BIOENERGÉTICA. O que é Bioenergética? ENERGIA. Trabalho Biológico

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1 O que é Bioenergética? BIOENERGÉTICA Ramo da biologia próximo da bioquímica que estuda as transformações de energia pelos seres vivos. (dicionário Houaiss) Prof. Mauro Batista Parte da fisiologia que estuda as transformações de energia nos seres vivos (dicionário Universal) Estudo dos processos envolvidos na transformação e utilização de energia pelos seres vivos ENERGIA Trabalho Biológico Capacidade que um corpo, uma substância ou um sistema físico tem de realizar trabalho. (dicionário HOUAISS) Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho. (dicionário AURÉLIO) Capacidade do organismo para realizar trabalho biológico.

2 A Energia na Natureza Princípio da Conservação de Energia 1ª Lei da Termodinâmica:...a energia não se cria nem se destrói só se transforma de una forma à outra. Ciclo Energético Biológico A Energia nos alimentos Sol Plantas (energia luminosa) Carboidratos Gorduras Proteínas (energia química) Animais e Humanos (trabalho biológico)

3 A energia dos alimentos não é utilizada diretamente para produção de trabalho biológico! ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) De onde, então, vem a energia que precisamos para esses processos? HIDRÓLISE DO ATP Restauração do ATP ATPase ATP + H 2 0 ADP + Pi + Energia útil (7 a 12 kcal/mol) A energia liberada na quebra de ATP é utilizada para realizar diferentes formas de trabalho biológico, dentre elas a contração muscular.

4 Formação de ATP...ocorre através de um processo conhecido como fosforilação, onde: ADP + Pi + energia ATP Quantidade de ATP no Organismo é muito pequena Suficiente para gerar energia para apenas 3 ou 4 segundos de atividade caso não fosse restaurada: - molécula muito pesada Por isso, precisa ser restaurada continuamente... Vias Energéticas para Restaurar o ATP REAÇÕES ACOPLADAS 1. Sistemas Anaeróbios: A restauração do ATP ocorre através de processos conhecidos como reações acopladas. ATP-CP ou Alático ou dos Fosfagênios Glicolítico ou Lático 2. Sistema Aeróbio ou Sistema Oxidativo

5 SISTEMA ATP-CP (Sistema dos Fosfagênios) CREATINA FOSFATO (CP) Energia Imediata Assim como o ATP a molécula de CP está presente na célula muscular. Liberação de Energia de CP Energia útil Ressíntese de ATP através de CP Energia útil A enzima CK catalisa a reação em que a CP é rompida para liberar energia. A energia liberada é utilizada para restaurar ATP.

6 Disponibilidade de Energia Através do Sistema dos Fosfagênios (ATP-PC) Sistema ATP-CP & Exercício ATP PC Fosfagênio total 1. Concentração muscular mm/kg de músculo mm de massa muscular total Energia útil Kcal/ Kg de músculo 0,04-0,06 0,15-0,17 0,19-0,23 Kcal/ Kg de massa muscular total 1,2-1,8 4,5-5,1 5,7-6,9 Esforços de alta intensidade, alta velocidade ou muita força: piques curtos: 50, 100 metros; 5 ou 6 saltos contínuos; exercício com peso para 3 ou 4 RMs, etc. admitindo-se 30Kg de músculo em homem de 70Kg admitindo-se 10 Kcal por mol de ATP Dinâmica do Sistema ATP-CP no Esforço Recuperação do sistema ATP-PC Note que, enquanto há CP disponível, o nível de ATP não diminui. Após a depleção de CP o nível de ATP começa a diminuir. Depende do nível de treinamento do sujeito: em 30 segundos, 50% restaurado; aos 3 minutos, 95% aproximadamente.

7 SISTEMA GLICOLÍTICO Energia a Curto Prazo (desintegração parcial dos CHO) O Sistema Glicolítico utiliza a energia proveniente da desintegração da molécula de glicose (glicólise). Esse processo exige que ocorram em torno de 12 reações químicas para se obter energia para restaurar ATP. SISTEMA GLICOLÍTICO (Sistema do ácido-lático) GLICÓLISE ANAERÓBIA Glicogênio Glicose Ácido Pirúvico H+ ADP + Pi 2 ou 3 ATP Sem O 2 Ácido Lático

8 GLICÓLISE ANAERÓBIA Capacidade do Sistema Glicolítico 1 mol (180g) CHO 1 mol Ác. Lático + 3 ATP Por kg de músculo massa muscular total 60-70g de Ác. Lático 1-1,2 ATP Tolerância máx do ácido lático (gramas) 2,0-2, Formação de ATP (milimoles) Energia útil (kilocalorias) 0,33-0,38 10,0-12,0 Sistema Glicolítico e Exercício Esforços de alta intensidade, alta velocidade, ou que exijam muita força por um período maior que 10 ou 15 segundos: (potencia máxima entre 1 e 3 minutos) SISTEMA AERÓBIO Glicólise Aeróbia (término da desintegração dos CHO) Ciclo de Krebs desintegração das gorduras e aminoácidos - corridas de 200, 400, 800 metros; - natação 100 m; - 15 saltos contínuos; - exercício com peso para 6 a 15 RMs, etc. Sistema de Transporte de elétrons.

9 GLICÓLISE AERÓBIA Mitocôndrias Perceba que o processo de glicólise é o mesmo, quer haja O 2 ou não. A presença de O 2 determina somente o destino do ácido pirúvico. Glicogênio Glicose Ácido Pirúvico H+ ADP + Pi 2 ou 3 ATP Com O 2 Acetil coenzima A CONTINUAÇÃO da DESINTEGRAÇÃO da GLICOSE Velocidade da Glicólise

10 Glicólise Rápida CHO Ácido Pirúvico + H + + ATP Glicólise Intermediária CHO Ácido Pirúvico + H + + ATP Ácido Lático Mitocôndria Ácido Lático Mitocôndria Glicólise Lenta CHO Ácido Pirúvico + H + + ATP Ácido Lático Mitocôndria Utilização da gordura como substrato metabólico

11 Utilização da gordura como substrato metabólico Oxidação das Gorduras No sarcoplasma: lipase Triglicerídeos + 3 H2O Glicerol + ac. graxos (AGL) (lipólise) Utilização da gordura como substrato metabólico Catabolismo do Glicerol= 19 ATP Catabolismo do AGL nas mitocôndrias (β-oxidação) = 146 ATP 438 ATP Total= 457 ATP/ mol Nos adipócitos: AGLs ( transportado na corrente pela Albumina) Utilização da proteína como substrato metabólico Oxidação das Proteínas DESANIMAÇÂO = Aminoácidos leusina, isoleucina e valina Esqueletos de C Ciclo de Krebs

12 Capacidade Oxidativa Muscular Continuum Energético Atividade enzimática Succinato desidrogenase (SDH) Citrato Síntase (CS) Composição do músculo Predominância de fibras tipo I Suprimento de O 2 Continuum energético Contribuição Parcial de Cada Sistema

13 Bibliografia Básica FOX, BOWERS & FOSS. Bases Fisiológicas da Educação Física e dos Desportos, 4ed. Guanabara Koogan, McCARDLE, KATCH & KATCH. Físiologia do Exercício, 4ed. Guanabara Koogan, WILMORE & COSTILL. Fisiologia do Esporte e do Exercício, 2ed. Manole, FOSS & KATEYAN. Bases Fisiológicas da Educação Física e dos Desportos, Guanabara Koogan.