O que é Bioenergética? BIOENERGÉTICA Ramo da biologia próximo da bioquímica que estuda as transformações de energia pelos seres vivos. (dicionário Houaiss) Prof. Renato Barroso renato.barroso@terra.com.br terra.com.br Parte da fisiologia que estuda as transformações de energia nos seres vivos (dicionário Universal) O que é Bioenergética? Ramo da biologia próximo da bioquímica que estuda as transformações de energia pelos seres vivos. (dicionário Houaiss) 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 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)
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. A Energia na Natureza Princípio da Conservação de Energia 1ª Lei da Termodinâmica:...a a energia não se cria nem se destrói i sós se transforma de uma forma à outra.
Ciclo Energético Biológico A Energia nos alimentos Sol Carboidrato 4kcal (energia luminosa) Gorduras 9kcal Plantas (energia química) Proteínas Animais e Humanos (trabalho biológico) Quantificação da Energia nos Sistemas Biológicos ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) É medida em quilocalorias (kcal). 1 Caloria = quantidade de energia térmica necessária para elevar 1 g de água em 1º C, numa temperatura de 15 ºC. 1 Kcal = quantidade de energia térmica necessária para elevar 1 kg de água em 1º C, numa temperatura de 15 ºC.
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. Formação de ATP...ocorre através de um processo conhecido como fosforilação,, onde: ADP + Pi + energia ATP Quantidade de ATP no Organismo é muito pequena geraria 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: ATP-CP ou Alático ou dos Fosfagênios Glicolítico ou Lático A restauração do ATP ocorre através de processos conhecidos como reações acopladas. 2. Sistema Aeróbio ou Sistema Oxidativo CREATINA FOSFATO (CP) SISTEMA ATP-CP (Sistema dos Fosfagênios) 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. Disponibilidade de Energia Através do Sistema dos Fosfagênios (ATP-PC) PC) Sistema ATP-CP & Exercício ATP PC Fosfagênio total 1. Concentração muscular mm/kg de músculo 4-6 15-17 19-23 mm de massa muscular total 120-180 450-510 570-690 2. 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; nuos; exercício cio 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 Note que, enquanto há CP disponível, o nível de ATP não diminui. Após a depleção de CP o nível de ATP começa a diminuir. Recuperação do sistema ATP-PC PC Depende do nível n de treinamento do sujeito: em 30 segundos, 50% restaurado; aos 3 minutos, 95% aproximadamente. 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 GLICÓLISE ANAERÓBIA 1 mol (180g) CHO 1 mol Ác. Lático + 3 ATP Capacidade do Sistema Glicolítico Por kg de músculo massa muscular total 60-70g de Ác. Lático 1-1,21 1,2 ATP Tolerância máx do ácido lático (gramas) 2,0-2,3 60-70 Formação de ATP (milimoles) 33-38 1.000-1.200 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) Continuum Energético Reserva de ATP Sistema ATP - CP Sistema Glicolítico Sistema Aeróbio corridas de 200, 400, 800 metros; natação 100 m; 15 saltos contínuos; exercício com peso para 6 a 15 RMs,, etc. SISTEMA AERÓBIO GLICÓLISE AERÓBIA Glicólise Aeróbia (término da desintegração dos CHO) Ciclo de Krebs desintegração das gorduras e aminoácidos 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 Sistema de Transporte de elétrons. Acetil coenzima A
Mitocôndrias CONTINUAÇÃO da DESINTEGRAÇÃO da GLICOSE Velocidade da Glicólise Glicolise Rápida CHO Ácido Pirúvico + H + + ATP Ácido Lático Mitocôndria
Glicólise Intermediária CHO Ácido Pirúvico + H + + ATP Glicólise Lenta CHO Ácido Pirúvico + H + + ATP Ácido Lático Mitocôndria Ácido Lático Mitocôndria Outros Substratos Metabólicos Oxidação das Gorduras Outros Substratos Metabólicos Oxidação das Gorduras No sarcoplasma: lipase Triglicerídeos + 3 H 2 O Glicerol + ac. graxos livres (AGL) (lipólise) Nos adipócitos: AGLs ( transportado na corrente pela Albumina)
Outros Substratos Metabólicos Outros Substratos Metabólicos Catabolismo do Glicerol= 19 ATP Catabolismo do AGL nas mitocôndrias (β-oxidação) = 146 ATP 438 ATP Total= 457 ATP/ mol Oxidação das Proteínas DESANIMAÇÂO = Aminoácidos leusina, isoleucina e valina Esqueletos de C Ciclo de Krebs Capacidade Oxidativa Muscular Atividade enzimática Succinato desidrogenase (SDH) Citrato Síntase (CS) Composição do músculo Predominância de fibras tipo I Suprimento de O 2
Continuum Energético Continuum energético Efeitos do Treinamento nas Reservas Energéticas Contribuição Parcial de Cada Sistema ATP-CP GLICOLÍTICO AERÓBIO