Resumo Bioenergetica 2018.1

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
PEDRO FLORES ENDRINGER DE LIMA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIOENERGÉTICA E NUTRIENTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Macaé 
2018 
PEDRO FLORES ENDRINGER DE LIMA 
 
 
 
BIOENERGÉTICA E NUTRIENTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Professor: Mauricio Ennes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Macaé, 25 de abril de 2018. 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
A bioenergética se refere às fontes de energia para a atividade muscular. A energia 
é definida como a habilidade de fazer trabalho. A fonte de energia do organismo 
humano provém dos nutrientes que encontramos na nossa alimentação. A 
capacidade de extrair energia dos nutrientes alimentares (carboidrato, lipídios e 
proteínas) e de transferi-la continuamente com um alto ritmo para os elementos 
contrateis do músculo esquelético determina a capacidade do indivíduo de nadar, 
correr, pedalar, etc. Apesar de a atividade muscular representar o principal motivo 
pra este ciclo, todas as formas de trabalho biológico (mecânico, químico e de 
transporte) necessitam da potência gerada pela transferência direta da energia 
química. O Corpo processa três tipos diferentes de sistema para a produção de 
energia. Eles são classificados em: ATP- CP, Sistema Glicolítico (Lático e Alático) e 
o Oxidativo (Aeróbico). 
 
 
 
SISTEMA ATP-CP 
 
 
A energia contida no alimento não é transferida diretamente para as células para a 
realização de um trabalho biológico. Pelo contrário, a energia proveniente da 
oxidação dos nutrientes é recolhida e conduzida através do composto rico em 
energia trifosfato de adenosina (ATP). A célula contem outros compostos ricos em 
energia, porém o ATP é incontestavelmente o mais importante. Ele é formado a 
partir de uma molécula de adenosina e ribose (denominada adenosina) unida a 3 
fosfatos, cada um deles consistindo em átomos de fósforo e oxigênio. Pode-se 
assumir que o sistema ATP-CP supriria a energia de no máximo 15 segundos para 
os exercícios de curta duração como sprints, lançamentos, chutes, corridas de 
100m, saltos de grande amplitude e levantamento de peso. Para a hidrólise do ATP 
não é preciso a presença de oxigênio (O2) o que faz com que ele gere energia 
rapidamente por via anaeróbia. O corpo mantém um suprimento contínuo da 
molécula através de diferentes vias metabólicas. Um suprimento limitado de ATP 
proporciona um mecanismo biologicamente útil para regular o metabolismo 
energético. O corpo armazena somente 80 a 100g de ATP em qualquer momento, o 
que é suficiente para acionar alguns segundos de exercício máximo explosivo. 
 
A gordura e o glicogênio representam as principais fontes de energia para manter a 
ressíntese de ATP quando o mesmo se torna necessário. Alguma energia para a 
ressíntese do ATP provém também diretamente da cisão anaeróbia de um fosfato 
(P) proveniente da fosfocreatina (PCr), outro composto intracelular de alta energia. 
 
 
 
 
PCr + ADP ----------> Cr + ATP 
 
Sua rapidez de fosforilação de ADP ultrapassa a transferência de energia anaeróbia 
a partir do glicogênio muscular armazenado, por causa do alto ritmo de atividade da 
enzima creatina quinase (CK). A reação de adenilato quinase representa outra 
reação mediada por uma única enzima para a regeneração do ATP. A reação utiliza 
duas moléculas de ADP para produzir uma única de ATP. 
 
 
 
 
2ADP ------------> ATP + AMP 
 
 
 
 
As reações catalizadas por creatina quinase (CK) e adenilato quinase (AK) não 
aprimoram apenas a capacidade do músculo de aumentar rapidamente a produção 
de energia (disponibilidade de ATP); elas produzem também os co-produtos 
moleculares AMP, Pi e ADP que ativam os estágios iniciais do catabolismo do 
glicogênio e da glicose e as vias da respiração da mitocôndria. O ATP sai da matriz 
mitocondrial e se funde a creatina (Cr) da mitocôndria formando PCr e o ADP volta 
para o interior da mitocôndria. Este PCr sai da mitocôndria e reage com a CK que 
doa o fosfato a um ADP no citosol da miofibrila, formando ATP e Cr que volta para a 
mitocôndria. Este novo ATP reage com outro CK presente no citoplasma extra-
mitocondrial formando PCr e ADP. Este PCr reage com outro ADP formando ATP e 
liberando Cr. Este processo ocorre até o ATP chegar na cabeça da miosina. Por ser 
um processo mais demorado, dificilmente ocorre nas fibras de contração rápida que 
utiliza os estoques de ATP-CP que estão presentes no citosol próximos as unidades 
contráteis. Quando este estoque acaba é cessado o trabalho muscular, precisando 
que haja outra fonte energética de ATP para suprir esta necessidade. Por isso este 
sistema é a principal fonte energética para as atividades explosivas que duram até 
15 segundos (anaeróbica alática). 
 
 
 
SISTEMA GLICOLÍTICO (Lático e Alático) 
 
 
O sistema ácido lático também proporciona uma fonte rápida de energia, a glicose. 
Ele é a primeira fonte para sustentar exercícios de alta intensidade . O principal fator 
limitante na capacidade do sistema não é a depleção de energia mas o acúmulo de 
lactato no sangue. A maior capacidade de resistência ao ácido lático de um indivíduo 
é determinado pela habilidade de tolerar esse ácido. Este sistema proporciona 
energia para atividades físicas que resultem em fadiga de 45 -90 segundos. Tendo 
como exemplo atividades tipo: corridas de 400m-800m, provas de natação de 100m-
200m, também proporcionando energia para piques de alta intensidade no futebol, 
róquei no gelo, basquetebol, voleibol, tênis, badmington e outros esportes. O 
denominador comum dessas atividades é a sustentação de esforço de alta 
intensidade com duração de 1-2 minutos. A principal fonte de energia desse sistema 
é o carboidrato (McARDLE et alii, 1992 ) . 
 
O fracionamento aeróbico dos carboidratos para a obtenção de energia ocorre mais 
rapidamente que a geração de energia a partir do fracionamento dos ácidos graxos. 
Assim sendo, a depleção das reservas de glicogênio reduz de maneira significativa a 
produção de potência durante o exercício. Durante o exercício aeróbico leve e 
moderado, proporcionam 1/3 das demandas energéticas do organismo. 
 
A molécula de glicose fica localizada no líquido extracelular adjacente para ser 
transportada para através da membrana plasmática da célula. Uma família de cinco 
proteínas, denominadas coletivamente transportadores facilitativos da glicose, 
medeia esse processo de difusão facilitada. As fibras musculares e os adipócitos 
contem um transportador que depende da insulina conhecido como GLUT4. Este 
transportador pode tanto responder a insulina quanto a atividade física (assim 
independendo da insulina) e migra das vesículas existentes dentro da célula para a 
membrana plasmática, com isso facilitando o transporte da glicose para o citoplasma 
celular, onde será catabolizada até formar ATP. No exercício vigoroso, quando as 
demandas energéticas ultrapassam tanto o suprimento de oxigênio quanto seu ritmo 
de utilização, a cadeia respiratória não consegue processar todo o hidrogênio ligado 
ao NADH. Para que a glicose anaeróbica continue é preciso liberar NAD+, com isso 
o piruvato recolhe os dois pares de hidrogênio do NADH temporariamente, formando 
lactato. A formação de lactato requer uma etapa adicional, catalisada pela enzima 
desidrogenase lática, numa reação reversível. 
 
Depois que o lactato é formado, difunde-se para o espaço intersticial e o sangue 
para ser tamponado e removido do local do metabolismo energético. Dessa forma a 
glicólise continua fornecendo energia anaeróbica para a síntese do ATP. Essa via 
para a energia extra continua sendo temporária, pois os níveis sanguíneo e 
muscular de lactato aumentam e a regeneração do ATP não consegue acompanharseu ritmo de utilização, instalando-se a fadiga e reduzindo o desempenho nos 
exercícios. A via glicolítica é regulada por três fatores: As concentrações das 
enzimas glicolíticas-chave (hexocinase, fosfofrutocinase e piruvato cinase), os níveis 
do substrato frutose 1,6-difosfato e o oxigênio, o qual, em grandes quantidades, inibi 
a glicólise. O nível de atividade da enzima fosfofrutocinase (PFK) limita 
provavelmente o ritmo da glicólise durante um exercício com esforço máximo, por 
este motivo elas existem em maior número nas fibras de contração rápida (tipo II). 
 
 
 
SISTEMA AERÓBICO 
 
 
O sistema aeróbico é um complexo de vários componentes diferentes. Por causa de 
sua habilidade de utilizar carboidratos, gorduras e proteínas como fonte de energia e 
porque produz somente o CO² e água como produto final, esse sistema tem 
capacidade ilimitada de produzir ATP. Sua complexidade e necessidade por 
constante suprimento de O² é que limita a produção de ATP. Esse sistema fornece 
energia para exercícios de intensidade baixa para moderada. Fornece energia para 
atividades como dormir, descançar, sentar,andar e outros. Quando a atividade vai se 
tornando um pouco mais intensa a produção de ATP fica por parte do sisrtema ácido 
lático e ATP-CP . Atividades mais intensas como caminhada, ciclismo,fazer compras 
e trabalho em escritório também são supridas em parte pelo sistema aeróbico, até 
que a intensidade atinja o nível moderado-alto (acima de 75%-85% da Freqüência 
Cardíaca Máxima), depois é recrutado para suprir energia suplementar. 
 
As reações anaeróbicas da glicólise liberam apenas cerca de 5% da energia 
existente dentro da molécula original de glicose. A extração da energia restante 
prossegue quando o piruvato é transformado irreversivelmente para acetil-CoA. O 
Acetil-CoA penetra no ciclo do ácido cítrico (também denominado Ciclo de Krebs ou 
ciclo do ácido tricarboxílico), que é o segundo estágio do fracionamento dos 
carboidratos. O ciclo do ácido cítrico degrada o substrato de acetil-CoA para dióxido 
de carbono e átomos de hidrogênio dentro das mitocôndrias. O ATP é formado 
quando os átomos de hidrogênio (que estarão acoplados aos transportadores FAD e 
NAD+) são oxidados na cadeia respiratória. O oxigênio não participa diretamente 
nas reações do ácido cítrico. A maior parte da energia química existente no piruvato 
é transferida para o ADP através do processo aeróbico subseqüente de transporte 
dos elétrons pela fosforilação oxidativa. 
 
Para o organismo poder aproveitar a energia das moléculas de FADH e NADH2 
produzidas no metabolismo aeróbico, essas moléculas precisam passar pela cadeia 
respiratória, que é a via comum onde os elétrons extraídos do hidrogênio passam 
para o oxigênio com isso regenerando seus transportadores (FAD e NAD+), que 
podem voltar para as vias metabólicas para transportarem mais hidrogênio. A cadeia 
respiratória acontece na membrana interna da mitocôndria, onde estão localizados 
os citocromos específicos. Para cada par de átomos de hidrogênio, dois elétrons 
fluem através da cadeia e reduzem um átomo de oxigênio para formar uma molécula 
de água (H2O). Dos 5 citocromos específicos, apenas o último, o citocromo oxidase 
(possui enorme afinidade pelo O2), descarrega seu elétron diretamente para o 
oxigênio. 
 
Dois ATP (ganho efetivo) são formados pela fosforilação ao nível do substrato na 
glicólise; de maneira semelhante, dois ATP emergem de degradação de acetil-CoA 
no ciclo do ácido cítrico. Os 24 átomos de hidrogênio liberados podem ser assim 
explicados: 
 
• Doze dos 16 hidrogênios (6 NADH) liberados no ciclo do ácido cítrico produzem 18 
ATP 
 
• Quatro hidrogênios extramitocondriais (2 NADH) gerados na glicólise produzem 4 
ATP durante a fosorilação oxidativa (6 ATP no coração, rins e fígado) 
 
• Quatro hidrogênios (2 NADH) liberados na mitocôndria quando o piruvato é 
degradado para acetil-CoA produzem 6 ATP 
 
• Quatro hidrogênios que se unem ao FAD (2 FADH2) no ciclo do ácido cítrico 
produzem 4 ATP 
 
O fracionamento completo da glicose produz um total de 38 ATP. Levando-se em 
conta que 2 ATP são fosforilados inicialmente para a glicose, 36 moléculas de ATP 
representam a produção global de ATP a partir do catabolismo da glicose no 
músculo esquelético. 
 
A gordura armazenada representa a mais abundante fonte corporal de energia 
potencial. As reservas de combustível provenientes das gorduras em um homem 
adulto jovem típico provem de duas fontes principais: entre 60.000 e 100.000 kcal 
dos triacilgliceróis existentes nas células adiposas (adipócitos) e cerca de 3.000 kcal 
dos triacilgliceróis intramusculares (12 mmol/kg de músculo). Em contra partida, as 
reservas energéticas de carboidratos em geral correspondem a menos de 2.000 
kcal. As fontes energéticas para o catabolismo das gorduras incluem: 
 
• Os ácidos graxos livres (AGL) circulantes mobilizados a partir dos triacilglicerídeos 
dos tecidos adiposos 
 
• Os triacilgliceróis armazenados nas fibras musculares, mais especificamente nas 
de contração lenta (possuem maior número de mitocôndrias) 
 
• Os triacilgliceróis circulantes nos complexos lipoproteicos que acabam sendo 
hidrolizados na superfície do endotélio capilar de determinados tecidos 
 
Para que se possa utilizar a gordura presente nos adipócitos e nas fibras musculares 
é preciso que os triacilgliceróis passem por uma reação denominada lipólise. Na 
lipólise, a enzima lípase sensível aos hormônios (ativada pelo AMP cíclico) é 
responsável pelo fracionamento do triacilglicerol em três moléculas de ácidos graxos 
e uma de glicerol. Depois que a lípase sensível aos hormônios estimula a difusão 
dos ácidos graxos do adipócito para a circulação, quase todos eles combinam-se 
com a albumina plasmática a fim de serem transportados para os tecidos ativos na 
forma de ácidos graxos livres. 
 
Os melhores exemplos de exercícios que recrutam o sistema aeróbico são: aulas de 
aeróbica e hidroginástica de 40-60 min., corridas mais longas que 5000m, natação 
(mais que 1500m), ciclismo (mais que 10km), caminhada e triathlon. Qualquer 
atividade sustentada continuamente em um mínimo de 5 min. pode ser considerada 
aeróbica. 
 
 
 
O QUE É UTILIZADO PRIMEIRO: A GORDURA OU O CARBOIDRATO ? 
 
 
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 Freqüência 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 reduzida 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 que 
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. 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
MCARDLE, William D. Fisiologia Humana: nutrição, energia e desempenho humano. 
8 d. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan. 2016. 
 
https://www.mundovestibular.com.br/articles/5274/1/Bioenergetica/Paacutegina1.htm
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