BIOENERGÉTICA E METABOLISMO 1

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
Prof. Esp. Rafael Lana
rdelanapaula@hotmail.com
FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
Prof. Esp. Rafael Lana
rdelanapaula@hotmail.com
BIOENERGÉTICA
FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO
Prof. Esp. Rafael Lana
rdelanapaula@hotmail.com
Conteúdo do Primeiro Ciclo 
BIOENERGÉTICA
BIOENERGÉTICA
Milhares de reações químicas ocorrem por todo o organismo a cada minuto do dia. Coletivamente essas reações são denominadas metabolismo. 
Este inclui vias químicas que resultam na síntese (reações anabólicas) e na degradação de moléculas (reações catabolizas) .
METABOLISMO
CATABOLISMO
ANABOLISMO
BIOENERGÉTICA
BIOENERGÉTICA
 Funções da membrana celular
 Núcleo
 Citoplasma
 Permeabilidade seletiva
 Encerrar componentes celulares
 Genes (regulação da síntese protéica)
 RNA (base para o código genético)
 Localização 
 Organelas
BIOENERGÉTICA
ESTRUTURA CELULAR
Prof. Rafael Lana
BIOENERGÉTICA
BIOENERGÉTICA
Como a energia é exigida por todas as células, não é surpreendente que elas possuam vias químicas capazes de converter nutrientes alimentares, em uma forma de energia biologicamente utilizável. Esse processo metabólico descrito acima é denominado bioenergética.
BIOENERGÉTICA
Quatro elementos (substancia química básica) compõem mais de 95% do corpo humano (Oxigênio – 65%, carbono – 18%, hidrogênio – 10%, nitrogênio – 3%. 
Outros elementos encontrados em quantidades muito pequenas no corpo incluem o sódio, ferro, zinco, potássio, magnésio, cloreto e cálcio. Estes se ligam entre si para formarem moléculas ou compostos.
BIOENERGÉTICA
BIOENERGÉTICA
Os compostos que contêm carbono são denominados compostos orgânicos (CHO), enquanto aqueles que não o possuem são denominados inorgânicos (H2O).
Outros elementos encontrados em quantidades muito pequenas no corpo incluem o sódio, ferro, zinco, potássio, magnésio, cloreto e cálcio. Estes se ligam entre si para formarem moléculas ou compostos.
BIOENERGÉTICA
TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DE ENERGIA
BIOENERGÉTICA
Os processos bioenergéticos de transformação de energia química em energia mecânica, requer uma serie de reações químicas rigidamente controladas.
A transferência de energia no corpo ocorre por meio da liberação de energia contida em ligações químicas de varias moléculas..
Prof. Rafael Lana
Transformação biológica da energia
Bioenergética 
 Reações acopladas
 Reações químicas celulares
Reações que liberam energia estão acopladas as que exigem 
energia
Reagentes
Produtos
Reagentes
Produtos
REAÇÕES EXERGÔNICAS
REAÇÕES ENDERGÔNICAS
ENERGIA LIVRE
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Reação Exergônica
 Ligações de alta energia
 Reações endergônicas
 Reações exergônicas 
 A quantidade de energia total liberada por reações e exergônicas é a mesma, quer isso ocorra por meio de uma reação simples, ou por várias reações controladas 
ADP + Pi
E
CP
ADP
ATP
Cr + Pi
Creatina
 Quinase
Pi
+
E
Reação Endergônica
TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DE ENERGIA
BIOENERGÉTICA
Prof. Rafael Lana
TRANSFORMAÇÃO BIOLÓGICA DE ENERGIA
BIOENERGÉTICA
 A degradação da molécula de glicose em dióxido de carbono e água por meio da oxidação celular acarreta liberação de energia.
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
BIOENERGÉTICA
O processo de remoção de um elétron de um átomo ou molécula é denominado oxidação. Enquanto a adição de um elétron a um átomo ou molécula é denominada redução.
Essas duas reações são sempre reações acopladas, pois uma molécula não pode ser oxidada a não ser que doe elétrons para outro átomo.
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
BIOENERGÉTICA
Importante lembrar que o termo oxidação não significa que o oxigênio participa da reação. Este termo deriva do fato de que o oxigênio tende a aceitar elétrons, conseqüentemente atuando como agente oxidante.
Essa importante função do oxigênio é utilizada pelas células para produzir uma forma utilizável de energia.
As reações de oxi-redução nas células freqüentemente envolve transferência de átomos de hidrogênio (H+) em vez de elétrons livres (e-)
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
BIOENERGÉTICA
As reações de oxi-redução nas células freqüentemente envolve transferência de átomos de hidrogênio (H+) em vez de elétrons livres (e-)
Isso ocorre porque um átomo de hidrogênio contem um elétron (e um próton no núcleo). Portanto um átomo ou molécula que perde um átomo de hidrogênio também perde um elétron e , conseqüentemente é oxidado.
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
BIOENERGÉTICA
NAD e FAD tem importante papel na transferência de hidrogênio. 
NAD e FAD
NAD
 A nicotinamida adenina dinucleotídeo é derivada da niacina (vitamina B3). 
FAD
 A flavina adenina dinucleotideo é derivada da riboflavina (vitamina B2). 
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
BIOENERGÉTICA
Agente Oxidante
Agente Redutor
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
A velocidade das reações químicas celulares é regulada por catalisadores denominados enzimas. São proteínas que não fazem com que a reação ocorra, mas simplesmente regulam a taxa ou velocidade com que esta ocorre.
 As reações químicas ocorrem quando os reagentes possuem energia suficiente para prosseguir. A energia necessária para iniciar essas reações é denominada energia de ativação
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
As enzimas atuam como catalisadores reduzindo a energia de ativação. O resultado final é o aumento da velocidade com que essas reações ocorrem.
 As reações químicas ocorrem quando os reagentes possuem energia suficiente para prosseguir. A energia necessária para iniciar essas reações é denominada energia de ativação
PAPEL DAS ENZIMAS
As enzimas catalisam reações, reduzindo a energia de ativação.
(Powers & Howley, 2000)
Temperatura ↑
PH ↓
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
As enzimas atuam como catalisadores reduzindo a energia de ativação. O resultado final é o aumento da velocidade com que essas reações ocorrem.
 As reações químicas ocorrem quando os reagentes possuem energia suficiente para prosseguir. A energia necessária para iniciar essas reações é denominada energia de ativação
PAPEL DAS ENZIMAS
As enzimas catalisam reações, reduzindo a energia de ativação.
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
As enzimas atuam como catalisadores reduzindo a energia de ativação. O resultado final é o aumento da velocidade com que essas reações ocorrem.
 As reações químicas ocorrem quando os reagentes possuem energia suficiente para prosseguir. A energia necessária para iniciar essas reações é denominada energia de ativação
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Cada tipo de enzima possui saliência e sulcos característicos. As bolsas formadas a partir dessa estrutura e localizadas sobre a enzima são denominadas sítio ativo. 
 Os sitio ativos são importantes pois determinam que enzimas especificas liguem-se a uma determinada molécula reagente (substrato).
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
(Powers & Howley, 2000)
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
BIOENERGÉTICA
ENZIMAS
A capacidade de uma enzima agir como catalisador não é constante e pode ser modificada por vários fatores.
BIOENERGÉTICA
ENZIMAS
A capacidade de uma enzima agir como catalisador não é constante e pode ser modificada por vários fatores.
BIOENERGÉTICA
ENZIMAS
A capacidade de uma enzima agir como catalisador não é constante e pode ser modificada por vários fatores.
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Classificação das enzimas. 
Catalisam reações de oxi-redução. Incluem:
Desidrogenase
Oxidases
Oxigenases
Redutases
Peroxidades e Hidrolases
Oxidoredutases
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Classificação das enzimas. 
Catalisam transferências de elementos de uma molécula para outra . Incluem:
Cinase
Transcarboxilases 
Transaminases
Transferases
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Classificação das enzimas. 
Catalisam as reações nas quais a clivagem de ligações é realizada pela adição de água. Incluem:
Esterases
Fosfatase
Peptidases
Hidrolases
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Classificação das enzimas. 
Catalisam reações nas quais grupos de elementos (H2O, CO2 e NH3) são removidos para formar
uma ligação dupla ou são adicionados a uma ligação dupla existente.
Sintetase
Deaminases
Descarboxilases
Liases
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Classificação das enzimas. 
Classe heterogenia de enzimas que catalisam reações que atuam no rearranjo da estrutura de moléculas.
Mutases
Isomerases
Epimerases 
Isomerases
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Classificação das enzimas. 
Catalisam a formação de ligação de duas moléculas de substrato. O ATP fornece energia para essas reações.
Sintetase
Carboxilases
Ligases
ENZIMAS
BIOENERGÉTICA
Fatores que afetam a atividade enzimática
Catalisam a formação de ligação de duas moléculas de substrato. O ATP fornece energia para essas reações.
Sintetase
Carboxilases
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
BIOENERGÉTICA
Os carboidratos armazenados provêem o corpo com uma forma de energia rapidamente disponível. 
 1g de CHO nos fornece aproximadamente 4kcal.
CARBOIDRATOS
CARBOIDRATOS
 (4Kcal/g)
Fonte de energia imediata
Preservação de proteínas
Ativador metabólico
Combustível para o SNC
Ingestão recomendada na dieta:
50 - 55% do total de calorias diária
(McARDLE, KATCH & KATCH, 1998)
Bioenergética 
 Monossacarídeos = Açúcares simples (Glicose, Frutose)
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
CARBOIDRATOS
 Dissacarídeos = Combinação de dois monossacarídeos
Sacarose (Glicose + Frutose)
Maltose (Glicose + Glicose)
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
CARBOIDRATOS
 Polissacarídeos = (Três ou mais monossacarídeos)
- Amido
 O Glicogênio é o termo utilizado para polissacarídeos estocados no tecido animal. É sintetizado no interior das moléculas pela ligação de moléculas de glicose (centenas a milhares de moléculas de Glicose).
Prof. Rafael Lana
 !g de CHO  4 Kcal
Bioenergética 
 Monossacarídeo
 Dissacarídeo
 Polissacarídeo
GLICOSE/ FRUTOSE
SACAROSE  GLICOSE + FRUTOSE
3 OU MAIS MONOSSACARÍDEOS
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
CARBOIDRATOS
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
 Glicogênio 
 Polissacarídeo = glicose +glicose+ glicose.....
 Glicogenólise 
 Hepática (Glicose para os tecidos)
 Muscular (Energia para a contração)
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
CARBOIDRATOS
Prof. Rafael Lana
GORDURAS
 (9Kcal/g)
 Formação da membrana celular
 Fonte reserva de energia
 Proteção e isolamento
 Carreador de vitaminas
 Depressor da fome
Ingestão recomendada na dieta:
30% do total de calorias diária (10% de gordura saturada
(McARDLE, KATCH & KATCH, 1998)
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
GORDURAS
 Relação mais forte entre C e H
 Gordura x intensidade do exercício
 1g de gordura fornece 9Kcal
Prof. Rafael Lana
Oxidação de
 Gordura (uM/kg/min)
Intensidade do exercício
Duração do exercício
Lesão Muscular e
Taxa Metabólica de Repouso
Após Exercício Resistido
BRETT A. DOLEZAL, JEFFREY A. POTTEIGER, DENNIS J. JACOBSEN, 
and STEPHEN H. BENEDICT
MEDICINE & SCIENCE IN SPORTS & EXERCISE - 1999
1800
2300
2200
2100
2000
1900
Basal
Pós-24h
Pós-48h
Pós-72h
TMB (Kcal)
2400
Treinados
Não-Treinados
145 Kcal = 16g
200
1200
1000
800
600
400
Basal
Pós-24h
Pós-48h
Pós-72h
[CK] U.L -1
Não-Treinados
Treinados
Efeito Térmico da Alimentação (10%)
Componentes Diários do Gasto Energético
Taxa Metabólica de Repouso (60-75%)
Efeito Térmico da Atividade Física 
(15-30%)
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
GORDURAS
 As gorduras podem ser classificadas como: Ácidos Graxos, Triglicerídeos, Fosfolipídios e Esteróides.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
GORDURAS
 Os Ácidos Graxos são constituídos por longas cadeias de carbono ligadas a um grupo carboxila (Carbono, Oxigênio e Hidrogênio).
 Principais tipos de gorduras utilizadas pelas células musculares como fonte de energia.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
GORDURAS
 Os Ácidos Graxos são armazenados no corpo na forma de Triglicerídeos (3 ácidos graxos + glicerol)
 Os AG alem de serem armazenados nas células adiposas também são armazenadas no músculo.
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
 Ácidos graxos
 Triglicerídeos 
 Fosfolipídios 
Esteróides 
Glicerol + 3 AGL
Glicerol
Glicose
Colesterol
Estrutura da membrana
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
GORDURAS
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
ESTERÓIDES
 O esteróide mais comum é o colesterol, componente de todas as membranas celulares e sintetizado em qualquer célula do organismo.
 O colesterol é necessário para a síntese de hormônios sexuais como o estrogênio, a progesterona e a testosterona.
Prof. Rafael Lana
 (4Kcal/g)
 Formação das estruturas teciduais
 Formação da membrana celular
 Formação das enzimas
 Constituição do RNA e DNA
PROTEÍNAS
Ingestão recomendada na dieta:
15 - 20% do total de calorias diária
(McARDLE, KATCH & KATCH, 1998)
Bioenergética 
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
PROTEÍNAS
 Pelo menos 20 tipos diferentes de aminoácidos são necessários para que o corpo forme vários tecidos, enzimas, proteínas plasmáticas, etc.
 9 aminoácidos denominados essenciais não são produzidos pelo organismo e devem ser consumidos nos alimentos.
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
 Aminoácidos essenciais e não essenciais
 1g de proteína fornece 4 Kcal
 Contribuição energética
ALANINA
GLICOSE
Fígado
SUBSTRATOS PARA O EXERCÍCIO
PROTEÍNAS
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
FOSFATOS DE ALTA ENERGIA
 Embora o ATP não seja a única molécula transportadora de energia, ele é o mais importante, e sem quantidades suficientes de ATP a maioria das células morre rapidamente.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
FOSFATOS DE ALTA ENERGIA
 O ATP é formado por uma porção de adenina, uma porção de ribose e três fosfatos ligados.
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Adenosina 
 
 O
 |
 - O ~  – O 
 || 
 O
 
 O
 |
 ~  – O 
 || 
 O
 
 O
 |
 ~  – O 
 || 
 O
AMP
ADP
ATP
Bioenergética 
 ATP
 ATP ATPase ADP + Pi + 
E
FOSFATOS DE ALTA ENERGIA
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
 As células musculares armazenam quantidades limitadas de ATP. Por esse motivo, como o exercício requer um suprimento constante de ATP para fornecer energia suficiente para a contração, devem existir vias metabólicas com produção rápida de ATP. 
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
Prof. Rafael Lana
ATPASE
+ Pi + ENERGIA
ATP
ADP
CREATINA FOSFATO (CP) + 
CREATINA QUINASE
Cr + P
+ C
ATP
ADP
ATPSINTETASE
Cr + P
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 ATP-CP
Prof. Rafael Lana
 ATP-CP
ADP + Pi
E
CP
ADP
ATP
Cr + Pi
Creatina
 Quinase
Pi
+
E
ATPase
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
Prof. Rafael Lana
SISTEMA ATP - CP
Alterações do ATP e Creatina durante 14 segundos de esforço muscular máximo (sprint)
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
 A Glicólise envolve a degradação da Glicose ou do Glicogênio para a formação de duas moléculas de Ácido Pirúvico ou de Ácido Lático.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
 Simplificando , a Glicólise é uma via anaeróbica utilizada para transferir a energia das ligações de glicose para unir o Pi ao ADP.
 A glicólise ocorre no sarcoplasma da célula muscular e produz um ganho de 2 moléculas
de ATP e duas moléculas de acido pirúvico ou lático por molécula de glicose.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética
Bioenergética 
 Vias metabólicas 
 Metabolismo Anaeróbico (Glicólise)
 Função
 Produção energética da glicólise 
Fases da glicólise 
Investimento de energia (fosforilação)
Geração de energia
E
Pi
ADP
+
ATP
GLICOSE
2 Piruvato.
2 ATP
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
 A glicólise é dividida em duas fases: a fase de investimento de energia e a fase de produção de energia.
 A glicólise ocorre no sarcoplasma da célula muscular e produz um ganho de 2 moléculas de ATP e duas moléculas de acido pirúvico ou lático por molécula de glicose.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
Prof. Rafael Lana
(POWERS & HOWLEY, 2000)
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
Prof. Rafael Lana
Bioenergética
Bioenergética 
 Vias metabólicas 
 Metabolismo Anaeróbico (Glicólise)
FASE DE INVESTIMENTO DE ENERGIA
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE (Geração de Energia)
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Bioenergética
Bioenergética 
 Vias metabólicas 
 Metabolismo Anaeróbico (Glicólise)
A razão da formação de lactato é a regeneração de NAD
FASE DE GERAÇÃO DE ENERGIA
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
 Moléculas transportadoras
Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo - NAD 
Flavina Adenina Dinucleotídeo - FAD
Transporte de H+ geração de energia dentro da mitocôndria 
Bioenergética 
Bioenergética
PIRUVATO
LACTATO
NADH + H+
NAD
LDH
Prof. Rafael Lana
ENTRADA
1 Glicose
2 ADP
2 Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD)
SAÍDA
2 Piruvatos ou 2 Lactatos
2 ATP
2 NADH
PRODUÇÃO DA GLICÓLISE ANAERÓBIA
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 A produção aeróbica de ATP ocorre no interior das mitocôndrias e envolve a interação de duas vias metabólicas cooperativas.
CICLO DE KREBS (CK)
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS (C.T.E.)
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 A função primária do CK é o término da oxidação (remoção dos hidrogênios) dos carboidratos, das gorduras ou das proteínas com utilização de NAD e FAD como transportadores de hidrogênio
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
 A importância da remoção dos hidrogênios (em virtude dos elétrons que possuem) contem a energia potencial das moléculas dos alimentos. Tal energia pode ser utilizada na cadeia transportadora de elétrons a fim de combinar ADP + Pi para formar ATP.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
 O processo de produção aeróbica de energia é denominado fosforilação oxidativa. Tal produção é dividida em 3 etapas:
1 Geração de uma molécula fundamental (acetil-CoA);
2 Oxidação de acetil-CoA no CK;
3 Fosforilação Oxidativa (formação do ATP).
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Cadeia Transportadora de Elétrons
1º Etapa
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Cadeia Transportadora de Elétrons
2º Etapa
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Cadeia Transportadora de Elétrons
3º Etapa
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 A entrada no CK exige a preparação de uma molécula de dois carbonos o acetil-CoA. Este pode ser obtido por meio das vias de degradação dos Carboidratos, Gorduras ou Proteínas.
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 A formação de acetil-CoA (molécula de 2 carbonos) advinda do piruvato (molécula de 3 carbonos) necessita que o mesmo seja clivado, perdendo assim um carbono na forma de CO2.
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 Em seguida o acetil-CoA se combina com o oxaloacetato (molécula de 4 carbonos) para formar citrato (molécula de 6 carbonos).
Ciclo de Krebs
 O que se segue é uma serie de reações para regenerar o oxaloacetato e duas moléculas de CO2 e a via recomeça.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 A principal função do CK é remover hidrogênios e a energia associada a esses hidrogênios de vários substratos envolvidos no ciclo .
Ciclo de Krebs
 A cada volta do CK obtemos a formação de 3 NADH e 2 FADH.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 Para cada par de elétrons que passa pela cadeia transportadora de elétrons do NADH para o oxigênio, há disponibilidade de energia suficiente para formar 2,5 ATP .
Ciclo de Krebs
 Para cada molécula de FADH formada, a energia disponível é capaz de formar 1,5 ATP.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
 Alem da formação de NADH e FADH o CK tambem é responsavel pela formacao direta de um composto rico em energia. A guanosina trifosfato (GTP)
Ciclo de Krebs
 O GTP transfere seu grupo fosfato para o ADP a fim de formar o ATP. (Fosforilação no Substrato)
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Como as gorduras e proteinas são submetidas ao metabolismo aeróbico? 
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Gorduras
As gorduras são degradadas, formando acido graxo e Glicerol
Os ácidos graxos por sua vez, sofrem uma série de reações para formar então a Acetil CoA.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Proteinas
Durante o exercicio, as proteinas contribuem com 2 a 15% do combustível utilizado.
Elas podem entrar nas vias bioenergéticas por diversos locais. No entanto o primeiro passo é a degradação das proteínas em subunidades, os aminoácidos 
O que ocorre a seguir depende do aminoácido envolvido. Ele pode ser precursor da formação da glicose como também da Acetil Coa e outros intermediarios do CK.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Em resumo o CK completa a oxidação dos carboidratos, gorduras e proteínas, produz CO2 e fornece eletrons que são passados pela cadeia transportadora de elétrons a fim de fornecer energia para a produção aeróbica de ATP.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
Produção Aeróbica de Energia ocorre nas Mitocondrias (Fosforilação Oxidativa)
Os elétrons removidos dos atomos de hidrogenio são passados por uma série de transportadores de elétrons, os Citocromos.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
Durante essa passagem de elétrons é liberada energia suficiente para refosforilar o ADP e formar ATP em três locais diferentes.
Curiosamente a medida que os eletrons passam pela cadeia de transporte de eletrons, são formadas moléculas altamente reativas (radicais livres). 
Quantidades elevadas dessas substancias são prejudiciais ao músculo e podem causar fadiga muscular.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Cadeia Transportadora de Elétrons
Prof.
Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
Hipótese Quimiosmótica
Pares de elétrons da NADH e FADH passam por uma série de compostos que sofrem oxidação e redução, com energia suficiente sendo liberada para sintetizar ATP em três locais ao longo da via. 
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
Hipótese Quimiosmótica
Devido ao local de entrada de NADH e FADH cada molécula fornece energia para sintetizar 2,5 e 1,5 ATP respectivamente.
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Cadeia Transportadora de Elétrons
Hipótese Quimiosmótica
No final da cadeia o oxigênio aceita os elétrons que foram passados e se combina com os hidrogênios para formar água.
Se não houver O2 disponível a fosforilação oxidativa não é possivel e a produção de ATP deve ocorrer por meio do metabolismo anaeróbico.
Prof. Rafael Lana
HIPÓTESE QUIMIOSTÁTICA
Cada NADH acarreta o bombeamento de 3 pares de H+ através da membrana mitocondrial interna pela cadeia transportadora de elétrons e cada FADH bombeia apenas 2 pares de H+. 
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Hipótese Quimiosmótica
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Hipótese Quimiosmótica
 O oxigênio é o aceptor final do hidrogênio após o processo de formação do ATP
Prof. Rafael Lana
HIPÓTESE QUIMIOSTÁTICA
O acúmulo de H+ entre as membranas gera um gradiente de H+;
Forte propulsão para que o H+ se difunda de volta através da membrana interna;
H+ somente consegue atravessar a membrana pelos canais de H+;
O movimento dos íons H+ através desses canais libera energia suficiente para recombinar ADP com o Pi para formar ATP.
Bioenergética 
Contagem da Produção Aeróbica de Energia
No final da cadeia o oxigênio aceita os elétrons que foram passados e se combina com os hidrogênios para formar água.
Se não houver O2 disponível a fosforilação oxidativa não é possivel e a produção de ATP deve ocorrer por meio do metabolismo anaeróbico.
Prof. Rafael Lana
Processos metabólicos
Produtos de Alta Energia
ATP a partir da Fosforilação
Subtotal de ATP
Glicólise
2 ATP
_____
2 ATP
Na presença do O2
2 NADH
5 ATP
7 ATP
Ácido pirúvico em Acetil CoA
2 NADH
5 ATP
12 ATP
Ciclode Krebs
2 GTP
_____
14 ATP
6 NADH
15 ATP
29 ATP
2 FADH
3 ATP
32ATP
TOTAL
32 ATP
Bioenergética 
Contagem da Produção Aeróbica de Energia
976kJ.mol de Glicose (232kcal) 
Eficiência da respiração
30,5 kJ.mol de ATP
32 moles de ATP/mol de Glicose
2870
X
÷
34%
66% CALOR
A oxidação da
 glicose a CO2 e H2O, 
libera 2870 kJ⋅mol
(686 kcal)
=
Bioenergética 
Eficiência da Fosforilação Oxidativa
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
Controle da Bioenergética
Prof. Rafael Lana
Inibição
 Enzima limitadoras
 Enzima Alostéricas (reguladas por moduladores)
Substância 1
Substância 2
Substância 3
Substância 4
Produto
Enzima D
Enzima C
Enzima B
Enzima A
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Controle do sistema ATP-CP
ADP + Pi
E
CP
ADP
ATP
Cr + Pi
Creatina
 Quinase
Pi
+
Bioenergética 
Controle da Bioenergética
Prof. Rafael Lana
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
Controle da Bioenergética
Controle do sistema ATP-CP
 Relação da quebra da CP e produção de ATP
Prof. Rafael Lana
Controle da Glicólise
 Fosfofrutoquinase
 Fosforilase
Bioenergética 
Controle da Bioenergética
Prof. Rafael Lana
(POWERS & HOWLEY, 2000)
BIOENERGÉTICA
Produção Anaeróbica de Energia
 GLICÓLISE
Controle do CK
 Isocitrato desidrogenase
 Cadeia transportadora de elétrons
ADP + Pi CA++
 Citocromo Oxidase
ADP + Pi ATP
Bioenergética 
Controle da Bioenergética
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
Controle da Bioenergética
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
BIOENERGÉTICA
Produção Aeróbica de Energia
Ciclo de Krebs
Prof. Rafael Lana
Contribuição da Produção Aeróbica/Anaeróbica de ATP duranteExerc. Máx como função da duração do evento
Duração do Exercício Máximo
 
 
 
Segundos
 
Minutos
Glicólise
10
30
60
 
2
4
10
30
60
120
Porcent. de prod. Aeróbica
10
20
30
 
40
65
85
95
98
99
Porcent. de prod. Anaeróbica
90
80
70
 
60
35
15
5
2
1
Bioenergética 
Interação entre Produção Aeróbica / Anaeróbica de ATP
Prof. Rafael Lana
Bioenergética 
Interação entre Produção Aeróbica / Anaeróbica de ATP
Prof. Rafael Lana
OBRIGADO
FEEDBACK NEGATIVO
CONTRIBUIÇÃO AERÓBIA E ANAERÓBIA
100m rasos - Seul 1988
 Estados Unidos
 Canadá
Ben Johnson
Carl Lewis
X
CINEMÁTICA LINEAR
133
133
percurso (m)
Ben Johnson
Carl Lewis
tempo (s)
velocidade (m/s)
tempo (s)
velocidade (m/s)
0-10
1,83
5,46
1,89
5,29
10-20
1,04
9,62
1,07
9,35
20-30
0,93
10,75
0,94
10,64
30-40
0,86
11,63
0,89
11,24
40-50
0,84
11,90
0,86
11,63
50-60
0,83
12,05
0,83
12,05
60-70
0,84
11,90
0,85
11,76
70-80
0,85
11,76
0,85
11,76
80-90
0,87
11,49
0,86
11,63
90-100
0,90
11,11
0,88
11,36
134
134
135
135
TRANSIÇÃO DO REPOUSO AO EXERCÍCIO
Evolução da captação de oxigênio na transição do repouso ao exercício submáximo
TRANSIÇÃO DO REPOUSO AO EXERCÍCIO
Tempo necessário para atingir o estado estável na transição do repouso para o exercício é menor em atletas treinados devido a maior adaptação aeróbia
RECUPERAÇÃO E RESPOSTAS METABÓLICAS
EXERCÍCIO LEVE
EXERCÍCIO INTENSO
EPOC
Porção rápida representa o oxigênio necessário para ressintetizar o ATP e o CP armazenados e repor os estoques teciduais de O2.
Porção lenta representa a conversão oxidativa do ácido lático em glicose no fígado (80% EPOC).
CAPTAÇÃO DE O2 DURANTE TESTE INCREMENTAL
VO2 Máximo  Ausência de aumento do VO2 instantâneo durante o aumento da intensidade do esforço (carga de trabalho), caracterizando um PLATÔ no final do exercício.
Protocolo máximo esteira (ACSM)
Um dos testes máximos mais utilizados
Facilidade de aplicação
Atletas  necessidade de esteira que atinja mais do que 16 km/h
Protocolo máximo esteira (ACSM)
Velocidade inicial:
Sedentários: 4-5 km/h
Ativos: 5-6 km/h
Treinados: 7-8 km/h
Atletas: 9-10km/h
Protocolo máximo esteira (ACSM)
Caminhada:
VO2máx = (0,1 x V) + (1,8 x V x Fração de Inclinação) + 3,5
Corrida:
VO2máx = (0,2 x V) + (0,9 x V x Fração de Inclinação) + 3,5
V = velocidade (m/min) VO2máx = mL/kg/min
LIMIAR DE LACTATO
Ponto de equilíbrio entre os sistemas aeróbio e anaeróbio;
Equilíbrio entre produção e remoção de lactato;
Intensidade de esforço equivalente a um valor de 4 a 7 mm de lactato
Indivíduos não treinados = 50 – 60% Vo2 máx;
Indivíduos treinados = 65 – 80% Vo2 máx.
LIMIAR DE LACTATO
Alterações do lactato durante exercício incremental
POTENCIAIS CAUSAS DO LIMIAR
REMOÇÃO DE LACTATO
AERÓBIO ANTES OU DEPOIS DO RESISTIDO???
FADIGA PERIFÉRICA
 Sistema ATP-CP
		Falta de substrato (CP)
 Sistema Anaeróbio Lático
 Excesso de lactato
 Acúmulo de H+
Alteração do PH
 Sistema aeróbio
 Falta de substrato (Glicogênio)
Falta de Oxigênio
SELEÇÃO DE SUBSTRATO DURANTE O EXERCÍCIO
Conceito de cruzamento, a contribuição dos carboidratos aumenta proporcional ao aumento da intensidade do exercício.
INTENSIDADE E FONTE DE SUBSTRATO
CAMINHAR OU CORRER 
PARA EMAGRECER?????
DURAÇÃO DO EXERCÍCIO E SELEÇÃO DE SUBSTRATO
Desvio do metabolismo de carboidrato para o de gordura durante exercício prolongado
QUANTO TEMPO DEVO ME EXERCITAR PARA EMAGRECER???
DURAÇÃO DO EXERCÍCIO E SELEÇÃO DE SUBSTRATO
% da energia das fontes de substratos
Atletas de endurance altamente treinados
QUANTO TEMPO DEVO ME EXERCITAR PARA EMAGRECER???
RESERVAS DE ENERGIA
 CARBOIDRATOS:
 Glicogênio Muscular
 Glicogênio Hepático
 Glicose sangüínea
 GORDURAS:
 Adipócitos (Triglicerídeos)
 Músculos
 Ácidos graxos livres
 LACTATO:
 Ciclo de Cori
NEOGLICOGÊNESE
CICLO DE CORI
RESUMO DAS ADAPTAÇÕES
SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO:
 Aumento de CP
 Aumento de ATP
 SISTEMA ANAERÓBIO LÁTICO:
 Aumento da velocidade das reações
 Aumento da tolerância ao lactato
 Aumento da remoção do lactato
 SISTEMA AERÓBIO:
 Aumento da entrada de O2
 Aumento do estoque de glicogênio