Metabolismo energetico

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METABOLISMO
ENERGÉTICOENERGÉTICO
Os animais necessitam de um aporte de energia 
química para realizar suas diversas funções
TOTALIDADE DESTA ENERGIA QUÍMICA
METABOLISMO METABOLISMO 
ENERGÉTICO
Fótons
Energia Solar
Alimentos
Ingeridos
Nutrientes
Armazenados
Vias Catabólicas Vias Anabólicas
Calor 
Trabalho
Biossíntese de
Macromoléculas
ADP 
CO2
NH3
H2O
Produtos Simples
Vias Catabólicas Vias AnabólicasADP 
ATP
Taxa metabólica (TM) = metabolismo 
energético por unidade de tempo
TM pode ser determinada de 3 maneiras:
1. diferença entre o valor energético de todo 
alimento ingerido e o valor energético de alimento ingerido e o valor energético de 
todos os produtos de excreção
2. produção total de calor pelo organismo
3. quantidade de O2 utilizada nos processos de 
oxidação = consumo de O2
Fótons
Energia Solar
Alimentos
Ingeridos
Nutrientes
Armazenados
Vias Catabólicas Vias Anabólicas
Calor 
Trabalho
Biossíntese de
Macromoléculas
ADP 
CO2
NH3
H2O
Produtos Simples
Vias Catabólicas Vias AnabólicasADP 
ATP
Taxa metabólica (TM) = metabolismo 
energético por unidade de tempo
TM pode ser determinada de 3 maneiras:
1. diferença entre o valor energético de todo 
alimento ingerido e o valor energético de todos alimento ingerido e o valor energético de todos 
os produtos de excreção
2. produção total de calor pelo organismo
3. quantidade de O2 utilizada nos processos de 
oxidação = consumo de O2
CALORIMETRIA
Desenho esquemático de um 
calorímetro usado por Lavoisier
a taxa de derretimento do 
gelo do compartimento 
interno é convertida para a interno é convertida para a 
taxa de produção de calor.
calor de fusão latente = 334 kJ. g-1 produção
Taxa metabólica (TM) = metabolismo 
energético por unidade de tempo
TM pode ser determinada de 3 maneiras:
1. diferença entre o valor energético de todo 
alimento ingerido e o valor energético de todos alimento ingerido e o valor energético de todos 
os produtos de excreção
2. produção total de calor pelo organismo
3. quantidade de O2 utilizada nos processos de 
oxidação = consumo de O2
Produção de ATP 
(moles/mol de glicose)
Metabolismo Oxidativo = 34Glicólise Anaeróbica = 2
Calor produzido e oxigênio consumido na metabolização 
dos tipos mais comuns de alimentos
Alimento Kcal.g-1 LO2.g-1 Kcal.LO2 Q.R
carboidratos 4,20 0,84 5,0 1,00
Armazenamento 
de energia
lipídios 9,40 2,00 4,7 0,71
proteínas 4,30 0,96 4,5 0,81
Q.R. = CO2 produzido / O2 consumido
Armazenamento de 
energia
• GORDURAS – produz 2X mais 
energia que os carboidratos, 
mas precisam de 2X mais O2.
• GLICOGÊNIO – 10X mais 
pesado que as gorduras pesado que as gorduras 
(deposição precisa de H2O) 
entretanto: 
� pode proporcionar energia 
muito mais rápido que as 
gorduras
� produz energia em condições 
anaeróbicas 
Taxa metabólica depende da 
atividade
Taxa metabólica depende da atividade
• METABOLISMO BASAL: metabolismo 
energético durante o repouso, em um 
ambiente termo-neutro, em condição pós-
absortiva e portanto, sem alteração devido 
ao aumento de temperatura decorrente da 
utilização de alimento, ou variações do 
ao aumento de temperatura decorrente da 
utilização de alimento, ou variações do 
ambiente.
Metabolismo basal = Metabolismo padrão
mamíferos Todos os demais 
grupos
taxa metabólica de atividade
“scope for activityscope for activity”
taxa metabólica basal ou padrão
para cada organismo há uma taxa 
metabólica mínima necessária à simples metabólica mínima necessária à simples 
manutenção dos tecidos
“scope for survivalscope for survival”
depressão metabólica ou 
hipobiose
Taxa metabólica X Tamanho do corpo
TM = a + 0,75. Mc
b = 0,75
a: intercepto
b: inclinação
c
o
n
s
u
m
o
 
d
e
 
e
n
e
r
g
i
a
 
(
C
a
l
)
b = 1,0
c
o
n
s
u
m
o
 
d
e
 
e
n
e
r
g
i
a
 
(
C
a
l
)
massa corpórea (Kg)
b = 0,67
Camundongo de 15 g
VO2 = 0,0273 LO2.h
-1
VO2/Mc = 1,80 LO2.kg
-1.h-1
Elefante de 3833 kg
VO2 = 268,00 LO2.h
-1
VO2/Mc = 0,07 LO2.kg
-1.h-1
X
Taxas de consumo de oxigênio (VO2) observadas em 
mamíferos de vários tamanhos
MAMÍFEROS: VO2 = 0,676 X Mc0,75
Taxa metabólica massa específica (TM/Mc) 
em vários mamíferos
TM = k. Mc0,75
TM/Mc = k. Mc-0,25
TM/Mc = k. Mc-0,25 log TM/Mc = k - 0,25. log Mc
As taxas de consumo de O2 calculadas por unidade de massa 
corpórea (taxa metabólica massa específica): diminuem ao longo 
de uma reta com inclinação de 0,25. 
O primeiro estudo que relacionou taxa metabólica à 
superfície corpórea, e não à massa, baseou-se em um 
trabalho com cães (Rubner, 1883)
Massa 
corpórea (kg)
Superfície 
corpórea 
(cm2)
Superfície/
Massa
(cm2/kg)
TM/
massa
(kcal/kg/dia)
TM/ 
superfície
(kcal/cm2/dia)
31,20 10.750 344 35,68 1.036
24,00 8.805 366 40,91 1.112
19,80 7.500 379 45,87 1.207
18,20 7.662 421 46,20 1.097
9,61 5.286 550 65,16 1.183
6,50 3.724 573 66,07 1.153
3,19 2.423 726 88,07 1.212
1000
1050
1100
1150
1200
1250
T
M
/
s
u
p
e
r
f
í
c
i
e
 
(
k
c
a
l
/
c
m
2
/
d
i
a
)
b = - 0,02
1000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Superfície (cm2)
Embora exista uma melhor relação da taxa 
metabólica com a superfície corpórea, esta variável 
não pode ser considerada a única determinante da 
taxa metabólica; mas é muito importante no 
estabelecimento de padrões estruturais que 
permitem o funcionamento adequado dos animais
T
a
x
a
 
m
e
t
a
b
ó
l
i
c
a
 
 
(
k
 
c
a
l
/
h
)
b = 1,0
As taxas metabólicas de uma ampla variedade de organismos, quando 
plotadas contra a massa corpórea, tendem a aumentar ao longo de retas 
de regressão com inclinação de 0,75
T
a
x
a
 
m
e
t
a
b
ó
l
i
c
a
 
 
(
k
 
c
a
l
/
h
)
Massa corpórea (Kg)
b = 0,67
A taxa metabólica dos marsupiais durante o repouso é 
consistentemente um pouco mais baixa que a dos eutéria; mas a 
variação da TM em função do tamanho acompanha regressão de 
inclinação idêntica à dos eutéria
A taxa metabólica dos marsupiais durante o repouso é 
consistentemente um pouco mais baixa que a dos eutéria; mas a 
variação da TM em função do tamanho acompanha regressão de 
inclinação idêntica à dos eutéria
Relações entre variáveis fisiológicas e massa corpórea 
(Mb) para mamíferos
Variáveis diretamente proporcionas ao tamanho do corpo: expoente = 1,0
Variáveis relacionadas à taxa metabólica: expoente = 0,75 ou – 0,25
Tempo fisiológico
1. TEMPO METABÓLICO
Ex: Freqüência cardíaca
Camundongo �600 bat/min � ≈ 800 milhões de batimentos � 2-3 anos
Elefante � 30 bat/min � ≈ 800 milhões de batimentos � 50 – 60 anos
Homem � 70 bat/min � ≈ 800 milhões de batimentos � 20 – 25 anos
2. TEMPO DE RESISTÊNCIA (T.R.)
T.R. = energia disponível/taxa de utilização
TR aumenta com o tamanho do animal
Custo Energético da Locomoção
Corrida
Vôo
Natação
massa corpórea (g)
•Capítulo 5 – Schmidt-Nielsen (pág. 200 a 206): Custo energético da locomoção.