SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA.pdf

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2. COMBUSTÍVEL PARA O EXERCÍCIO: 
SISTEMAS BÁSICOS ENERGIA
Atividade física é definida como qualquer
movimento corporal resultando em gasto de
energia. No cotidiano, inclui tarefas de limpar a
casa, fazer comida, caminhar até o trabalho ou
simplesmente trocar de roupa. Exercício físico
por outro lado, compreende a realização de
atividades físicas planejadas, estruturadas e
repetidas com o intuito de preservar ou
melhorar o condicionamento físico
Sistemas básicos de energia
ATP
No tecido muscular, é possível
transformar a energia contida na
molécula de glicose, em algumas
moléculas de adenosina trifosfato
(ATP), que por sua vez poderá ser
transformada em trabalho mecânico
para contração muscular e calor.
Sistemas básicos de energia
ATP
Moléculas liberam calor quando reagem com a água. O que
impressiona é que diante das condições adequadas, a energia
liberada surge não completamente como calor, mas também,
como movimento. As condições adequadas estão presentes nas
células vivas, e quando a molécula de ATP é hidrolisada, na
fibra muscular, é liberada a energia necessária para promover o
deslizamento das miofibrilas que produzem o encurtamento do
sarcômero e da fibra muscular. Assim, cada vez que um
corredor de velocidade dá uma passada, cerca de 10 000 000
000 000 000 000 de moléculas de ATP são convertidas em ADP
com a transferência de energia para as pontes cruzadas. Em
números mais tangíveis, se adaptarmos essa situação para um
corredor de maratona, seriam necessários 75Kg de ATP para
completar os 42Km da competição. Evidentemente, corredores
não podem carregar consigo todo este peso e, de fato, a
maioria deles pesa muito menos do que isso.
Sistemas básicos de energia
ATP
Para que a energia química dos
nutrientes seja utilizada,
primeiramente precisa ser convertida
na energia química da molécula de
ATP. Tal conversão envolve a
oxidação de combustíveis como
glicose e gordura e é conhecido como
respiração celular, ocorrendo em
quase todos os organismos vivos, da
bactéria aos seres humanos.
Sistemas básicos de energia
ATP
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
ATP
 Agente ideal para transferência de energia;
 As ligações de fosfato retém uma grande parte de energia
potencial da molécula inicia do alimento;
 A célula contém outros compostos ricos em energia, porém o
ATP é o mais importante;
 A energia liberada durante o fracionamento da ATP é
transferida diretamente para outras moléculas que
necessitam de energia;
 As células armazenam uma pequena quantidade de ATP e,
portanto, terão que ressintetizá-lo com seu ritmo de utilização;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
ATP
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
ADP
 Adenosina difosfato é um composto químico formado após a
quebra de ATP;
 Quando um ATP é clivado, perde um grupo fosfato e se
transforma em ADP;
 Também pode ser utilizado como fonte de energia se
tornando um AMP;
 O aumento da concentração de ADP ativa enzimas
específicas para fosforilação (adição de um grupo fosfato) da
ATP;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
AMP
 É um composto de baixa energia;
 O AMP costuma aparecer em grandes concentrações na
célula em situação de extrema baixa de energia;
 Sua concentração aumenta quando todas as moléculas de
ATP e ADP foram desfosforiladas;
 Um derivado da AMP é a AMPc (adenosina monofosfato
cíclico) que é uma molécula importante na sequência
ordenadas de reações bioquímicas dentro da célula;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Geração de ATP por meio de três sistemas diferentes
• Sistema ATP-PCr;
• Sistema glicolítico (glicólise);
• Sistema oxidativo (fosforilação oxidativa);
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema ATP-PCr
 É o mais simples sistema de energia;
 Além de armazenar uma quantidade pequena de ATP, a
célula contêm outra molécula de fosfato de alta energia
(PCr);
 Liberação de energia do PCr depende da enzima Creatina
quinase;
 A combinação das reservas de ATP e PCr pode suprir as
necessidades de energia dos músculos por 3 a 15 segundos;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema ATP-PCr
 Suprimento de energia imediata proporcionada quase que
exclusivamente pelos fosfatos intramusculares de alta
energia (ATP e PCr);
 Cada Kg de músculo contém 3 a 8 mmol de ATP e quatro a
cinco vezes mais de PCr;
 Atividades de altíssima velocidade, força máxima
conseguem suportar em torno de 3” à 5”;
 Todas as modalidades em nível de exercício utilizam o
Fosfato de alta energia, porém se torna determinante em
algumas situações;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema ATP-PCr
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema ATP-PCr
 A creatina fosfato é um importante depósito de energia
dentro do músculo por transportar uma ligação fosfato de
alta energia;
 Clivada instantaneamente (creatinaquinase) para
reconstruir a molécula de ATP a partir da ADP;
 A PCr é ressintetizada a partir de moléculas de ATP;
 Com o fluxo sanguíneo (via aeróbia) mantido intacto a
reconstituição do PCr, quase em sua totalidade, ocorre
aproximadamente em 5’;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema ATP-PCr
 A creatina é formada no rim a partir de arginina, glicina e
ornitina;
 Exportada do rim para o sangue e após captada pelo
músculo onde a partir de um ATP realiza a fosforilação
para formação de nova CPr;
 Suplementação de creatina eleva as concentrações
musculares;
 A suplementação vem acompanhado por aumento de peso
em virtude do declínio urinário (conserva água);
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema ATP-PCr
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema glicolítico
 Produção de ATP através da liberação de energia pelo
fracionamento da glicose (representa 99% de todos
açúcares circulantes no sangue. Glicólise é uma via que
envolve uma sequência de enzimas glicolíticas;
 Depende de 10 a 12 reações enzimáticas;
 Cada mol de glicogênio forma 3 moles de ATP e cada mol
de glicose forma 2 moles de ATP;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema glicolítico
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema glicolítico
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema glicolítico
 Junto com o ATP-PCr, predominam nos minutos iniciais do
exercício de alta intensidade;
 Provoca acúmulo de ácido lático nos músculos e líquidos
corporais;
 Acidificação das fibras inibe o prosseguimento da
degradação de glicogênio, pois compromete a função das
enzimas glicolíticas e a capacidade de ligação do cálcio;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema glicolítico
 A energia anaeróbica para ressíntese de ATP na glicólise
pode ser encarada como energia de reserva;
 Os acúmulos rápidos e significativos de lactato sanguíneo
ocorrem durante o exercício máximo que dura entre 60” e
180”;
 Uma redução na intensidade do exercício (árduo) prolonga
o período no mesmo;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Acúmulo de Lactato
 Não se acumula para todos os níveis de exercícios;
 As reações que consomem O2 atendem adequadamente às
demandas de energia de indivíduos treinados e
destreinados em exercícios relativamente leves (< 50%
Capacidade aeróbica);
 A produção e o acúmulo de lactato são acelerados quando o
exercício torna-se mais intenso e o músculo não conseguem
atender às demandas energéticasadicionais aerobiamente
nem oxidar o lactato com o mesmo ritmo de sua produção;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Acúmulo de Lactato
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Capacidade produtora de lactato
 A capacidade de gerar altos níveis de lactato durante o
exercício máximo aumenta com o exercício específico e
diminui com o destreinamento;
 Indivíduos treinados, em geral, alcançam níveis sanguíneos
de lactato 20 a 30% maior que indivíduos destreinados;
 Maiores reservas intramusculares de glicogênio;
 Um aumento de aproximadamente 20% nas enzimas que
regulam a glicólise, particularmente a fosfofrutocinase;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Sistema oxidativo
 Produção oxidativa ocorre dentro de organelas celulares
denominadas mitocôndrias;
 Velocidade de produção de ATP muito lenta, porém possui
grande capacidade de produção de energia;
 Em atividades de longa duração, o metabolismo aeróbio é a
principal via de geração de energia;
 Sistemas cardiovascular e respiratório aumentam a demanda
para o fornecimento de oxigênio para os músculos;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Ciclo de Krebs
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Cadeia Respiratória
NADH2
FADH2
Citocromo b
Citocromo c
Citocromo a
Citocromo a3
½ O2
2e
2e
2e
2e
2e
2e
ATP
ATP
ATP
2H+
H2O
Cristas mitocondriais
Os hidrogênios removidos do substrato pelo NAD/FAD reagem com o oxigênio 
proveniente do meio, formando água e liberando energia que será utilizada para 
refazer os ATPs.
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Interação dos três Sistemas de Produção de 
Energia
• 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
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Interação dos três Sistemas de Produção de 
Energia
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Capacidade Oxidativa do Músculo e 
Atividade Enzimática
 Os processos do metabolismo oxidativo resultam nas maiores
produções de energia;
 A capacidade oxidativa do músculo do é uma medida da
capacidade máxima de utilização do O2;
 É difícil determinar a capacidade das fibras em oxidar
carboidratos e gorduras;
 Estudos demonstram uma estreita relação entre atividades
aeróbicas x enzimas oxidativas;
 Músculos de atletas de resistência têm atividades enzimáticas
oxidativas duas a quatro vezes maiores do que a capacidade
enzimática de destreinados;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Composição de tipos de fibras e treinamento 
de resistência
 Basicamente a composição dos tipos de fibras determina
sua capacidade oxidativa;
 O treinamento de resistência aumenta a capacidade
oxidativa de todas as fibras, inclusive a do Tipo II;
 O treinamento que implica uma demanda maior da via
oxidativa que estimulará as fibras musculares para que
formem mais mitocôndrias de maior tamanho e contenham
mais enzimas oxidativas;
 Assim, com a prática do treinamento de resistência, mesmo
em pessoas com grandes percentuais de fibras II podem
aumentar sua capacidade aeróbia;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Necessidades de Oxigênio
 O metabolismo oxidativo depende de um suprimento adequado de
oxigênio;
 Quando em repouso a necessidade de ATP é relativamente
pequena, dependendo de mínima distribuição de oxigênio;
 Aumento da intensidade > demanda de energia;
 Aumento da velocidade de produção oxidativa de ATP;
 O corpo humano armazena pouco oxigênio;
 A quantidade de oxigênio que entra no sangue durante sua
passagem pelos pulmões é diretamente proporcional à quantidade
utilizada pelos tecidos para o metabolismo oxidativo;
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
Sistemas básicos de energia
Acúmulo de Lactato
QUESTÕES
_____________________ é definida como qualquer
movimento corporal resultando em gasto de energia.
No cotidiano, inclui tarefas de limpar a casa, fazer
comida, caminhar até o trabalho ou simplesmente
trocar de roupa. _______________, por outro lado,
compreende a realização de atividades físicas
planejadas, estruturadas e repetidas com o intuito
de preservar ou melhorar o condicionamento físico
No ___________________, é possível transformar a energia
contida na molécula de glicose, em algumas moléculas de
adenosina trifosfato (ATP), que por sua vez poderá ser
transformada em trabalho mecânico para contração muscular e
calor.
QUESTÕES
Moléculas liberam calor quando reagem com a água. O que
impressiona é que diante das condições adequadas, a energia
liberada surge não completamente como calor, mas também,
como movimento. As condições adequadas estão presentes nas
células vivas, e quando a molécula de ______ é hidrolisada, na
fibra muscular, é liberada a energia necessária para promover o
deslizamento das miofibrilas que produzem o encurtamento do
sarcômero e da fibra muscular. Assim, cada vez que um
corredor de velocidade dá uma passada, cerca de 10 000 000
000 000 000 000 de moléculas de ATP são convertidas em
______ com a transferência de energia para as pontes
cruzadas. Em números mais tangíveis, se adaptarmos essa
situação para um corredor de maratona, seriam necessários
75Kg de ATP para completar os 42Km da competição.
Evidentemente, corredores não podem carregar consigo todo
este peso e, de fato, a maioria deles pesa muito menos do que
isso.
QUESTÕES
Para que a energia química dos nutrientes seja utilizada,
primeiramente precisa ser convertida na energia química da molécula
de ATP. Tal conversão envolve a oxidação de combustíveis como
___________ e ___________ e é conhecido como respiração celular,
ocorrendo em quase todos os organismos vivos, da bactéria aos
seres humanos.
As ligações de ____________ retém uma grande parte de energia
potencial da molécula inicia do alimento;
A célula contém outros compostos ricos em energia, porém o
_____________ é o mais importante;
A energia liberada durante o fracionamento da _______ é transferida
diretamente para outras moléculas que necessitam de energia;
As células armazenam uma pequena quantidade de _______ e,
portanto, terão que ressintetizá-lo com seu ritmo de utilização;
QUESTÕES
O sistema _________ é o mais simples sistema de energia;
Além de armazenar uma quantidade pequena de ______, a célula
contêm outra molécula de fosfato de alta energia (PCr);
Liberação de energia do _____ depende da enzima Creatina quinase;
A combinação das reservas de _____ e _____ pode suprir as
necessidades de energia dos músculos por 3 a 15 segundos;
Cada Kg de músculo contém 3 a 8 mmol de ______ e quatro a cinco
vezes mais de _______;
Atividades de ________________ velocidade, força máxima
conseguem suportar em torno de 3” à 5”;
QUESTÕES
Produção de _______ através da liberação de energia pelo
fracionamento da glicose (representa 99% de todos açúcares
circulantes no sangue. ______________ é uma via que
envolve uma sequência de enzimas glicolíticas;
Depende de 10 a 12 reações ____________________;
O sistema glicolítico junto com o _____________, predominam
nos minutos iniciais do exercício de alta intensidade;
O sistema _____________ provoca acúmulo de ácido lático
nos músculos e líquidos corporais;
Acidificação das fibras inibe o prosseguimento da degradação
de _______________, pois compromete a função das enzimas
glicolíticas e a capacidade de ligação do cálcio;
QUESTÕES
A energia _______________ para ressíntese de ATPna glicólise
pode ser encarada como energia de reserva;
Os acúmulos rápidos e significativos de ____________________
ocorrem durante o exercício máximo que dura entre 60” e 180”;
O __________ não se acumula para todos os níveis de exercícios;
As reações que consomem _________ atendem adequadamente
às demandas de energia de indivíduos treinados e destreinados
em exercícios relativamente leves (< 50% Capacidade aeróbica);
A produção e o acúmulo de ___________ são acelerados quando
o exercício torna-se mais intenso e o músculo não conseguem
atender às demandas energéticas adicionais aerobiamente nem
oxidar o lactato com o mesmo ritmo de sua produção;
QUESTÕES
A capacidade de gerar altos níveis de ___________ durante o
exercício máximo aumenta com o exercício específico e diminui com
o destreinamento;
Indivíduos treinados, em geral, alcançam níveis sanguíneos de
____________ 20 a 30% maior que indivíduos destreinados;
Um aumento de aproximadamente 20% nas enzimas que regulam a
glicólise, particularmente a ___________________;
Produção _______________ ocorre dentro de organelas celulares
denominadas mitocôndrias;
Velocidade de produção de ___________ muito lenta, porém possui
grande capacidade de produção de energia;
Em atividades de longa duração, o metabolismo ______________ é a
principal via de geração de energia;
Sistemas cardiovascular e respiratório aumentam a demanda para o
fornecimento de ______________ para os músculos;
GABARITO
Atividade física é definida como qualquer movimento
corporal resultando em gasto de energia. No
cotidiano, inclui tarefas de limpar a casa, fazer
comida, caminhar até o trabalho ou simplesmente
trocar de roupa. Exercício físico por outro lado,
compreende a realização de atividades físicas
planejadas, estruturadas e repetidas com o intuito
de preservar ou melhorar o condicionamento físico
No tecido muscular, é possível transformar a energia contida
na molécula de glicose, em algumas moléculas de adenosina
trifosfato (ATP), que por sua vez poderá ser transformada em
trabalho mecânico para contração muscular e calor.
GABARITO
Moléculas liberam calor quando reagem com a água. O que
impressiona é que diante das condições adequadas, a energia
liberada surge não completamente como calor, mas também,
como movimento. As condições adequadas estão presentes nas
células vivas, e quando a molécula de ATP é hidrolisada, na
fibra muscular, é liberada a energia necessária para promover o
deslizamento das miofibrilas que produzem o encurtamento do
sarcômero e da fibra muscular. Assim, cada vez que um
corredor de velocidade dá uma passada, cerca de 10 000 000
000 000 000 000 de moléculas de ATP são convertidas em ADP
com a transferência de energia para as pontes cruzadas. Em
números mais tangíveis, se adaptarmos essa situação para um
corredor de maratona, seriam necessários 75Kg de ATP para
completar os 42Km da competição. Evidentemente, corredores
não podem carregar consigo todo este peso e, de fato, a
maioria deles pesa muito menos do que isso.
GABARITO
Para que a energia química dos nutrientes seja utilizada,
primeiramente precisa ser convertida na energia química da molécula
de ATP. Tal conversão envolve a oxidação de combustíveis como
glicose e gordura e é conhecido como respiração celular, ocorrendo
em quase todos os organismos vivos, da bactéria aos seres
humanos.
As ligações de fosfato retém uma grande parte de energia potencial
da molécula inicia do alimento;
A célula contém outros compostos ricos em energia, porém o ATP é
o mais importante;
A energia liberada durante o fracionamento da ATP é transferida
diretamente para outras moléculas que necessitam de energia;
As células armazenam uma pequena quantidade de ATP e, portanto,
terão que ressintetizá-lo com seu ritmo de utilização;
GABARITO
É o mais simples sistema de energia;
Além de armazenar uma quantidade pequena de ATP, a célula contêm
outra molécula de fosfato de alta energia (PCr);
Liberação de energia do PCr depende da enzima Creatina quinase;
A combinação das reservas de ATP e PCr pode suprir as
necessidades de energia dos músculos por 3 a 15 segundos;
Cada Kg de músculo contém 3 a 8 mmol de ATP e quatro a cinco
vezes mais de PCr;
Atividades de altíssima velocidade, força máxima conseguem
suportar em torno de 3” à 5”;
GABARITO
Produção de ATP através da liberação de energia pelo
fracionamento da glicose (representa 99% de todos açúcares
circulantes no sangue. Glicólise é uma via que envolve uma
sequência de enzimas glicolíticas;
Depende de 10 a 12 reações enzimáticas;
O sistema glicolítico junto com o ATP-PCr, predominam nos
minutos iniciais do exercício de alta intensidade;
O sistema glicolítico provoca acúmulo de ácido lático nos
músculos e líquidos corporais;
Acidificação das fibras inibe o prosseguimento da degradação
de glicogênio, pois compromete a função das enzimas
glicolíticas e a capacidade de ligação do cálcio;
GABARITO
A energia anaeróbica para ressíntese de ATP na glicólise pode
ser encarada como energia de reserva;
Os acúmulos rápidos e significativos de lactato sanguíneo
ocorrem durante o exercício máximo que dura entre 60” e 180”;
O Lactato não se acumula para todos os níveis de exercícios;
As reações que consomem O2 atendem adequadamente às
demandas de energia de indivíduos treinados e destreinados em
exercícios relativamente leves (< 50% Capacidade aeróbica);
A produção e o acúmulo de lactato são acelerados quando o
exercício torna-se mais intenso e o músculo não conseguem
atender às demandas energéticas adicionais aerobiamente nem
oxidar o lactato com o mesmo ritmo de sua produção;
GABARITO
A capacidade de gerar altos níveis de lactato durante o exercício
máximo aumenta com o exercício específico e diminui com o
destreinamento;
Indivíduos treinados, em geral, alcançam níveis sanguíneos de
lactato 20 a 30% maior que indivíduos destreinados;
Um aumento de aproximadamente 20% nas enzimas que regulam a
glicólise, particularmente a fosfofrutocinase;
Produção oxidativa ocorre dentro de organelas celulares
denominadas mitocôndrias;
Velocidade de produção de ATP muito lenta, porém possui grande
capacidade de produção de energia;
Em atividades de longa duração, o metabolismo aeróbio é a principal
via de geração de energia;
Sistemas cardiovascular e respiratório aumentam a demanda para o
fornecimento de oxigênio para os músculos;