Bases da Bioenergetica

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Bioenergética
Metabolismo
Conjunto de reações químicas que ocorrem no corpo, na transformação de moléculas
Reações anabólicas
Síntese de moléculas (simples/complexas)
Reações catabólicas (complexas/simples)
Bioenergética
Conversão de nutrientes (gorduras, proteínas, carboidratos) em energia
Reações químicas celulares
Reações endergônicas
Requerem a adição de energia aos reagentes
Reações exergônicas
Liberam energia
Reações acopladas
Reações ligadas onde a liberação de energia de uma (exergônica) é utilizada para desencadear uma segunda (endergônica)
Enzimas
Catalisadores para regulação da velocidade da reação
Reduzindo a energia de ativação
Fatores que regulam a atividade enzimática
Temperatura
pH 
Interação com substratos específicos
Cada enzima possui sulcos ou saliências específicas (pontos de encaixe a moléculas específicas)
Enzimas diminuem a energia de ativação
Energia
Energia relaciona-se com à capacidade de realizar trabalho.
Formas de energia
Química;
Mecânica;
Térmica;
Luminosa;
Sonora;
Elétrica;
 Nuclear;
Primeira Lei da Termodinâmica
Princípio da Conservação da Energia
Carboidratos
Disponibilizado através da Dieta.
Tipos:
Monossacarídeos – glicose, frutose e galactose.
Dissacarídeos – sacarose, lactose e maltose
Polissacarídeos – Amido e Glicogênio
Armazenado nos músculos e Fígado
Funções:
Fonte de Energia
Preservador de Proteínas
Ativador Metabólico
Combustível para o SNC
Lipídios
Disponibilizado através da dieta
Tipos:
Gorduras Simples – Triglicerídeos (TG)
Gorduras Compostas – Lipoproteínas e Fosfolipídeos
Gorduras Derivadas – ácidos graxos e esteróides.
Funções:
Fonte e reserva de energia
Proteção e Isolamento Térmico
Carreador de Vitaminas e depressão da fome
Proteínas
Disponibilizada através da dieta
Sintetizada a partir de Aminoácidos (AA)
Em depleção energética severa e inanição usadas como fonte energética.
Exercício prolongado podem fornecer de 5-10% da energia
Substrato para o exercício
Carboidratos 
Glicose
Estoques de glicogênio
Transformação de glicogênio em glicose (glicogenólise)
Gorduras (grupos – ácidos graxos, triglicerídeos, fosfolipídeos e esteróides)
Principais ácidos graxos
Armazenados como triglicerídeos
Proteínas
Não são fontes primárias de energia durante o exercício
Fosfato de alta energia
Adenosina trifosfato (ATP)
Composto de adenina, ribose e três fosfato ligados
Formação
Degradação
ADP + Pi  ATP
Estrutura do ATP
Bioenergética
Formação do ATP 
Degradação da fosfocreatina (PC)
Degradação da glicose e glicogênio (glicólise)
Formação oxidativa do ATP
Caminhos anaeróbicos
Não envolvem O2
Degradação de PC e glicólise
No caso da glicólise a não utilização (eficiência) de O2 envolve a insuficiência ditada pela velocidade de degradação
Caminhos aeróbicos
Requerem O2
Fosforilação oxidativa
Produção anaeróbica de ATP
Sistema do ATP-PC
Imediata utilização do ATP
Glicólise
Fase de investimento de energia (formação de grupos fosfato – glicose e frutose)
Requerem 2 ATP
Fase de geração de energia
Produção de ATP, NADH (carreador molecular), e piruvato ou lactato
Vias Energéticas
Sistema ATP-CP
Reações de oxidoredução
Oxidação
Moléculas aceptoras de elétrons (acompanhada com H+)
Redução
Moléculas doadoras de elétrons
Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD)
Flavina adenina dinucleotídeo (FAD)
FAD + 2H+  FADH2
NAD + 2H+  NADH + H+
Produção de ácido láctico
Se houver suficiência de O2 o NADH lança para dentro da mitocôndria o H+ contribuindo na glicólise aeróbica
No caminho anaeróbico a insuficiência de O2
Se houver insuficiência de O2 , teremos o H+ em maior quantidade e o ácido pirúvico aceita os H+ transformando-se em ácido láctico
Conversão de ácido pirúvico em ácido láctico
Produção aeróbica de ATP
Ciclo de krebs (ciclo do ácido cítrico)
Completa oxidação do substrato e produção de NADH e FADH para entrar na cadeia transportadora de elétrons
Cadeia de transporte de elétrons 
Fosforilação oxidativa
Remoção de elétrons pelo NADH e FADH é passado ao longo de uma série de etapas de produção de ATP
H+ do NADH e FADH são aceitos pelo O2 para formar água
Os três estágios da fosforilação oxidativa
O ciclo de Krebs
Relação entre metabolismo de proteínas, gorduras e carboidratos
Formação de ATP na cadeia de transporte de elétrons
A hipótese quimiosmótica da formação de ATP
A medida que os elétrons são transferidos ao longo da cadeia do citocromo, a energia liberada bombeia os H+ ions para dentro da membrana miticondrial
Aumentando o gradiente de pressão de H+ na membrana interna e externa
Este aumento de energia pode ser utilizado para recombinar Pi com ADP
A hipótese quimiosmótica de formação do ATP
Eficiencia da fosforilação oxidativa
Metabolismo aeróbico de uma molécula de glicose
Rendimento 38 ATP
Metabolismo aeróbico de uma molécula de glicogênio
Rendimento 39 ATP
A eficiência global da respiração aeróbica é cerca de 40%
60% da energia é perdida como calor
Controle da bioenergética
Taxas enzimáticas
As enzimas regulam as taxas do caminho metabólico
Níveis de ATP e ADP+Pi
Maiores níveis de ATP inibem a produção de ATP
Menores níveis de ATP e altos níveis de ADP+Pi estimulam a produção de ATP
O cálcio tem efeito estimulador na produção aeróbica de ATP
Controle do caminho metabólico
		Sistema
		Enzima Limitante
		Estimuladores
		Inibidores
		Sistema ATP-PC 
		Creatina kinase
		ADP
		ATP
		Glicólise
		Fosfofrutokinase
		AMP, ADP, Pi, (pH
		ATP, CP, citrate, (pH
		Ciclo de Krebs 
		Isocitrate dehydrogenase
		ADP, Ca++, NAD
		ATP, NADH
		Cadeia de transporte de elétrons
		Cytochrome Oxidase
		ADP, Pi
		ATP
Interação entre produção aeróbica e anaeróbica de ATP
A energia para a performance nos exercícios têm caminhos aeróbicos e anaeróbicos que interagem
Efeitos de duração e intensidade
Atividades de curta duração e alta intensidade
Grande contribuição anaeróbica
Atividades de longa duração e baixa a moderada intensidade
Predominância da produção de ATP pelas vias aeróbicas