Metabolismo do Músculo

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1 Ester Ratti ATM 25 
Metabolismo do Músculo 
MARKS CAP. 47 
TIPOS DE CÉLULAS MUSCULARES: 
➢ Lisa 
➢ Cardíaca 
➢ Esquelética 
 
❖ As células musculares esqueléticas 
podem ser divididas em fibras do tipo I e do 
tipo II. As do tipo I são fibras de contração 
lenta que utilizam principalmente o 
metabolismo oxidativo para obter energia, 
enquanto as fibras do tipo II (de contração 
rápida) usam a glicólise como a principal 
rota geradora de energia. 
 
Os músculos são uma mistura dos diferentes 
tipos de fibras, mas, dependendo da sua 
função, um músculo pode ter uma 
preponderância de um tipo de fibra sobre 
outro. As fibras do tipo I são encontradas nos 
músculos posturais, como o psoas da 
musculatura das costas e o soleus da perna. A 
porcentagem do tipo I para o tipo II irá variar 
de acordo com o músculo em questão. O 
tríceps, que funciona de forma fásica, tem 
32,6% de fibras do tipo I, enquanto o soleus, 
que funciona de forma tônica, tem 87,7% 
desse tipo de fibra. As fibras do tipo II são mais 
prevalentes nos músculos grandes dos 
membros que são responsáveis pelos 
movimentos repentinos e de força. Os 
músculos extra-oculares também teriam mais 
desse tipo do que do tipo I. 
SINAIS NEURONAIS PARA O MÚSCULO/ 
RESUMO DO MECANISMO BÁSICO DA 
CONTRAÇÃO 
Quando estimulada de forma apropriada, a 
célula nervosa libera acetilcolina nessa junção 
neuromuscular, que se liga aos receptores de 
acetilcolina na membrana muscular. 
 
 Essa ligação estimula a abertura de canais de 
sódio do sarcolema. O influxo maciço de íons 
sódio resulta na geração do potencial de ação 
no sarcolema nas proximidades da placa 
motora na junção neuromuscular. O potencial 
de ação se espalha através da superfície da 
fibra muscular e, pelos túbulos transversos, 
atinge o retículo sarcoplasmático, onde inicia a 
liberação de cálcio do seu lúmen via receptor 
de rianodina. 
 
2 Ester Ratti ATM 25 
 
Os íons cálcio se ligam à troponina, 
provocando uma mudança conformacional nos 
complexos troponina-tropomiosina de tal 
forma que eles se afastam dos sítios de ligação 
de miosina na actina. Quando esses sítios de 
ligação ficam disponíveis, a cabeça da miosina 
se liga ao sítio de ligação de miosina na actina. 
A ligação é seguida por uma mudança 
conformacional na cabeça da miosina, o que 
encurta o sarcômero. 
Após o giro, o ATP se liga à cabeça da miosina, 
que se solta da actina e fi ca disponível para se 
ligar a um outro sítio de ligação de miosina na 
actina. Enquanto íons cálcio e ATP estiverem 
disponíveis, a cabeça da miosina irá repetir 
esse ciclo de ligação, giro e desligamento. Esse 
movimento requer ATPs e, quando os níveis de 
ATP estão baixos (como ocorre durante a 
isquemia), a habilidade do músculo para se 
relaxar ou se contrair fica comprometida. 
Quando os canais de liberação de cálcio se 
fecham, o cálcio é bombeado de volta para o 
retículo sarcoplasmático contra seu gradiente 
de concentração, usando a proteína SERCA e a 
contração cessa. 
Em todos os tipos de músculo, a contração 
ocorre pelo sistema de filamentos de 
actina/miosina deslizantes, que é regulado 
pelas oscilações nos níveis intracelulares de 
cálcio. Esse processo básico ocorre em todos 
os tipos de células musculares, com algumas 
pequenas variações (no músculo liso e 
cardíaco). 
 
FUNÇÕES DO ATP NA CONTRAÇÃO MUSCULAR: 
➢ Sua hidrolise por uma ATPase ativa a 
cabeça da miosina de forma que possa 
se ligar à actina 
➢ Sua ligação com a miosina promove o 
desacoplamento da actina após o 
movimento de força 
➢ Ativa as bombas que transportam 
cálcio do citosol de volta ao reticulo 
sarcoplamático 
A GLICÓLISE E O METABOLISMO DE ÁCIDOS 
GRAXOS NAS CÉLULAS MUSCULARES 
A fosfofrutoquinase-2 (PFK-2) é regulada 
negativamente por fosforilação no fígado (a 
enzima que catalisa a fosforilação é a proteína-
quinase dependente de monofosfato de 
adenosina cíclico [AMPc]). Entretanto, no 
músculo esquelético, a PFK-2 não é regulada 
por fosforilação. Isso ocorre porque a 
isoenzima da PFK-2 do músculo esquelético 
não possui o resíduo de serina regulatório que 
é fosforilado no fígado. 
 
3 Ester Ratti ATM 25 
Entretanto, a isoenzima cardíaca da PFK-2 é 
fosforilada e ativada por uma cascata de 
quinases iniciada por insulina. Isso permite ao 
coração ativar a glicólise e utilizar a glicose 
sangüínea quando os níveis de glicose estão 
elevados. 
A captação de ácidos graxos pelo músculo 
requer a participação de proteínas ligadoras de 
ácidos graxos e das enzimas usuais da oxidação 
dos ácidos graxos. A captação de acil-CoA pela 
mitocôndria é controlada pela malonil-CoA, 
que é produzida por uma isoenzima da acetil-
CoA-carboxilase (ACC-2; a isoenzima ACC-1 é 
encontrada no fígado e no tecido adiposo e é 
usada para a biossíntese de ácidos graxos). A 
ACC-2 é inibida por fosforilação pela proteína-
quinase AMP-ativada (AMP-PK, do inglês AMP-
activated protein kinase) de tal forma que, 
quando os níveis energéticos estão baixos, os 
níveis de malonil-CoA diminuirão, permitindo a 
oxidação de ácidos graxos pela mitocôndria. 
Além disso, as células musculares também 
contêm a enzima malonil-CoA-descarboxilase, 
que é ativada por fosforilação pela AMP-PK. A 
malonil- CoA-descarboxilase converte malonil-
CoA em acetil-CoA, aliviando, assim, a inibição 
da carnitina-palmitoiltransferase I (CPT-I) e 
estimulando a oxidação de ácidos graxos. As 
células musculares não sintetizam ácidos 
graxos; a presença de acetil- CoA-carboxilase 
no músculo é exclusivamente por motivos 
regulatórios 
 
 
 
 
UTILIZAÇÃO DE SUBSTRATOS ENERGÉTICOS 
NO MÚSCULO CARDÍACO 
CONDIÇÕES NORMAIS 
➢ Oxidação de ácidos graxos 60 a 80% 
➢ Glicólise aeróbica 20 a 40% 
➢ Lactato (glicólise anaeróbica)- 
quantidade mínima 
Noventa e oito por cento do ATP cardíaco são 
gerados de maneira oxidativa; 2% são 
derivados da glicólise. 
O lactato utilizado pelo coração é captado por 
um transportador de monocarboxilatos na 
membrana celular que também é utilizado 
para o transporte de corpos cetônicos. 
Entretanto, os corpos cetônicos não são 
substratos energéticos preferenciais para o 
coração, pois esse prefere utilizar ácidos 
graxos. 
O lactato é gerado pelas células vermelhas do 
sangue e pelo músculo esquelético em 
funcionamento. Quando o lactato é utilizado 
pelo coração, é oxidado a dióxido de carbono e 
água, seguindo a rota de lactato a piruvato, de 
piruvato a acetil-CoA, oxidação de acetil-CoA 
no ciclo do TCA e síntese de ATP pela 
fosforilação oxidativa. Um destino alternativo 
do lactato é sua utilização nas reações do ciclo 
de Cori no fígado. 
O transporte de glicose para o interior do 
cardiomiócito ocorre pelos transportadores 
GLUT1 e GLUT4, embora cerca de 90% dos 
transportadores sejam GLUT4. A insulina 
estimula o aumento do número de 
transportadores GLUT4 na membrana da 
célula cardíaca, da mesma forma que a 
isquemia miocárdica. Esse aumento no 
número de transportadores GLUT4 induzido 
pela isquemia é aditivo ao efeito da insulina 
sobre a translocação de transportadores 
GLUT4 para a membrana plasmática. 
 
4 Ester Ratti ATM 25 
A captação de ácidos graxos para o interior do 
músculo cardíaco é semelhante àquela de 
outros tipos de células musculares e requer 
proteínas ligadoras de ácidos graxos e 
carnitina-palmitoiltransferase I para a 
transferência para dentro da mitocôndria. A 
oxidação de ácidos graxos nas células 
musculares cardíacas é regulada pela alteração 
das atividades da ACC-2 e da malonil-CoA-
descarboxilase. 
CONDIÇÕES ISQUÊMICAS 
Quando o fluxo de sangue para o coração é 
interrompido, o coração altera o metabolismo 
para o anaeróbico. A velocidade da glicólise 
aumenta, mas o acúmulo de prótons (pela 
formação de lactato) é prejudicial para o 
coração. 
A isquemia também aumenta os níveis de 
ácidos graxos livresno sangue, e, de forma 
surpreendente, quando o oxigênio é 
reintroduzido no coração, a alta velocidade de 
oxidação de ácidos graxos é prejudicial à 
recuperação das células cardíacas danificadas. 
A oxidação de ácidos graxos ocorre de forma 
tão rápida que o NADH acumula na 
mitocôndria, levando à redução da atividade 
da lançadeira de NADH, ao aumento dos níveis 
de NADH citoplasmático e à formação de 
lactato, o que gera mais prótons. Além disso, a 
oxidação de ácidos graxos aumenta os níveis 
de acetil-CoA mitocondriais, os quais inibem a 
piruvatodesidrogenase, levando ao acúmulo 
de piruvato citoplasmático e à produção de 
lactato. 
Conforme a produção de lactato aumenta, o 
pH intracelular do coração diminui, e é mais 
difícil manter os gradientes iônicos através do 
sarcolema. A hidrólise do ATP é necessária 
para reparar esses gradientes, os quais são 
essenciais para a função cardíaca. Entretanto, 
a utilização de ATP para reparar esses 
gradientes reduz a quantidade de ATP 
disponível para o coração utilizar na contração, 
o que, por sua vez, compromete a habilidade 
do coração de se recuperar do evento 
isquêmico. 
UTILIZAÇÃO DE SUBSTRATO ENERGÉTICO 
NO MÚSCULO ESQUELÉTICO 
Os músculos esqueléticos utilizam muitos 
substratos energéticos para gerar ATP. 
A fonte imediata mais abundante de ATP é o 
fosfato de creatina. 
O ATP também pode ser gerado a partir dos 
estoques de glicogênio tanto anaeróbica 
(gerando lactato) quanto aerobicamente, e, 
nesse caso, o piruvato é convertido em acetil-
CoA para a oxidação pelo ciclo do TCA. 
Todos os músculos esqueléticos possuem 
mitocôndrias e, portanto, são capazes de 
oxidar ácidos graxos e corpos cetônicos. 
Os músculos esqueléticos também são capazes 
de oxidar completamente os esqueletos de 
carbono de alanina, aspartato, glutamato, 
valina, leucina e isoleucina, mas não de outros 
aminoácidos. 
ATP E CREATINA-FOSFATO 
O ATP não é uma boa escolha de molécula 
para armazenar em quantidades como reserva 
de energia. Muitas reações são ativadas ou 
inibidas de forma alostérica pelos níveis de 
ATP, especialmente aquelas que geram 
energia. As células musculares resolvem esse 
problema armazenando ligações fosfato de 
alta energia na forma de fosfato de creatina. 
Quando há necessidade de energia, o fosfato 
de creatina irá doar um fosfato para o ADP 
para regenerar ATP para a contração muscular. 
A síntese de creatina começa no rim e é 
completada no fígado. No rim, glicina se 
combina com arginina para formar 
guanidinoacetato. O guanidinoacetato, então, 
 
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vai para o fígado, onde é metilado pela S-
adenosilmetionina para formar creatina 
A creatina formada é liberada pelo fígado e vai 
pela corrente sangüínea para os outros 
tecidos, particularmente o músculo 
esquelético, o coração e o cérebro, onde ela 
reage com o ATP para formar o composto de 
alta energia fosfato de creatina . Essa reação, 
catalisada pela creatina-fosfoquinase (CK), é 
reversível. Portanto, as células podem utilizar 
fosfato de creatina para regenerar ATP. 
O fosfato de creatina serve como um pequeno 
reservatório de fosfato de alta energia que 
pode prontamente regenerar ATP a partir de 
ADP. Como resultado, ele exerce um papel 
particularmente importante no músculo 
durante o exercício. Ele também carrega 
fosfato de alta energia da mitocôndria, onde o 
ATP é sintetizado, para os filamentos de 
miosina, onde o ATP é utilizado para a 
contração muscular. 
O fosfato de creatina é um composto instável. 
Ele cicliza espontaneamente, formando 
creatinina. A creatinina não pode ser 
metabolizada e é excretada na urina. A 
quantidade de creatinina excretada por dia é 
constante e depende da massa muscular 
corporal. Portanto, ela pode ser usada como 
um padrão para determinar a quantidade de 
outros compostos excretados na urina, bem 
como um indicador da função excretória renal. 
 
 
 
UTILIZAÇÃO DE SUBSTRATO ENERGÉTICO NO 
REPOUSO 
Depende dos níveis séricos de glicose, 
aminoácidos e ácidos graxos. Se a glicose e os 
aminoácidos sanguíneos estão elevados, a 
glicose será convertida em glicogênio, e o 
metabolismo dos aminoácidos de cadeia 
ramificada estará alto. 
Os ácidos graxos serão utilizados para a 
produção de acetil-CoA e irão satisfazer as 
necessidades energéticas do músculo sob 
essas condições. 
Existe um balanço entre a oxidação de glicose 
e a de ácidos graxos que é regulado por 
citrato. Quando a célula muscular tem 
quantidades adequadas de energia, o citrato 
deixa a mitocôndria e ativa a ACC-2, que 
produz malonil-CoA. A malonil-CoA inibe a 
carnitina-palmitoiltransferase I, reduzindo, 
assim, a oxidação de ácidos graxos pelo 
músculo. A malonil-CoA-descarboxilase 
 
6 Ester Ratti ATM 25 
também está inativa, pois a AMP-PK não é 
ativa no estado alimentado. Assim, o músculo 
regula a oxidação de glicose e de ácidos 
graxos, em parte, pelo monitoramento dos 
níveis de citrato citoplasmático. 
UTILIZAÇÃO DE SUBSTRATO ENERGÉTICO 
DURANTE O JEJUM 
Com a queda dos níveis de glicose sanguínea, 
os níveis de insulina diminuem. Isso reduz os 
níveis de transportadores GLUT4 na 
membrana do músculo, e a utilização de 
glicose pelo músculo diminui de forma 
significativa. Isso poupa glicose para ser 
utilizada pelo sistema nervoso e pelas células 
vermelhas do sangue. 
No músculo cardíaco, a PFK-2 é fosforilada e 
ativada pela insulina. Da mesma forma, a falta 
de insulina resulta em utilização reduzida de 
glicose por essas células. A piruvato-
desidrogenase é inibida por altos níveis de 
acetil-CoA e NADH produzidos pela oxidação 
de ácidos graxos. 
Os ácidos graxos se tornam o substrato 
energético preferencial do músculo sob 
condições de jejum. A AMP-PK está ativa 
devido ao fato de os níveis de ATP estarem 
abaixo do normal, a ACC-2 estar inibida e a 
malonil-CoA-descarboxilase estar ativada, 
sustentando, assim, a atividade plena da CPT-I. 
A falta de glicose reduz a velocidade glicolítica, 
e a síntese de glicogênio não ocorre devido à 
inativação da glicogênio-sintase pela 
fosforilação estimulada por adrenalina. 
UTILIZAÇÃO DE SUBSTRATO ENERGÉTICO 
ADURANTE O EXERCÍCIO 
As rotas de oxidação de substratos energéticos 
devem ser rapidamente ativadas durante o 
exercício para responder a uma demanda 
muito maior de ATP. 
O ATP e o fosfato de creatina podem ser 
esgotados rapidamente se não forem 
continuamente regenerados. 
A síntese de ATP ocorre pela glicólise (aeróbica 
ou anaeróbica) e pela fosforilação oxidativa 
(que requer o suprimento constante de 
oxigênio). 
A glicólise anaeróbica é especialmente 
importante como fonte de ATP em três 
condições: 
➢ Durante o período inicial do exercício, 
antes do aumento do fluxo sanguíneo 
estimulado pelo exercício e do começo 
da oferta de substratos e oxigênio, 
permitindo que o processo aeróbico 
ocorra. 
➢ No exercício realizado por músculos 
contendo predominantemente fibras 
musculares glicolíticas de contração 
rápida, pois essas fibras possuem baixa 
capacidade oxidativa e geram a maioria 
do seu ATP pela glicólise 
➢ Durante a atividade extenuante, 
quando a necessidade de ATP excede a 
capacidade oxidativa do tecido e a 
demanda aumentada de ATP é 
satisfeita pela glicólise anaeróbica. 
1. GLICÓLISE ANAERÓBICA NO INÍCIO DO 
EXERCÍCIO 
Durante o repouso, a maioria do ATP é obtida 
do metabolismo aeróbico. Entretanto, assim 
que o exercício começa, a demanda de ATP 
aumenta. Se não fosse regenerada, a 
quantidade de ATP presente no músculo 
esquelético poderia sustentar o exercício por 
apenas 1,2 segundo, e a de fosfocreatina, por 
apenas 9 segundos. O suprimento de sangue 
para o músculo em exercício demora mais de 1 
minuto para aumentar de forma significativa 
devido à vasodilatação, e, portanto, o 
metabolismo oxidativo da glicose e de ácidos 
graxos vindosdo sangue não pode aumentar 
 
7 Ester Ratti ATM 25 
rapidamente no início do exercício. Assim, nos 
primeiros minutos do exercício, a conversão 
de glicogênio em lactato fornece uma porção 
considerável do requerimento de ATP. 
2. GLICÓLISE ANAERÓBICA NA FIBRA 
GLICOLÍTICA DE CONTRAÇÃO RÁPIDA TIPO IIB 
Em músculos com grande quantidade desse 
tipo de fibra, a capacidade glicolítica é alta, 
pois as enzimas da glicólise estão presentes 
em grandes quantidades. Os níveis de 
hexoquinase, entretanto, são baixos, e, assim, 
pouca glicose circulante é utilizada. 
Os níveis baixos de hexoquinase nas fibras 
glicolíticas de contração rápida previnem que o 
músculo drene a glicose sangüínea para 
satisfazer sua alta demanda por ATP, evitando, 
assim, a hipoglicemia. A glicose-6-fosfato, 
formada a partir da glicogenólise, inibe ainda 
mais a hexoquinase. Os tecidos contam com os 
estoques de substratos energéticos endógenos 
(glicogênio e fosfato de creatina) para gerar 
ATP, seguindo a rota da degradação do 
glicogênio a glicose-1-fosfato, a conversão da 
glicose-1-fosfato em glicose-6-fosfato e o 
metabolismo da glicose-6-fosfato a lactato. 
Assim, a glicólise anaeróbica é a principal fonte 
de ATP durante o exercício nessas fibras 
musculares. 
Na inanição prolongada, a proteólise muscular 
está induzida para fornecer substratos para a 
gliconeogênese no fígado. Entretanto, isso não 
altera a utilização de ácidos graxos pelo 
músculo para suas próprias necessidades 
energéticas sob essas condições. 
3. GLICÓLISE ANAERÓBICA A PARTIR DE 
GLICOGÊNIO 
A glicogenólise e a glicólise durante o exercício 
são ativadas conjuntamente, pois tanto a PFK- 
1 quanto a glicogênio-fosforilase b (a forma 
inibida da glicogênio-fosforilase) são 
alostericamente ativadas por AMP. 
O AMP é um ativador ideal, pois sua 
concentração normalmente é mantida baixa 
pelo equilíbrio da adenilato-quinase [2 ADP « 
AMP + ATP]. Assim, sempre que os níveis de 
ATP diminuem levemente, a concentração de 
AMP aumenta muitas vezes. 
Começando com uma molécula de glicose-6-
fosfato derivada da glicogenólise, três 
moléculas de ATP são produzidas na glicólise 
anaeróbica comparadas com 32 a 34 na 
glicólise aeróbica. Para compensar a baixa 
produção de ATP da glicólise anaeróbica, as 
fibras glicolíticas, de contração rápida 
possuem um conteúdo muito maior de 
enzimas glicolíticas e a velocidade de 
utilização da glicose-6-fosfato é mais de 12 
vezes mais rápida do que nas fibras de 
contração lenta. 
A fadiga muscular durante o exercício em geral 
resulta da diminuição do pH do tecido para 
cerca de 6,4. O metabolismo aeróbico, assim 
como o anaeróbico, diminui o pH, e tanto a 
diminuição do pH quanto a produção de 
lactato podem causar dor. 
A fadiga metabólica também pode ocorrer 
quando o glicogênio muscular for esgotado. 
Os estoques de glicogênio muscular são 
consumidos em menos de 2 minutos de 
exercício anaeróbico. 
Metabolismo do glicogênio: A degradação de 
glicogênio no músculo não é sensível ao 
glucagon (os músculos não possuem 
receptores de glucagon), e, assim, há 
mudanças muito pequenas nos estoques de 
glicogênio muscular durante o jejum noturno 
ou de longa duração se o indivíduo 
permanecer em repouso. A glicogênio-sintase 
é inibida durante o exercício, mas pode ser 
ativada no músculo em repouso pela liberação 
de insulina após uma refeição rica em 
carboidratos. Ao contrário da forma hepática 
da glicogênio-fosforilase, a isoenzima muscular 
 
8 Ester Ratti ATM 25 
contém um sítio alostérico para ligação de 
AMP. Quando o AMP se liga na glicogênio-
fosforilase b muscular, a enzima é ativada 
mesmo que não esteja fosforilada. Então, 
assim que o músculo começa a trabalhar e a 
miosina-ATPase hidrolisa os estoques 
existentes de ATP a ADP, o AMP começará a se 
acumular (devido à reação da mioquinase), e a 
degradação do glicogênio será aumentada. A 
ativação da glicogênio-fosforilase b muscular é 
ainda mais aumentada pela liberação de Ca2+ 
do retículo sarcoplasmático, que ocorre 
quando os músculos são estimulados a se 
contraírem. 
O aumento do Ca2+ sarcoplasmático também 
leva à ativação alostérica da glicogênio- 
fosforilase-quinase (pela ligação à subunidade 
calmodulina da enzima), que fosforila a 
glicogênio-fosforilase b muscular, ativando-a 
plenamente. 
Finalmente, durante o exercício intenso, a 
liberação de adrenalina estimula a ativação da 
adenilato-ciclase nas células musculares, 
ativando, assim, a proteína-quinase AMPc-
dependente. A proteína-quinase A fosforila e 
ativa plenamente a glicogênio fosforilase-
quinase de tal forma que pode ocorrer uma 
ativação persistente da glicogênio-fosforilase 
muscular. O sinal hormonal é mais lento do 
que os eventos de ativação iniciais 
desencadeados por AMP e cálcio 
 
4. GLICÓLISE ANAERÓBICA DURANTE O 
EXERCÍCIO DE ALTA INTENSIDADE 
Assim que o exercício começa, a cadeia 
transportadora de elétrons, o ciclo do TCA e a 
oxidação de ácidos graxos são ativados pelo 
aumento de ADP e pela diminuição de ATP. A 
piruvato-desidrogenase permanece em seu 
estado não-fosforilado ativo enquanto o NADH 
puder ser reoxidado na cadeia transportadora 
de elétrons e a acetil-CoA puder entrar no ciclo 
do TCA. Entretanto, mesmo que o 
metabolismo mitocondrial esteja trabalhando 
em sua capacidade máxima, é necessário ATP 
adicional para o exercício muito vigoroso de 
alta intensidade. Quando isso ocorre, o ATP 
não é produzido de forma suficientemente 
rápida para satisfazer as necessidades do 
músculo, e o AMP começa a se acumular. O 
aumento dos níveis de AMP ativa a PFK-1 e a 
glicogenólise, fornecendo, assim, o ATP 
adicional a partir da glicólise anaeróbica (o 
piruvato adicional produzido, em vez de entrar 
na mitocôndria, é convertido em lactato, de 
modo que a glicólise possa continuar). Assim, 
sob essas condições, a maioria do piruvato 
formado pela glicólise entra no ciclo do TCA, 
enquanto o restante é reduzido a lactato para 
regenerar NAD+ para a sua utilização contínua 
na glicólise. 
 
5. DESTINO DO LACTATO LIBERADO DURANTE O 
EXERCÍCIO 
Ele pode ser utilizado pelos músculos 
esqueléticos em repouso ou pelo coração, um 
músculo com uma grande quantidade de 
 
9 Ester Ratti ATM 25 
mitocôndrias e uma capacidade oxidativa 
muito alta. Em tais músculos, a razão 
NADH/NAD+ será menor do que a dos 
músculos esqueléticos em exercício, e a reação 
da lactato-desidrogenase acontecerá na 
direção da formação do piruvato. O piruvato 
gerado é, então, convertido em acetil-CoA e 
oxidado no ciclo do TCA, produzindo energia 
pela fosforilação oxidativa. 
O segundo destino potencial do lactato é o seu 
retorno ao fígado, pelo ciclo de Cori, onde será 
convertido em glicose. 
VI. EXERCÍCIOS DE LONGA DURAÇÃO DE 
INTENSIDADES LEVE E MODERADA 
A. A LIBERAÇÃO DE LACTATO DIMINUI COM A 
DURAÇÃO DO EXERCÍCIO 
Exercícios de intensidade leve a moderada 
podem ser realizados por períodos mais longos 
do que exercícios de alta intensidade. Isso 
porque a oxidação aeróbica de glicose e de 
ácidos graxos gera mais energia por molécula 
de substrato energético do que o metabolismo 
anaeróbico e também produz ácido a uma 
velocidade mais lenta do que esse 
metabolismo. Assim, durante exercícios de 
intensidades leve e moderada, a liberação de 
lactato diminui ao mesmo tempo em que o 
metabolismo aeróbico de glicose e ácidos 
graxos se torna predominante. 
A. GLICOSE SANGUÍNEA COMO SUBSTRATO 
ENERGÉTICO 
O suprimento de glicose sanguínea deve ser 
constantemente reposto. 
O fígado executa essa função por processos 
similares àqueles usados durante o jejum. Ele 
produz glicose pela degradação de seus 
próprios estoques de glicogênio e pela 
gliconeogênese. 
A principal fonte de carbono para a 
gliconeogênese durante o exercício é, 
obviamente, o lactato produzido pelo músculo 
emexercício, mas aminoácidos e glicerol 
também são utilizados. A adrenalina liberada 
durante o exercício estimula a glicogenólise 
hepática e a gliconeogênese pelo aumento dos 
níveis de AMPc. 
Durante períodos longos de exercício, os níveis 
de glicose sanguínea são mantidos pelo fígado 
pela glicogenólise hepática e pela 
gliconeogênese. A quantidade de glicose que o 
fígado deve exportar é máxima nas mais altas 
cargas de trabalho, situação na qual o músculo 
está utilizando uma maior proporção de 
glicose para o metabolismo anaeróbico. Com o 
aumento da duração do exercício, uma 
proporção cada vez maior de glicose sanguínea 
é fornecida pela gliconeogênese. Entretanto, 
por até 40 minutos de exercício leve, a 
glicogenólise é a principal responsável pela 
saída de glicose do fígado. Por outro lado, de 
40 a 240 minutos de exercício, a saída total de 
glicose do fígado diminui. Isso é causado pelo 
aumento da utilização de ácidos graxos, os 
quais estão sendo liberados a partir dos 
triacilgliceróis do tecido adiposo (processo 
estimulado pela liberação de adrenalina). 
A captação de glicose pelo músculo é 
estimulada pelo aumento dos níveis de AMP e 
pela ativação da proteínaquinase AMP-ativada, 
que estimula a translocação de 
transportadores GLUT4 para a membrana do 
músculo. 
As mudanças hormonais que comandam o 
aumento da glicogenólise e da gliconeogênese 
hepáticas e o tecido adiposo incluem a 
diminuição de insulina e o aumento de 
glucagon, adrenalina e noradrenalina. Os 
níveis plasmáticos de hormônio do 
crescimento, cortisol e hormônio estimulante 
da tireoide também aumentam e, da mesma 
forma, podem contribuir para a mobilização de 
substratos energéticos. 
 
10 Ester Ratti ATM 25 
A gliconeogênese hepática é ativada pelo 
aumento de suprimento de precursores 
(lactato, glicerol, aminoácidos e piruvato), pela 
indução das enzimas gliconeogenéticas por 
glucagon e cortisol (isso ocorre apenas no 
exercício prolongado) e pelo suprimento 
aumentado de ácidos graxos para fornecer ATP 
e NADH necessários para a gliconeogênese e a 
regulação das enzimas gliconeogenéticas. 
C. ÁCIDOS GRAXOS LIVRES COMO FONTE DE ATP 
Quanto maior a duração do exercício, maior é 
a dependência do músculo por ácidos graxos 
para a geração de ATP. 
O músculo esquelético em repouso utiliza 
ácidos graxos livres como substrato energético 
principal. Praticamente a qualquer momento, 
exceto o estado pós-prandial (imediatamente 
após a alimentação), os ácidos graxos livres 
são o substrato energético preferido pelo 
músculo esquelético. 
A utilização preferencial de ácidos graxos 
sobre glicose como substrato energético no 
músculo esquelético depende dos seguintes 
fatores: 
1. Disponibilidade de ácidos graxos livres 
no sangue, que depende da sua 
liberação a partir dos triacilgliceróis do 
tecido adiposo pela lipase hormônio-
sensível. Durante o exercício 
prolongado, a pequena diminuição de 
insulina e o aumento de glucagon, 
adrenalina e noradrenalina, cortisol e, 
possivelmente, hormônio do 
crescimento conjuntamente ativam a 
lipólise do tecido adiposo. 
2. Inibição da glicólise por produtos da 
oxidação de ácidos graxos. A atividade 
da piruvato-desidrogenase é inibida 
por acetil-CoA, NADH e ATP, os quais 
estão elevados quando ocorre 
oxidação de ácidos graxos. Com a 
queda dos níveis de AMP e a elevação 
dos níveis de ATP, a atividade da PFK-1 
fica diminuída 
3. O transporte de glicose pode ser 
reduzido durante o exercício de longa 
duração. O transporte de glicose para 
os músculos esqueléticos via 
transportadores GLUT4 é muito 
ativado tanto por insulina quanto por 
exercício. Durante o exercício de longa 
duração, o efeito da queda dos níveis 
de insulina ou do aumento dos níveis 
de ácidos graxos pode contrabalançar 
a estimulação do transporte de glicose 
pelo próprio exercício. 
4. A oxidação de corpos cetônicos 
aumenta durante o exercício. A sua 
utilização como substrato energético é 
dependente da sua velocidade de 
produção pelo fígado. Entretanto, os 
corpos cetônicos nunca são o principal 
substrato energético para o músculo 
esquelético (os músculos preferem 
ácidos graxos livres). 
5. A acetil-CoA-carboxilase (isoenzima 
ACC-2) deve ser inativada para o 
músculo utilizar ácidos graxos. Isso 
ocorre quando a AMP-PK é ativada e 
fosforila a ACC-2, tornando-a inativa. 
D. AMINOÁCIDOS DE CADEIA RAMIFICADA 
Foi estimado que a oxidação de aminoácidos 
de cadeia ramificada fornece no máximo 20% 
do suprimento de ATP do músculo em 
repouso. A oxidação de aminoácidos de cadeia 
ramificada no músculo serve a duas funções. 
➢ A geração de ATP 
➢ É a síntese de glutamina, que eflui do 
músculo. 
 As mais altas taxas de oxidação de 
aminoácidos de cadeia ramificada ocorrem sob 
condições de acidose, nas quais há uma maior 
demanda por glutamina para transferir amônia 
para o rim e para tamponar a urina como íon 
amônio durante a excreção de prótons. Deve-
 
11 Ester Ratti ATM 25 
se lembrar que a síntese de glutamina ocorre a 
partir do esqueleto de carbono da oxidação de 
aminoácidos de cadeia ramificada (valina e 
isoleucina) após os cinco primeiros passos 
iniciais da rota oxidativa. 
E. O CICLO DE NUCLEOTÍDEOS DA PURINA 
O exercício aumenta a atividade do ciclo dos 
nucleotídeos da purina, que converte 
aspartato em fumarato e amônia. A amônia é 
usada para tamponar a produção de prótons e 
de lactato pela glicólise, e o fumarato é 
reciclado, podendo formar glutamina. 
F. ACETATO 
O acetato é um excelente substrato energético 
para o músculo esquelético. Ele é tratado pelo 
músculo como um ácido graxo de cadeia muito 
curta. Ele é ativado a acetil-CoA no citosol e, 
então, transferido para a mitocôndria pela 
acetil-carnitina-transferase, uma isoenzima da 
carnitina-palmitoiltransferase. As fontes de 
acetato incluem a dieta (o vinagre é ácido 
acético) e o acetato produzido pelo fígado a 
partir do metabolismo do etanol. 
 
 
VII. EFEITOS METABÓLICOS DO TREINAMENTO 
SOBRE O METABOLISMO MUSCULAR 
O efeito depende, em certo grau, do tipo de 
treinamento. Em geral, o treinamento 
aumenta os estoques de glicogênio muscular, 
aumentando também o número e o tamanho 
das mitocôndrias. Assim, as fibras aumentam 
sua capacidade de gerar ATP pelo 
metabolismo oxidativo e sua habilidade de 
utilizar ácidos graxos como substrato 
energético. 
O treinamento para melhorar a força, o poder 
e a resistência do desempenho muscular é 
chamado de treinamento de resistência. Seu 
objetivo é aumentar o tamanho das fibras 
musculares (hipertrofia muscular). 
A hipertrofia ocorre por aumento da síntese 
protéica no músculo e por redução do 
turnover das proteínas existentes.