIDADE HUMANA DE DESENVOLVER ESFORÇOS PROLONGADOS ESTÁ DIRETAMENTE RELACIONADA COM A CAPACIDADE DO METABOLISMO OXIDATIVO, HABITUALMENTE EXPRESSA PELO CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO.
O QUE É O CONSUMO MÁXIMO DE OXIGÊNIO?
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(VO2max)
parâmetro que corresponde à máxima taxa a que o oxigênio pode ser captado e utilizado durante um exercício de grande intensidade que se prolongue, mais ou menos, no tempo.
SISTEMAS ENERGÉTICOS
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A ENERGIA UTILIZADA PARA SUPRIR AS NECESSIDADES DO ORGANISMO NOS ESFORÇOS PROLONGADOS (>2MIN), ENVOLVE A UTILIZAÇÃO DE O2 NAS
MITOCÔNDRIAS DAS CÉLULAS MUSCULARES. NAS DISCIPLINAS NORMALMENTE DESIGNADAS DE RESISTÊNCIA (ENDURANCE), COMO AS PROVAS DE MEIO-FUNDO E FUNDO, AS FONTES ENERGÉTICAS UTILIZADAS SÃO OS HC, OS LIPÍDIOS E OS AMINOÁCIDOS. 
A OBTENÇÃO DE MOLÉCULAS DE ATP A PARTIR DESTES COMPOSTOS POR OXIDAÇÃO, EMBORA SEJA UM PROCESSO MAIS MOROSO, É
QUANTITATIVAMENTE MAIS RENTÁVEL EM RELAÇÃO À SUA OBTENÇÃO DE FORMA IMEDIATA (ANAERÓBIA).
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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COMPARATIVAMENTE A OS CHO, A OXIDAÇÃO DOS LIPÍDIOS É ALTAMENTE RENTÁVEL EM TERMOS ENERGÉTICOS, NO ENTANTO A SUA MOBILIZAÇÃO É LENTA E IMPLICA UM MAIOR CONSUMO RELATIVO DE O2. 
POR ESTA RAZÃO, DURANTE OS ESFORÇOS AERÓBIOS DE INTENSIDADE MAIS ELEVADA, EM QUE A DISPONIBILIDADE DE O2 NO MÚSCULO ATIVO É LIMITADA, O GLICOGÊNIO ASSUME-SE CLARAMENTE COMO O PRINCIPAL SUBSTRATO ENERGÉTICO, UMA VEZ QUE APRESENTA PROCESSOS DE ATIVAÇÃO MAIS RÁPIDOS E UM MENOR CONSUMO RELATIVO DE O2, O QUE PERMITE ASSEGURAR UMA MAIOR PRODUÇÃO DE ATP POR UNIDADE DE TEMPO EM FUNÇÃO DO O2 DISPONÍVEL NOS TECIDOS ATIVOS.
UM DOS FATORES QUE CONTRIBUI PARA A MOBILIZAÇÃO MAIS RÁPIDA DOS
CHO, É O QUE RESULTA DO FATO DO INÍCIO DA SUA DEGRADAÇÃO ATÉ PIRUVATO (GLICÓLISE) SER ANAERÓBIA, DECORRENDO FORA DA MITOCÔNDRIA, O QUE IMPLICA UM NÚMERO INFERIOR DE REAÇÕES. 
O CATABOLISMO DAS PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS DESEMPENHA APENAS UM PAPEL SECUNDÁRIO NOS ESFORÇOS AERÓBIOS, PODENDO ASSEGURAR UM MÁXIMO DE 5-10% DO DISPÊNDIO ENERGÉTICO TOTAL DURANTE O EXERCÍCIO PROLONGADO.
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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NO ENTANTO, SE DURANTE O EXERCÍCIO MAIS INTENSO O GLICOGÊNIO É O SUBSTRATO ENERGÉTICO PREFERENCIAL, TAL JÁ NÃO SE VERIFICA EM REPOUSO, UMA VEZ QUE NESTA SITUAÇÃO JÁ NÃO EXISTE UMA DISPONIBILIDADE LIMITADA DE O2, O QUE TORNA CLARAMENTE VANTAJOSO UTILIZAR AG EM VEZ DE GLICOSE. ESTA É, ALIÁS, A RAZÃO PORQUE TEMOS RESERVAS DE LIPÍDIOS CERCA DE 70 VEZES SUPERIORES ÀS DE CHO, PORQUE EFETIVAMENTE 1G DE LIPÍDIOS LIBERTA MAIS DO DOBRO DA ENERGIA COMPARATIVAMENTE A 1G DE CHO.
DESTE MODO, DURANTE OS ESFORÇOS SUBMÁXIMOS DE LONGA DURAÇÃO, O CATABOLISMO OXIDATIVO DOS CHO É O PRINCIPAL FORNECEDOR DE ENERGIA, NO ENTANTO, COMO O MÚSCULO TEM CONCENTRAÇÕES REDUZIDAS DE GLICOSE, A MAIORIA DO POTENCIAL ENERGÉTICO PROVÉM DA DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO. 
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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1 MOL DE CARBOIDRATO É CAPAZ DE PRODUZIR : 38 ATP 1 MOL DE GORDURA É CAPAZ DE PRODUZIR : 142 ATP 1 MOL DE PROTEÍNA É CAPAZ DE PRODUZIR : 15 ATP
SISTEMA AERÓBIO E METABOLISMO DAS GORDURAS A GORDURA ARMAZENADA REPRESENTA A MAIS ABUNDANTE FONTE CORPORAL DE ENERGIA
POTENCIAL. A PRODUÇÃO DE ENERGIA É QUASE ILIMITADA. REPRESENTA CERCA DE 90.000 A 110.000 KCAL DE ENERGIA. A RESERVA DE ENERGIA NA FORMA DE CARBOIDRATOS É INFERIOR A 2.000 KCAL. PAPEL DA PROTEÍNA NO METABOLISMO AERÓBIO PAPEL APENAS SECUNDÁRIO DURANTE O REPOUSO E, NA MAIORIA DAS CONDIÇÕES DE EXERCÍCIO, QUASE NÃO DESEMPENHA QUALQUER PAPEL. NA INANIÇÃO, NAS CONDIÇÕES COM PRIVAÇÃO DE CARBOIDRATOS E NAS FAÇANHAS DE RESISTÊNCIA INCOMUM (CORRIDA DE 6 DIAS), O CATABOLISMO DAS PROTEÍNAS PODE SER SIGNIFICATIVO.
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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ESSE TEM SIDO UM ASSUNTO DE GRANDE PREOCUPAÇÃO ENTRE OS ESTUDIOSOS. SOB CONDIÇÕES DE REPOUSO, OS ÁCIDOS GRAXOS LIVRES ESTÃO DISPONÍVEIS E PROPORCIONAM A PRIMEIRA FONTE DE COMBUSTÍVEL, OU SEJA , O METABOLISMO DE GORDURA SE ACELERA ENQUANTO O DE CARBOIDRATO É INIBIDO. 
DURANTE EXERCÍCIOS DE INTENSIDADE MODERADA (COM MAIS DE 85 % DA FREQUÊNCIA CARDÍACA MÁXIMA), SÚBITAS MUDANÇAS SÃO OBSERVADAS NO NÍVEL DE EXCREÇÃO DE CERTOS HORMÔNIOS. 
A EXCREÇÃO DE ADRENALINA , POR EXEMPLO, SE ELEVA AO MESMO TEMPO QUE É REDUZIDO A EXCREÇÃO DA INSULINA NO ORGANISMO. ESSES HORMÔNIOS INFLUENCIAM DIRETAMENTE NA TAXA DE UTILIZAÇÃO DE GORDURA E CARBOIDRATO PELOS MÚSCULOS , DE TAL MANEIRA QUE O METABOLISMO DESSA GORDURA TENHA PREDOMINÂNCIA E TENDA A SE ELEVAR COM O TRABALHO PROLONGADO. AO SE ELEVAR A INTENSIDADE DO EXERCÍCIO ( MAIS QUE 85% DA F.C.M.) , OCORREM MUDANÇAS ESTIMULAM A INIBIÇÃO DA UTILIZAÇÃO DA GORDURA PELO ORGANISMO. 
O MAIOR INIBIDOR DA GORDURA CHAMA-SE ÁCIDO LÁTICO. COMO RESULTADO, O METABOLISMO DA GORDURA É REDUZIDO E O CARBOIDRATO SE TORNA A FONTE MAIS SOLICITADA DE ENERGIA SENDO UTILIZADA PELOS SISTEMAS ÁCIDO LÁTICO E AERÓBICO. 
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O que é utilizado primeiro, a gordura ou o carboidrato ? 
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CORRELAÇÃO ENTRE OS SISTEMAS  “ A DURAÇÃO DO EXERCÍCIO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL À SUA INTENSIDADE “  	EM REPOUSO, O ORGANISMO SÓ NECESSITA PRODUZIR ENERGIA PARA ATENDER ÀS EXIGÊNCIAS DO METABOLISMO BASAL. AO SE INICIAR UMA ATIVIDADE FÍSICA, AUMENTA-SE O CONSUMO ENERGÉTICO E PODEM OCORRER 3 SITUAÇÕES:  
 O ESFORÇO É EXTENUANTE ( > 100% VO2 MÁX )
A DEMANDA ENERGÉTICA SÓ PODERÁ SER ATENDIDA PELO SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO; - QUANDO AS RESERVAS DE CP SE DEPLETAREM, A ATIVIDADE NÃO PODERÁ MAIS SER REALIZADA.
 O ESFORÇO É INTENSO ( ENTRE 85 A 100% VO2 MÁX ) 
A QUANTIDADE DE ENERGIA NECESSÁRIA À CONSECUÇÃO DO EXERCÍCIO PODE SER FORNECIDA PELO SISTEMA ANAERÓBIO LÁTICO; ESTE RESSINTETIZA A ATP INDISPENSÁVEL AO ESFORÇO; - A INTOXICAÇÃO DO MEIO PELO ÁCIDO LÁTICO IMPEDIRÁ A CONTINUAÇÃO DA ATIVIDADE ALÉM DE APROXIMADAMENTE 1H ½ .
 O ESFORÇO É MODERADO ( < 85% VO2 MÁX )   
	- APESAR DA DEMANDA EXTRA INICIAL DE ENERGIA SER ATENDIDA PELO SISTEMA ANAERÓBIO, O 	AUMENTO DO APORTE DE OXIGÊNIO ÀS CÉLULAS MUSCULARES, APÓS ALGUM TEMPO PERMITE QUE O 	SISTEMA AERÓBIO RESSINTETIZE O ATP NECESSÁRIO
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA ENERGÉTICO PREDOMINANTE NO TÊNIS
ATP-CP (0 a 10 SEGUNDOS) 
CONTRIBUIÇÃO = 70%
GLICÓLISE (20 a 180 SEGUNDOS)
CONTRIBUIÇÃO = 20%
ÁCIDOS GRAXOS (3 MIN ATÉ VÁRIAS HORAS)
CONTRIBUIÇÃO = 10%
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA ENERGÉTICO PREDOMINANTE NO FUTEBOL
ATP-CP (0 a 10 SEGUNDOS) 
CONTRIBUIÇÃO = 80%
GLICÓLISE (20 a 180 SEGUNDOS)
CONTRIBUIÇÃO = 20%
ÁCIDOS GRAXOS (3 MIN ATÉ VÁRIAS HORAS)
CONTRIBUIÇÃO = 10% OU MENOS
OBS: ALAS E ATACANTES
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA ENERGÉTICO NO FUTEBOL
ATP-CP (0 a 10 SEGUNDOS) 
CONTRIBUIÇÃO = 60%
GLICÓLISE (20 a 180 SEGUNDOS)
CONTRIBUIÇÃO = 20%
ÁCIDOS GRAXOS (3 MIN ATÉ VÁRIAS HORAS)
CONTRIBUIÇÃO = 20%
OBS: MEIO-CAMPO
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA ENERGÉTICO NO BASQUETE
ATP-CP (0 a 10 SEGUNDOS) 
CONTRIBUIÇÃO = 80%
GLICÓLISE (20 a 180 SEGUNDOS)
CONTRIBUIÇÃO = 10%
ÁCIDOS GRAXOS (3 MIN ATÉ VÁRIAS HORAS)
CONTRIBUIÇÃO = 10%
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMA ENERGÉTICO NO VOLEIBOL
ATP-CP (0 a 10 SEGUNDOS) 
CONTRIBUIÇÃO = 90%
GLICÓLISE (20 a 180 SEGUNDOS)
CONTRIBUIÇÃO = 10%
ÁCIDOS GRAXOS (3 MIN ATÉ VÁRIAS HORAS)
CONTRIBUIÇÃO = SOMENTE NA RECUPERAÇÃO
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
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fosforilação é a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma proteína ou outra molécula.