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Metabolismo
Equilíbrio Energético
Efeito Térmico dos Alimentos
Responsável por 8 a 15% do gasto energético diário
Gasto imediato: digestão, absorção e assimilação de macronutrientes
Gasto tardio: aumento da ANS que aumenta a concentração de insulina
Taxa de Metabolismo Basal
Responsável por 50 - 60% do gasto energético diário
Influenciada pelo gênero, idade e massa livre de gorduras
Em repouso gasto é de 3,5 ml/min
Gasto energético com atividade física
Atividades cotidianas
Exercícios Físicos
Gasto energético depende de:
TIPO, INTENSIDADE e DURAÇÃO
Consumo de 1L de O2 = 4,09 a 5,05 kcal de energia
Transferência de energia
• Os alimentos são catabolizados para produzir energia utilizável pelas células.
• A energia dos carboidratos, gorduras e proteínas é liberada por etapas em pequenas quantidades
• A energia é transferida dos alimentos para o ATP por fosforilação.
Transferência de energia
• Em repouso o organismo usa principalmente lípidios e carboidratos
• As proteínas são relativamente pouco utilizadas
• O ↑ da intensidade de esforço provoca ↑da utilização % de glicose em detrimento dos lípidios.
ATP (adenosina trifosfato)
• Um composto de alta energia que permite armazenar e conservar energia
• “Aprisiona” dentro de suas ligações de fosfato uma grande parte da energia da molécula original do alimento.
ATP
• A gordura e glicogênio representam as principais fontes de energia para manter a ressíntese de ATP.
Sistemas de fornecimento de energia
•ATP - CP
•GLICOLÍTICO
•AERÓBIO
Fosfocreatina
• Alguma energia para ressíntese de ATP vem da cisão anaeróbica de um fosfato proveniente da fosfocreatina
ATP ADP + Pi + ENERGIA
PCr Cr + ATP
Sistema anaeróbio alático
EXERCÍCIOS ANAERÓBIOS
ALÁCTICOS
ALTA INTENSIDADE
CURTA DURAÇÃO
CREATINA FOSFATO
CREATINA + P + ENERGIA CK
ADP + P + ENERGIA CONTRAÇÕES MUSCULARES
ATPases
• Os depósitos de fosfagênio provavelmente se esgotarão após cerca de 10 segundos de um exercício de intensidade máxima.
• Este sistema representa a fonte de ATP mais rapidamente disponível para ser usada pelo músculo.
Sistema anaeróbio alático
Sistema anaeróbio alático
•Fornece 1 ATP
•Não consome ATP para ser ativado
•Não utiliza oxigênio
•Não produz ácido lático
•Substrato: creatina-fosfato (CP)
•Produtos: ATP, creatina
•Principal enzima: creatina quinase (CK)
Carboidratos (CHO)
• Proporcionam único substrato cuja energia armazenada gera ATP anaerobicamente.
• Importante no exercício máximo que requer energia rápida acima dos níveis proporcionados pelo metabolismo aeróbico.
• No exercício aeróbico leve a moderado, proporcionam 1/3 das demandas energéticas;
Carboidratos
• O fracionamento aeróbico dos CHOs ocorre mais rapidamente que o fracionamento dos ácidos graxos.
• A depleção das reservas de glicogênio reduz consideravelmente a produção de potência durante o exercício.
• O SNC necessita de um fluxo ininterrupto de CHO para funcionar adequadamente.
Glícidos x Lípidos
Metabolismo glicolítico
GLICOGÊNIO GLICOSE
PIRUVATO
LACTATO
Glicólise
• As reações anaeróbias da glicólise liberam apenas 5% da energia existente dentro da molécula original de glicose. A extração de energia restante prossegue quando o piruvato é transformado em Acetil- CoA.
• O acetil- CoA entra no Ciclo do ácido cítrico (ou ciclo de Krebs) que é o segundo estágio de fracionamento dos CHO.
• Paralelamente ao Ciclo de Krebs, ocorre a Cadeia de Transporte de elétrons, que também libera ATP.
Metabolismo anaeróbio láctico
EXERCÍCIOS
INTENSIDADE MODERADA
LONGA DURAÇÃO
Metabolismo anaeróbio láctico
•Glicólise anaeróbia
•Carboidratos são armazenados nos músculos e no fígado
•A glicose começa a ser degradada principalmente com a atividade da enzima fosfofrutoquinase (PFK)
Metabolismo anaeróbio lático
•Fornece 4 ATPs
•Consome ATP para ser ativado
•Não utiliza oxigênio
•Produz ácido lático
•Substrato: glicose
•Produtos: ATP, ácido lático, NADH+H+, FADH2
Sistemas de fornecimento de energia
•ATP-CP
•GLICOLÍTICO
•AERÓBIO
Glicólise
Glicólise aeróbia
Glicólise
• Fase Anaeróbia (glicose até piruvato) 2 ATPs
• Substrato (Ciclo de Krebs) 2 ATPs
• Cadeia Respiratória (8 NADH) 24 ATPs
• Cadeia Respiratória (2 FADH2) 4 ATPs
• Lançadeira de elétrons(2 NADH) 6 ATPs
• Total 38 ATPs
Metabolismo lipídico
Sistemas de fornecimento de energia
•ATP-CP
•GLICOLÍTICO
•AERÓBIO
Lipídios
• 1. Triacilgliceróis armazenados na fibra muscular perto da mitocôndria
• 2. Triacilgliceróis circulantes nos complexos lipoproteicos que acabam sendo hidrolisados na superfície capilar de determinados tecidos
• 3. Ácidos Graxos livres circulantes mobilizados a partir dos triacilgliceróis no tecido adiposo
Lipólise
Triacilgliceról + 3H2O → Glicerol + 3 Ácidos Graxos
Lipase Sensível aos Hormônios
Acidos Graxos
1. Fracionamento do TAG para AGL
2. Transporte AGL no sangue
3. Entrada AGL nos músculos
4. Entrada AGL nas mitocôndrias musculares
5. Fracionamento do AG para Acetil-CoA por β-oxidação e produção de NADH e FADH2
6. Oxidação acoplada no ciclo do ácido cítrico e na cadeia de transporte de elétrons
Triacilgliceróis
• Os circulantes carreados nos complexos lipoproteicos também proporcionam uma fonte de energia.
• A lipoproteína lipase (LPL):
catalisa a hidrólise desses triacilcliceróis .
facilita a captação celular dos AGL para o metabolismo energético ou para ressíntese dos triacilgliceróis armazenados dentro dos tecidos musculares e adiposos.
Gliceról
• O fracionamento completo de uma única molécula de glicerol sintetiza 19 moléculas de ATP.
• O glicerol proporciona também esqueletos de carbono para a síntese de glicose.
• O papel gliconeogênico do glicerol torna-se importante quando as reservas de glicogênio são depletadas por causa da restrição dietética dos carboidratos , do exercício prolongado ou do treinamento intensivo.
Lipídios
Via aeróbia
•Pode fornecer de 36 a mais de 400 ATPs
•Consome ATP para ser ativado
•Utiliza oxigênio
•Não produz ácido lático
•Substratos: glicose, ácidos graxos, aminoácidos
•Produtos: ATP, NADH+H+, FADH2, H2O
•Principal enzima: citrato sintase
Adipócito
GLICEROL
AG AG
AG
Lipase Hormônio Sensível
Função de quebrar molécula de Triacilglicerol
Lipase Lipo Proteica Função de sintetizar
a molécula de triacilglicerol
Beta Oxidação
• Processo catabólico de ácidos graxos que consiste na sua oxidação mitocondrial.
• Eles sofrem remoção, por oxidação, de sucessivas unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA.
Beta Oxidação
• A ß oxidação 4 reações sequenciais:
• Oxidação, na qual o acil-CoA é oxidado a enoil-CoA, com redução de FAD a FADH2
• Hidratação, na qual uma dupla ligação é hidratada e ocorre a formação de 3-hidroxiacil-CoA
Beta Oxidação
• Oxidação de um grupo hidroxila a carbonila, tendo como resultado uma beta-cetoacil-CoA e NADH
• Cisão, em que o ß-cetoacil-CoA reage com uma molécula de CoA formando um acetil-CoA e um acil-CoA que continua no ciclo até ser convertido a acetil-CoA
Beta Oxidação
Transporte de elétrons
•O transporte de elétrons em uma compilação de moléculas fixadas na membrana interna da mitocôndria de células até um aceptor final de elétrons, em várias etapas liberadoras de energia para síntese de ATP
Fosforilação oxidativa
• O processo refere-se à fosforilação do ADP em ATP, utilizando para isso a energia libertada nas reações de oxidação-redução.
Degradação de proteínas
Proteínas
• Podem ser convertidas em glicose via neoglicogenese e
• utilizadas para produzir energia
• - Podem ser transformadas em ácidos graxos via lipogênese
• - Precisam ser primeiro decompostas em aminoácidos
Proteínas como fonte de energia
ISOLEUCINA
VALINA AMINOÁCIDOS (AA)
GLUTAMATO
ASPARTATO
Desaminação
Nitrogênio
Fígado ou músculo
Proteínas
• Utiliza os coprodutos do esqueleto de carbono dos aminoácidos doadores para a formação de ATP.
• Alguns aminoácidos são glicogênicos quando desaminados produzem piruvato, oxaloacetato ou malato – todos intermediários para síntese de glicose através da gliconeogênese.
Proteínas
•Alguns AA (glicina) são cetogênicos quando desaminados, produzem os intermediários do acetil-coA
• São sintetizados para triacilglicerol ou são catabolizados para a obtenção de energia no ciclo do ácido cítrico.
Conversão proteínas em gorduras
• Após a digestão da proteína, os AA absorvidos (intestino delgado) são transportados na circulação para o fígado.
• Os esqueletos de carbono provenientes desses AA são transformados em piruvato após a desaminação.
• Essa molécula penetra na mitocôndria para ser transformada em acetil-coA seja através do catabolismo no ciclo do ácido cítrico, seja através da síntese dos ácidos graxos.
Metabolismo energético – e exercício físico
Exercícios
Vias do metabolismo
Energia imediata ATP-CP
Energia a curto prazo
Lactato
• Em sedentários o lactato sanguíneo começa a acumular-se e sobe de maneira exponencial para aproximadamente 50-55% da capacidade máxima para metabolismo aeróbio
Lactato
Metabolismo aeróbio
Intensidade dos exercícios
• Custo benefício para obeso
• Metabolismo energético
• Lesões
• Assiduidade
EPOC
• Consumo Excessivo de Oxigênio após o exercício:
• Ressíntese de CP nos músculos
• Reposição de estoques de O2 no sangue e nos músculos
• Temperatura aumentada
• Reposição de nutrientes
EPOC