reumo para estudar para a prova de fisiologia do exercicio

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INTRODUÇÃO 
O lactato é um composto orgânico gerado no organismo de qualquer indivíduo. Podendo ser achado nos músculos, no sangue e em vários outros órgãos. Sendo os músculos esqueléticos responsáveis por mais de 50% do total de consumo de O2 em repouso e quase 90% durante uma atividade que necessite de esforço físico, o metabolismo efetua a produção de ATP como fonte imediata de energia. Conforme o grau da atividade muscular os músculos podem usar diversos “combustíveis” para a realização do mesmo (MACEDO, 2002). Quando em repouso podem ser utilizado ácidos graxos e corpos cetônicos, já em excesso de atividade, ocorre uma demanda tão grande para ATP que não é possível ser ofertado pela circulação sanguínea o O2 da respiração aeróbia. Na musculatura há armazenado o glicogênio e devido à falta de oferta de O2, ele é degradado até chegar a lactato pela fermentação, gerando a partir de cada glicose degradada a produção de duas moléculas de ATP. No entanto o organismo guarda pouco glicogênio, sendo este processo rapidamente limitado durante um esforço excessivo e com o acúmulo de lactato e a conseqüente redução do pH, que acontece nos músculos funcionantes, no momento da atividade no seu máximo, acaba diminuída a sua eficiência (AZEREDO, 2002). O lactato é um subproduto do metabolismo da glicose, e seu aumento no sangue demonstra uma má perfusão tecidual (hipóxia) que tem sido associado ao agravamento de pacientes principalmente em Unidades de Terapia Intensiva. Os achados clínicos e os resultados dos exames laboratoriais no momento da admissão do paciente crítico refletem os eventos fisiológicos mais recentes. Os acontecimentos nas horas seguintes à admissão geralmente são a seqüência daqueles eventos. Baseado nisso, as alterações destes parâmetros no momento da admissão, bem como na evolução dos pacientes na terapia intensiva tem sido utilizados para estabelecer a probabilidade do risco de óbito. O nível de lactato do sangue é um dos mais empregados para 
esta finalidade. Este indicador de prognóstico é importante na escolha do tratamento correto para a melhora do paciente (KOLISKI et al. 2005). A aferição dos níveis de lactato pode ser aplicada tanto em pacientes críticos, como indicador de hipoperfusão de órgãos, guia terapêutico e indicador de prognóstico, quanto para medir a intensidade de um treinamento esportivo. O valor sérico do lactato avaliado isoladamente tem pouca utilidade, mas o estudo de sua evolução ao longo do tempo em que o paciente está internado é de maior utilidade clínica (PITTARD,1999; ALBIERO, 1998).Quando o lactato sanguíneo mostra-se aumentado indica uma fadiga, que só traz prejuízo ao paciente (MURRAY, 2002). 
2- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
2.1- METABOLISMO DA GLICOSE 
As células do corpo utilizam o oxigênio combinado com os produtos de degradação dos carboidratos, das gorduras ou das proteínas para liberar energia necessária para o funcionamento celular (GUYTON & HALL, 2002). As mitocôndrias são as principais organelas responsáveis pela transformação de energia química, contida nos metabólitos citoplasmáticos, em energia facilmente utilizável pela célula (JUNQUEIRA & CARNEIRO, 1999). 
 Essas organelas são encontradas em maior quantidade onde os gastos de energia são maiores. Cerca de 90% dos carboidratos encontrados no corpo são destinados à produção de energia para manter as células em funcionamento. A glicose é o principal responsável por isso e sua metabolização ocorre na mitocôndria (GUYTON & HALL, 2002). A glicogênese é o processo de transformação da glicose em glicogênio. A glicogenólise se refere a reação de degradação do glicogênio em uma nova molécula de glicose. Já a gliconeogênese é formação da glicose a partir de proteínas e das gorduras, e pode ocorrer quando houver uma baixa nos carboidratos disponíveis no organismo (LEHNINGER; NELSON; COX,1995). 
A clivagem da glicose para produção de energia é gradativa, ocorrendo em várias etapas.A glicólise aeróbica é a primeira dessas etapas e é considerada a maneira mais importante pela qual é liberada energia da glicose. Essa reação é dividida em duas fases: preparatória e pagamento nas quais há um ganho efetivo de 2 moles de ATP e a formação de duas moléculas de piruvato (GUYTON & HALL, 2002). A próxima etapa na degradação da glicose é a conversão das duas moléculas de ácido pirúvico em duas moléculas de acetil-CoA. Nessa fase, não é liberado ATP, mas quatro átomos de hidrogênio são liberados para posterior formação de 6 moléculas de ATP (GUYTON & HALL, 2002). Na etapa conhecida como ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico, na qual a porção de acetil-CoA é degradada em dióxido de carbono e átomos de hidrogênio, são geradas mais 2 moléculas de ATP (GUYTON & HALL, 2002). A fase seguinte, fosforilação oxidativa, é responsável por quase 90% da quantidade de ATP gerado por cada molécula de glicose. Essa reação é responsável pela oxidação dos átomos de hidrogênios produzidos nas fases anteriores para a formação de ATP. São liberados 24 átomos de hidrogênio, dos quais 20 são convertidos, liberando 3 moléculas de ATP para cada 2 átomos de hidrogênio, totalizando 30 moléculas de ATP (GUYTON & HALL, 2002). 
Os quatro átomos de hidrogênio restantes são convertidos posteriormente em duas moléculas de ATP por átomo de hidrogênio. O somatório de todas as moléculas de ATP formadas pode chegar ao número máximo de 38 moléculas por glicose degradada a dióxido de carbono e água (GUYTON & HALL, 2002). 
 2.2 – O LACTATO 2.2.1 – Definição 
O lactato é um composto orgânico resultante do metabolismo de carboidratos, produzido em anaerobiose para ser utilizado como fonte de energia adicional para o corpo (ALBIERO, 1998). Sendo definido por LOPES (1999) como um produto final da glicólise anaeróbica que ocorre em tecidos hipóxicos, que completa dizendo que tecidos bem oxigenados podem, em certas condições,gerar lactato. 
2.2.2 – O metabolismo normal do lactato 
O lactato é o produto do metabolismo de carboidratos e pode ser encontrado na musculatura, no sangue e em vários órgãos, sendo produzido normalmente pelos músculos esqueléticos, intestino, cérebro e eritrócitos. O fígado e uma pequena porção dos rins são responsáveis pelo seu metabolismo (SILVA et al., 2001; NEL, 2005; ALBIERO, 1998). Segundo RABELO & CROWE (2005) e SWENSON & REECE (1996), a fonte de lactato no corpo é a quebra de carboidratos, mais especificamente da glicose. A glicose, por sua vez, pode ser armazenada no fígado e nos tecidos musculares sob forma de glicogênio conforme GUYTON & HALL (2002). A quebra do glicogênio resulta na formação do piruvato, que poderá seguir cinco caminhos diferentes: lipogênese, oxidação via ciclo de Krebs, formação de alanina, gliconeogênese ou pode ser convertido em lactato (SWENSON & REECE, 1996; NEL,2005; ALBIERO, 1998). 
Os tecidos tentam utilizar o piruvato como energia aeróbia, mas, quando as células não são capazes de utilizar toda a quantidade produzida, ele se transforma quimicamente em lactato (ALBIERO, 1998). Por sua vez, o lactato formado em outros tecidos, poderá ser utilizado pelo fígado como substrato na própria gliconeogênese, resultando na formação da glicose, que será utilizada pelos tecidos. É importante afirmar que essa reação só acontecerá se o oxigênio estiver disponível(NEL 2005).Nessa reação, segundo SILVA et al. (2001), o lactato gerado pelos tecidos pode ser captado pelo fígado e reconvertido em glicose (via gliconeogênese) ou pode ser utilizado como substrato primário como fonte de energia (anaeróbica). 
Ciclo de Cori 
O aumento do nível de lactato sérico é denominado hiperlactatemia e pode ser um fenômeno temporário que ocorre após o exercício, quando a utilização do lactato é adequada para normalizar a substância na circulação durante o período de recuperação da atividade muscular ou pode ser um evento mais duradouro, nos casos de doença grave (SIMÕES et al., 1999; NEL, 2005). O excesso de lactato no sangue é uma indicação de que o sistema aeróbio não está sendo capaz de suprir a demandade energia requerida para 
completar a atividade, sendo necessária a utilização de mecanismos compensatórios (glicólise anaeróbica). 
 Energia sob a forma de ATP
Cada vez que ocorre a desmontagem da molécula de glicose, a energia não é simplesmente liberada para o meio. A energia é transferida para outras moléculas (chamadas de ATP - Adenosina Trifosfato), que servirão de reservatórios temporários de energia, “bateriazinhas” que poderão liberar “pílulas” de energia nos locais onde estiverem.
No citoplasma das células é comum a existência de uma substância solúvel conhecida como adenosina difosfato, ADP. É comum também a existência de radicais solúveis livres de fosfato inorgânico (que vamos simbolizar por Pi), ânions monovalentes do ácido orto-fosfórico. Cada vez que ocorre a liberção de energia na respiração aeróbica, essa energia liga o fosfato inorgânico (Pi) ao ADP, gerando ATP. Como o ATP também é solúvel ele se difunde por toda a célula.
A ligação do ADP com o fosfato é reversível. Então, toda vez que é necessário energia para a realização de qualquer trabalho na célula, ocorre a conversão de algumas moléculas de ATP em ADP + Pi e a energia liberada é utilizada pela célula. A recarga dos ADP ocorre toda vez que há liberação de energia na desmontagem da glicose, o que ocorre na respiração aeróbia ou na fermentação.
A estrutura do ATP
O ATP é um composto derivado de nucleotídeo em que a adenina é a base e o açúcar é a ribose. O conjunto adenina mais ribose é chamado de adenosina. A união de adenosina com três radicais fosfato leva ao composto adenosina trifosfato, ATP. As ligações que mantêm o segundo e o terceiro radicais fosfato presos no ATP são altamente energéticas (liberam cerca de 7 Kcal/mol de substância).
Assim, cada vez que o terceiro fosfato se desliga do conjunto, ocorre a liberação de energia que o mantinha unido ao ATP. É esta energia que é utilizada quando andamos, falamos, pensamos ou realizamos qualquer trabalho celular.
Fermentação
Liberação de energia através da fermentação
A fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem a participação do oxigênio(processo anaeróbio). A fermentação compreende um conjunto de reações enzimaticamente controladas, através das quais uma molécula orgânica é degradada em compostos mais simples, liberando energia. A glicose é uma das substâncias mais empregadas pelos microorganismos como ponto de partida na fermentação.
	É importante perceber que as reações químicas da fermentação são equivalentes às da glicólise. A desmontagem da glicose é parcial, são produzidos resíduos de tamanho molecular maior que os produzidos na respiração e o rendimento em ATP é pequeno
 
Glicólise
Na glicólise, cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas.
O hidrogênio combina-se com moléculas transportadores de hidrogênio (NAD), formando NADH + H+, ou seja NADH2.
Fermentação láctica no homem!
	Você já deve ter ouvido que é comum a produção de ácido lático nos músculos de uma pessoa, em ocasiões que há esforço muscular exagerado. A quantidade de oxigênio que as células musculares recebem para a respiração aeróbia é insuficiente para a liberação da energia necessária para a atividade muscular intensa.
Nessas condições, ao mesmo tempo em que as células musculares continuam respirando, elas começam a fermentar uma parte da glicose, na tentativa de liberar energia extra.
O ácido láctico acumula-se no interior da fibra muscular produzindo dores, cansaço e cãibras.
Depois, uma parte desse ácido é conduzida pela corrente sanguínea ao fígado onde é convertido em ácido pirúvico.
	
	
Respiração aeróbica
Os processos fermentativos levam a formação de moléculas orgânicas pequenas, mas ainda capazes de liberar energia. Por exemplo, o álcool etílico, um dos produtos da fermentação da glicose, contêm quantidades razoáveis de energia liberáveis, tanto que é utilizado como combustível.
	A respiração aeróbia consiste em levar adiante o processo de degradação das moléculas orgânicas, reduzindo-as as moléculas praticamente sem energia liberável. Os produtos da degradação inicial da molécula orgânica são combinados com o oxigênio do ar e transformados em gás carbônico e água.
O rendimento energético da respiração aeróbica
O processo de respiração aeróbica, é muito mais eficiente que a da fermentação: para cada molécula de glicose degradada, são produzida na respiração, 38 moléculas de ATP, a partir de 38 moléculas de ADP e 38 grupos de fosfatos. Na fermentação, apenas duas moléculas de ATP são produzidas para cada molécula de glicose utilizada. A eficiência da respiração em termos energéticos é, portanto, dezenove vezes maior do que a da fermentação.
A respiração aeróbica é um processo muito mais complexo que a fermentação. São necessários cerca de 60 passos metabólicos a mais, além dos nove que compõe a glicólise, para que uma molécula de glicose seja totalmente degradada a CO2 e H2O, em presença de O2.
Etapas da respiração aeróbica
A degradação da glicose na respiração celular se dá em três etapas fundamentais: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiração. A glicólise ocorre no hialoplasma da célula, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem no interior das mitocôndrias.
Ciclo do Ácido Cítrico ou de Krebs
 
Oxidação do Ácido Pirúvico
As moléculas de ácido pirúvico resultantes da degradação da glicose penetram no interior das mitocôndrias, onde ocorrerá a respiração propriamente dita. Cada ácido pirúvico reage com uma molécula da substância conhecida como coenzima A, originando três tipos de produtos: acetil-coenzima A, gás carbônico e hidrogênios.
O CO2 é liberado e os hidrogênios são capturados por uma molécula de NADH2 formadas nessa reação. Estas participarão, como veremos mais tarde, da cadeia respiratória.
Em seguida, cada molécula de acetil-CoA reage com uma molécula de ácido oxalacético, resultando em citrato (ácido cítrico) e coenzima A, conforme mostra a equação abaixo:
                1 acetil-CoA + 1 ácido oxalacético         1 ácido cítrico + 1 CoA
                  (2 carbonos)         (4 carbonos)                         (6 carbonos)
Analisando a participação da coenzima A na reação acima, vemos que ela reaparece intacta no final. Tudo se passa, portanto, como se a CoA tivesse contribuído para anexar um grupo acetil ao ácido oxalacético, sintetizando o ácido cítrico.
Cada ácido cítrico passará, em seguida, por uma via metabólica cíclica, denominada ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs, durante o qual se transforma sucessivamente em outros compostos.
Analisando em conjunto as reações do ciclo de Krebs, percebemos que tudo se passa como se as porções correspondentes ao grupo acetil, anteriormente transferidas pela CoA, fossem expelidas de cada citrato, na forma de duas moléculas de CO2 e quatro hidrogênios. Um citrato, sem os átomos expelidos, transforma-se novamente em ácido oxalacético.
Os oito hidrogênios liberados no ciclo de Krebs reagem com duas substâncias aceptoras de hidrogênio, o NAD e o FAD, que os conduzirão até as cadeias respiratórias, onde fornecerão energia para a síntese de ATP. No próprio ciclo ocorre, para cada acetil que reage, a formação de uma molécula de ATP.
Cadeia respiratória e liberação de energia
O destino dos hidrogênios liberados na glicólise e no ciclo de Krebs é um ponto crucial no processo de obtenção de energia na respiração aeróbica.
Como vimos, foram liberados quatro hidrogênios durante a glicólise, que foram capturados por duas moléculas de NADH2. Na reação de cada ácido pirúvico com a coenzima A formam-se mais duas moléculas de NADH2. No ciclo de Krebs, dos oito hidrogênios liberados, seis se combinam com três moléculas de NAD, formando três moléculas de NADH2, e dois se combinam com um outro aceptor, o FAD, formando uma molécula de FADH2.
Através de sofisticados métodos de rastreamento de substâncias, os bioquímicos demonstraram que os hidrogênios liberados na degradaçãodas moléculas orgânicas e capturados pelos aceptores acabam por se combinar com átomos de oxigênio provenientes do O2 atmosférico. Dessa combinação resultam moléculas de água.
Antes de reagirem como o O2, porém, os hidrogênios, percorrem uma longa e complexa trajetória, na qual se combinam sucessivamente com diversas substâncias aceptoras intermediárias. Ao final dessa trajetória, os hidrogênios se encontram seus parceiros definitivos, os átomos de oxigênio do O2. Esse conjunto de substâncias transportadoras de hidrogênio constitui a cadeia respiratória.
Se os hidrogênios liberados na degradação das moléculas orgânicas se combinassem direta e imediatamente com o O2, haveria desprendidamente de enorme quantidade de energia em forma de calor, impossível de ser utilizada. Para contornar esse problema, as células utilizam um mecanismo bioquímico que permite a liberação gradual de energia. Tudo se passa como os hidrogênios descessem uma escada, perdendo energia a cada degrau. Liberada em pequenas quantidades, a energia pode ser, então, utilizada na síntese de moléculas de ATP, a partir de ADP e fosfatos.
 
Aceptores de hidrogênio da cadeia respiratória
As moléculas de NAD, de FAD e de citocromos que participam da cadeia respiratória captam hidrogênios e os transferem, através de reações que liberam energia, para um aceptor seguinte. Os aceptores de hidrogênio que fazem parte da cadeia respiratória estão dispostos em sequência na parede interna da mitocôndria.
O ultimo aceptor de hidrogênios na cadeia respiratória é a formação de moléculas de ATP, processo chamado de fosforilação oxidativa. Cada molécula de NADH2 que inicia a cadeia respiratória leva à formação de três moléculas de ATP a partir de três moléculas de ADP e três grupos fosfatos como pode ser visto na equação a seguir:
1 NADH2 + ½ O2 + 3 ADP + 3P      1 H2O + 3 ATP + 1 NAD
 
Já a FADH2 formado no ciclo de Krebs leva à formação de apenas 2 ATP.
1 FADH2 + ½ O2 + 2 ADP + 2P      1 H2O + 2 ATP + 1 FAD
A importância metabólica do ciclo de Krebs
 
Ao estudarmos a respiração aeróbica, partimos de moléculas de glicose. Outras substâncias, porém, como proteínas e gorduras, também podem servir de combustível energético. Depois de devidamente transformadas, essas substâncias produzem moléculas de acetil, o combustível básico do ciclo de Krebs.
O ciclo de Krebs é a etapa da respiração em que a acetil-CoA oriunda das moléculas alimentares é “desmontada” em CO2 e H2O, e a energia produzida é usada na síntese de ATP.
Porém o ciclo de Krebs não participa apenas do metabolismo energético: à medida que as diversas substâncias do ciclo vão se formando, parte delas pode ser “desviada”, indo servir de matéria-prima para a síntese de substâncias orgânicas (anabolismo).
Por exemplo, uma parte das substâncias usadas pelas células para produzir aminoácidos, nucleotídeos e gorduras provém do ciclo de Krebs.
Bioenergética do exercício
Introdução
O exercício é uma atividade ativa, portanto, demanda muita energia. A quantidade de ATP de reserva que se tem no organismo é muito pequena: só é capaz de ser utilizada em contrações que duram, no máximo, 3 segundos. Então, o organismo desenvolveu, ao longo dos milênios, a capacidade de ressintetizar o ATP .
A musculatura esquelética possui um sistema muito eficiente (de, aproximadamente, 20%) de transferência de energia química, do ATP, em energia mecânica, dos movimentos. A energia que obtemos para ressintetizar ATP vem dos alimentos.
Há 3 vias de ressíntese de ATP: anaeróbica , que pode ser alática (não tendo ácido lático como produto final) ou lática (ácido lático como produto final); eaeróbica (reações que dependem do oxigênio).
O processo bioquímico que deflagra esses mecanismos é a baixa do ATP de reserva , estimulando a ressíntese. Todas as vias de ressíntese de ATP são estimuladas simultaneamente; o que determina qual delas irá participar mais é a intensidade e duração de determinado exercício, pois cada uma dessas vias possui características bioquímicas diferentes.
O ponto mais importante desse tema é a mensagem de que a prática de exercícios físicos é a medida de maior impacto em saúde pública, na melhoria da qualidade de vida e sobrevida, a mais barata e com maiores evidências .
A via anaeróbica alática
O processo pelo qual há liberação de energia para ressíntese, através da via anaeróbica alática, é a hidrólise da creatina-fosfato , uma molécula existente no músculo esquelético, que se constitui em uma creatina ligada a um radical fosfatídico de alta energia. A hidrólise da molécula libera energia, que é utilizada na contração muscular; não é usado o oxigênio e não se forma ácido lático. Esta via está envolvida em exercícios rápidos ou situações de transição imediata.
Um exemplo cotidiano de exercício anaeróbico alático é atividade de curta duração: dar uma corrida rápida para pegar um ônibus, subir um lance de escada ,carregar um objeto por uma distância curta. Demora cerca de 8 a 10 segundos, 3 vezes a mais do que o ATP de reserva suporta (cerca de 3 segundos). Quanto mais prolongado, mais aeróbico é o exercício; depois de 2 minutos, a via aeróbica começa a se tornar prioritária.
A via anaeróbica lática
A via anaeróbica lática é a aceleração específica da via glicolítica, com liberação de ácido lático , que é a molécula de piruvato modificada. A vantagem da via lática é ser mais potente, mas possui como desvantagem a produção de ácido lático, após alguns segundos. Há mecanismos que inibem a via glicolítica, como a acidose intramuscular. O lactato é reaproveitado pelo organismo; entretanto, o H + livre no músculo provoca acidose muscular, causando dor e queimação. A acidose também inibe a ligação entre o cálcio e a tropomiosina, ou seja, há inibição do próprio mecanismo de contração . A duração é intermediária : mais de 10 segundos e menos de 2 minutos; para durar mais de 2 minutos, deve-se baixar a intensidade, passando a ser aeróbico.
A subida de alguns lances de escada pode ser considerada como uma atividade que demanda a via anaeróbica lática.
A via aeróbica
A via aeróbica envolve a via glicolítica, formando ácido pirúvico que passa pela mitocôndria, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. O oxigênio chega como aceptor final de elétrons para formar água. A molécula de glicose é quebrada na via glicolítica, formando 2 moléculas de piruvato, com 3 carbonos. No final, a molécula de glicose libera água e CO 2 , lembrando uma reação inversa de fotossíntese.
A desvantagem da via aeróbica é a sua lentidão, sendo dependente de várias enzimas, de oxigênio e da passagem de piruvato para dentro da mitocôndria. Para funcionar efetivamente, demora de 1 a 2 minutos. Os exercícios tipicamente aeróbicos são de longa duração e intensidade moderada. Uma corrida oupedalada longas podem ser consideradas como exercícios aeróbicos.