Aula 2 - Integração Metabólica no Exercício Físico 2020 PDF

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BIOENERGÉTICA E 
INTEGRAÇÃO METABÓLICA 
NO EXERCÍCIO FÍSICO
Profa. Dra.Thaiana Benatti
São Paulo - 2020
BIOENERGÉTICA E INTEGRAÇÃO 
METABÓLICA NO EXERCÍCIO FÍSICO
AULA 2
Roteiro
• Obtenção de energia – do alimento a célula;
• Diferenciação entre os estados de síntese e
degradação – anabolismo e catabolismo;
• Processo de contração muscular;
• Contribuição dos sistemas energéticos
(Fosfagênico, glicolítico e oxidativo) para as
diferentes modalidades.
Lancha Jr, A.H.; Pereira-Lancha, L.O.; Nutrição e Metabolismo Aplicados à Atividade Motora (2a edição). São Paulo. Editora Atheneu, 2012.
Gropper, S.S; Smith, J.L.; Groff, J.L. Nutrição Avançada e Metabolismo Humano (1a edição). São Paulo. Editora CENGAGE, 2012.
McArdle, W. D.; Katch, F.I.; Katch, V.L. Nutrição para o Esporte e Exercício (3a edição). Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A, 2012.
Tirapegui J. Nutrição, Metabolismo e Suplementação na Atividade Física (2a edição). São Paulo. Editora Atheneu, 2012.
BIOENERGÉTICA
É o ramo da bioquímica que
aborda a transferência,
conversão e utilização de
ENERGIA nos sistemas
biológicos.
Transformação da energia
nos organismos vivos.
Josiah Gibbs (1839-1903)
Metabolismo
• É o caminho que o nosso corpo faz para 
produzir e utilizar energia.
• Metabolismo anaeróbio
• Metabolismo aeróbio
Essas duas vias formam uma combinação de sistemas de
energia que abastecem com o combustível necessário
para o exercício.
De acordo com a duração do exercício e sua intensidade
determinando qual das vias será utilizada.
ENERGIA???
Armazenamento de energia
AMIDO GLICOGÊNIO
Fígado
Músculos
Armazenamento 
de energia
100g- 120g
375g -
475g 
15-20g
275g
Exemplos de estoques de energia no 
corpo humano
Nomenclaturas
Glicólise: Degradação da 
glicose por processo 
anaeróbio ou aeróbio
Glicogênese: Síntese de 
glicogênio através da 
glicose, podendo ser 
estocado no fígado e 
músculos. 
Glicogenólise: Glicogênio 
é degradado em glicose 
6-fosfato para ser 
utilizado pelo músculo
Gliconeogênese: Síntese 
de glicose a partir de 
outros substratos 
(lactato,piruvato,aa, 
ac.graxos)
ANABOLISMO X CATABOLISMO
Anabolismo
Síntese de 
Lipídios
Síntese de 
Hormônios
Síntese 
Proteica
Síntese de 
Glicogênio
Construção
Energia
Catabolismo
Ác. Graxos Proteína
Glicogênio
Degradação
Energia
CONTRAÇÃO MUSCULAR
Como ocorre
Estímulo nervoso que é 
transportado com auxilio dos 
motoneurônios
1
2
3
Ao atingir a fibra muscular promove a 
liberação de ACETILCOLINA, e 
permitirá que o potencial percorra o 
sarcolema.
Estimulará a liberação de Cálcio 
do retículo sarcoplasmático
4
Liberação de Cálcio
estimula a contração
A interação entre
actina e miosina, só
ocorrerá com a
presença de ATP
Ca2+ se liga a troponina
Altera a conformação da 
tropomiosina
Expõe os sítios ativos 
da actina para que a 
miosina se acople. 
1
2
3
Como a célula obtém energia?
Oxigênio - O2
Respiração
O2 + C6H12O6
Alimentação
Moléculas orgânicas 
C6H12O6
CO2
Respiração
CO2 + H2O + energia
Diversas Formas
H2O
Energia para 
crescimento, 
reprodução, 
movimento.
Respiração celular –
converte a energia 
química dos nutrientes 
em forma útil.
MACRO E MICRONUTRIENTES
SUPLEMENTOS ALIMENTOS
NUTRIENTES
MACRO MICRO
CARBOIDRATOS PROTEÍNAS GORDURAS VITAMINAS MINERAIS
•PROVISÃO DE ENERGIA
•REGULAÇÃO DO METABOLISMO
•CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO
Amido Triglicerídeos Proteínas
GlicoseGlicose Ácidos Graxos Aminoácidos
PIRUVATO
ACETIL CoA
Beta 
oxidação Transaminação e 
desaminação
Uréia
CK –
Fosforilação 
oxidativa
ATP
ATP X Exercício
É imprescindível que
a célula muscular
tenha reservas de
ATP/substratos e
sistemas capazes de
produzir ATP para a
continuidade da
contração muscular.
↓ estoques 
intracelulares de ATP 
• suficientes para 
permitir poucos 
segundos de 
contração 
muscular.
ATP
Sistemas energéticos/ Mecanismos 
para obtenção de ENERGIA
IMEDIATO
SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO
(degradação de ATP e 
fosforilcreatina)
ANAERÓBIO
SISTEMA ANAERÓBIO LÁTICO
(glicogenólise e glicólise)
OXIDATIVO
SISTEMA AERÓBIO
(Ciclo de Krebs e Fosforilação 
Oxidativa)
Fontes de energia
Potência dos Sistemas
Capacidade de Geração de Energia
Principais diferenças nos sistemas 
geradores de ATP no músculo
Sistema Sistema ATP-CP Sistema 
Glicolítico
Sistema 
Oxidativo
Velocidade de 
geração de ATP
Muito alta Alta Baixa
Necessidade de O2 Anaeróbio Anaeróbio ou aeróbio Aeróbio
Eficiência energética Muito baixa Baixa Alta
Substratos 
energéticos
Fosfocreatina Glicose e Glicogênio Glicose e glicogênio/ 
ácidos 
graxos/triacilglicerol/ 
aminoácios/ 
proteínas
Produtos finais Creatina e ATP Anaeróbio: ácido 
lático e ATP
Aeróbio: Piruvato, 
NADH e ATP
CO2 H2O e ATP
SISTEMAS ENERGÉTICOS
BROOKS et al. 2000
ATP-CP
Glicólise
Fosforilação
oxidativa
36
16
10
11
15
167280
Rápido
esgotamento
das reservas
Acidose
Transporte e 
utilização de O2
SISTEMA IMEDIATO
• SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO
(degradação de ATP e fosforilcreatina)
SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO
A conversão 
de ATP a ADP 
libera 7,3 Kcal
Não existe um estoque grande
de ATP, ocorrendo a
necessidade de ter um
substrato para gerar
rapidamente ATP.
Fosforilcreatina (PCr)
SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO
✓CP- Considerado “reservatório” de fosfato de alta energia
✓Quantidade de CP é 3-8 X > que a do ATP
ATP ADP + Pi + ENERGIA
CP C + P + ENERGIA
Creatina 
cinase CK
ATP 
ase
Hidrólise
SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO
Modalidades
predominância
anaeróbia alática
são influenciadas
pelas
concentrações
musculares de
creatina.
Essas
modalidades são
as mais
beneficiadas pela
suplementação de
creatina.
SISTEMA ANAERÓBIO 
LÁTICO
• Glicogenólise e Glicólise anaeróbia
Sistema 
Anaeróbio 
Lático ou 
glicólise 
anaeróbia
Predominância: 
10s a 2 minutos 
(início do exercício)
Local: Citosol
Características: 
degradação de glicose 
e geração de ATP na 
própria via glicolítica –
gera 2 ATP
Glicólise
Glicose
PIRUVATO
PIRUVATO
Investimento
PAGAMENTO
Fase de investimento
Glicose
ADP ADP
G
lic
o
se
 6
-
fo
sf
at
o
Fr
u
to
se
 6
-
fo
sf
at
o
P P
P
Fr
u
to
se
 6
-
fo
sf
at
o
Fr
u
to
se
 1
, 6
-
d
if
o
sf
at
o
PATP
ATP
Glicólise
PIRUVATO
PIRUVATO
Investimento
FASE DEPAGAMENTO
NAD+
NAD+
NADH₂
NADH₂
ADP
ADP
ADP
ADP
G
lice
rald
eíd
o
3
-fo
sfato
G
lice
rald
eíd
o
3
-fo
sfato
G
lice
rald
eíd
o
1-3
-fo
sfato
G
lice
rald
eíd
o
1-3
-fo
sfato
G
lice
rald
eíd
o
3
-fo
sfato
3
-
fo
sfo
glice
rato
2
-
fo
sfo
glice
rato
Fo
sfo
e
n
o
lp
iru
vato
3
-
fo
sfo
glice
rato
2
-
fo
sfo
glice
rato
Fo
sfo
e
n
o
lp
iru
vato
P
P
P
P
P
P P
P
P
P P P
P
P
ATPATP
ATP
ATP
ATP
Glicólise Destinos do PIRUVATO
PIRUVATO LACTATO
ACETIL CoA
Lactato 
desidrogenase
NAD+
NADH + H₂
NADH + H₂ NAD+
co₂
Piruvato 
desidrogenase
Glicólise 2 fases:
Glicose 
2ATP 
gastos
4ATP 
produzidos
2NADH 
produzidos
2 Piruvato
ou Lactato
Fase de investimento de energia
Fase de síntese de energia
Produção em cadeia:
Entrada Saída
1 Glicose 2 Piruvato ou lactato
1 ADP 2 ATP
2NAD 2 NADH
Ciclo de Cori
• Glicogênio. 
muscular
Lactato 
muscular
• Lactato 
sérico
Glicose 
hepática • Glicose 
sérica
Glicogênio 
muscular
SISTEMA ANAERÓBIO LÁTICO
GLICOGÊNIO GLICOGÊNIO (n-1)
GLICOSE
2 PIRUVATO
2 LACTATO2 ACETIL-CoA
FITTS (1994); ROBERGS et al. (2004)
Íons H+ e Fadiga
pH muscular (repouso): ~7.0 – 7.1
pH muscular (pós exercício intenso): ~6.5 – 6.4
H+ podem se associar 
aos ions de Ca e 
comprometer as 
contrações = fadiga.
Limitante da via = acidose
Se não produzir 
lactato não 
mantem exercício 
de ↑ intensidade
Tamponamento 
interno.
Suplementação com 
tamponantes
glicogênio 
fosforilase
glicogênio 
fosforilase
Quem produzirá mais lactato?
Indivíduo + 
condicionado Indivíduo -
condicionadoIndivíduo + condicionado= utilizará 
melhor ou mais a via glicolítica
SISTEMA OXIDATIVO
SISTEMA AERÓBIO
(Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa)
Ciclo de 
Krebs
• Função central: oxidação do
Acetil coA -
• Localização celular: Matriz
mitocontrial
• Acetil CoA: derivado do
metabolismo dos aa, ac.graxos e
CHO.
• Ciclo de krebs: 2/3 de consumo
total de O2 e produção de ATP
Local das Reações
GLICOSE
ACETIL 
CoA
Lipídio
βoxidação
CK
ENERGIA
1
2
4
3
5
Produção de 
ATP
ATP ATP
ATP
ATP
Proteínas
Transaminação
/ desaminação
Aminoácidos
Uréia
CICLO DE KREBS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Produção de energia 
RESUMO
Via Anaeróbia
❖ Não necessita de 
O2
❖Citoplasma/citosol
❖Sistema: ATP-CP e 
glicólise anaeróbia
❖Substratos: CP e 
Glicose
❖Produto final: 
Piruvato/lactato
❖Fadiga rápida
Via Aeróbia
❖Necessita de O2
❖Mitocôndria
❖Sistema: glicólise 
aeróbia/Oxidação de 
lipídeos
❖Substratos: Glicose, 
aa, AGL
❖Produto final: CO2 e 
H2O
❖Fadiga Lenta
CICLO DE KREBS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Depleção de
glicogênio
(mmol/kg/min)
Concentração de
glicogênio
(mmol/kg/min)
CICLO DE KREBS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Glicogênio Muscular
Triglicerídeos Plasmáticos
Glicose Plasmática
Ácidos graxos plasmáticos
Contribuição estimada de ácido graxo plasmático e intramuscular triacilgliceróis a oxidação total de ácidos graxos durante 30 min de exercício
realizado a 25%, 65% e 85% do consumo máximo de oxigênio (VO2max) em sujeitos treinados.
MOBILIZAÇÃO DE LIPÍDIOS DURANTE O 
EXERCÍCIO
Lipólise
Captação de ácidos graxos
Oxidação de ácidos graxos
Tempo (min)
Taxas de lipólise (3 × taxa de aparecimento de glicerol no plasma), absorção de 
ácidos graxos e oxidação de ácidos graxos em repouso e durante 4 h de 
exercício realizado em esteira a 45% do consumo máximo de oxigênio 
(V̇O2max) em indivíduos não treinados.
Duffield et al, 2004; Duffield et al, 2005
CONTRIBUIÇÃO DOS SISTEMAS ENERGÉTICOS
“TAKE-HOME MESSAGES”
A energia, na forma de ATP, permite ao corpo humano e aos seus 
diversos órgãos e tecidos a manutenção de suas funções. Sem ele, 
não haveria vida;
A razão ATP/ADP determinará o estado de necessidade energético de 
um indivíduo, isto é, se ele estará em anabolismo ou catabolismo;
No que diz respeito ao exercício físico, o ATP é indispensável para o 
processo de contração muscular. Uma diminuição na sua produção 
acarreta na incapacidade de manter a função contrátil, e portanto, 
na fadiga muscular;
“TAKE-HOME MESSAGES”
Para suprir a demanda energética, o músculo esquelético se utiliza de 3
principais sistemas energéticos: o fosfagênio, o glicolítico e o oxidativo;
Cada sistema possui características singulares quanto ao local de
ocorrência na célula muscular, à capacidade e à potência de produção
energética. Obviamente, isto refletirá na predominância de um
determinado sistema de acordo com o exercício físico realizado;
Pensar sempre na duração e intensidade do exercício;
Quanto mais intenso o exercício maior a importância do carboidrato.