Bioenergtica

MetabolismoReaes qumicas que ocorrem por todo o organismo a cada minuto do dia.

Essas reaes so denominadas metabolismo

Reaes de AnabolismoReaes que sintetizam molculas

Reaes de CatabolismoReaes que degradam molculas

BioenergticaVias metablicas capazes de converter nutrientes alimentares em uma forma de energia biologicamente utilizvel

Estrutura CelularA clula uma fbrica altamente organizada capaz de sintetizar uma grande quantidade de compostos necessrios para a funo celular normal.

Membrana Citoplasmtica

Membrana CitoplasmticaBarreira semipermevel que separa a clula do meio extra celular;

Regula a passagem de substncias para dentro e para fora da clula;

Ncleo

NcleoO ncleo o grande corpo arredondado localizado no interior da clula que contm os componentes genticos celulares (gene)

Gene DNA - (cdigo gentico)

Mitocndria

MitocndriaUsina da clula

Esta envolvida na converso oxidativa de nutrientes alimentares em energia celular utilizvel

Reaes Qumicas CelularesA transferncia de energia no corpo ocorre por meio da liberao da energia contida em ligaes qumicas de vrias molculas;

Reaes EndergnicasReaes que utilizam energia para produzirem mais energia

Reaes ExergnicasReaes que liberam energia

EnzimasA velocidade das reaes qumicas celulares regulada por catalisadores denominados ENZIMAS.

As enzimas aumentam a velocidade das reaes qumicas

Enzimas so protenas que tem um papel importante na regulao das vias metablicas das clulas

Substratos para o ExerccioO organismo consome diariamente CarboidratosGorduras Protenas

Objetivo fornecer a energia necessria para manter as atividades celulares em repouso e durante o exerccio;

CarboidratosOs vegetais sintetizam os carboidratos atravs da fotossntese;So compostos por tomos de Carbono, Hidrognio e Oxignio;1 grama de carboidrato fornece cerca de 4kcal de energia;

Monossacardeos glicose e frutose Dissacardeos formado por dois monossacardeos sacarose e maltosePolissacardeos carboidratos complexos celulose e amido

Glicognio o termo utilizado para os polissacardeos estocados no tecido animal;Formado pela ligao de molculas de glicose;As clulas armazenam para suprir carboidratos como fonte de energia;

Durante o exerccio, as clulas musculares transformam glicognio em glicose para a contrao muscular

o glicognio tambm armazenado no fgado

Gorduras

GordurasPodem ser encontradas tanto nos animais quanto nos vegetais;1 grama de gordura fornece cerca de 9 kcal de energia;

Classificao da Gorduras1- cidos graxos

2- triglicerdeos

3- fosfolipdeos

4- esterides

cidos GraxosPrincipal tipo de gordura utilizada pelas clulas musculares como fonte de energia

So armazenados no organismo como trglicerdeos

Trglicerdeos3 molculas de cidos graxos mais uma molcula de glicerol (lcool)

As clulas adiposas armazenam triglicerdeos

FosfolipdeosNo so utilizados como fonte de energia pelo msculo esqueltico durante o exerccio;

FunesIntegridade da membrana celular

Componente da bainha de mielina na clula nervosa

EsteridesNo so utilizados como fonte de energia pelo msculo esqueltico durante o exerccio

O esteride mais comum o colesterol

Funes

Integridade da membrana celular

Sntese de hormnios sexuais estrognio, progesterona e testosterona

Protenas

Protenas As protenas so compostos por muitas subunidades pequenas denominadas aminocidos

As protenas contm aproximadamente 4 kcal por grama;

Para que as protenas sejam utilizadas como fonte de energia para a clulas elas devem ser quebradas em aminocidos

Como a Protena pode ser utilizada como energiaO aminocido alanina pode ser transformada em glicose no fgado e armazenada como glicognio.

Alguns aminocidos podem ser transformados em intermedirios metablicos e serem aproveitados pela clula como energia.

Fosfato de Alta EnergiaFonte de energia utilizvel para todas as clulas

A fonte imediata de energia para a contrao muscular o composto de fosfato de alta energia

ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) Adenosina Difosfato (ADP) + Fosfato Inorgnico (Pi)

ATP ADP + Pi + energia

BioenergticaAs clulas musculares armazenam quantidades limitadas de ATP;

O exerccio muscular requer um suprimento constante de ATP para fornecer a energia necessria para a contrao muscular;

Devem existir vias metablicas celulares com capacidade de produo rpida de ATP

Vias Metablicas1- Formao de ATP pela degradao da creatina fosfato;

2- Formao do ATP por meio da degradao de glicose ou do glicognio (denominada gliclise);

3- Formao oxidativa da ATP

Via AerbicaPRODUO DE ATPVia AnaerbicaSEM

PRODUO ANAERBICA DE ATPSISTEMA ATP- CP

GLICLISE ANAERBICA

SISTEMA ATP-CP (Sistema Fosfagnio)- Doao de um grupo fosfato e de sua ligao energtica da creatina fosfato para a ADP formando 1 ATP CPADPATPCCreatina FosfatoAdenosina difosfatoAdenosinaTrifosfatoCreatina

SISTEMA ATP-CP (Sistema Fosfagnio)Fornece energia para a contrao muscular no incio do exerccioExerccios de curta durao e de alta intensidade (durante menos de 5 segundos)

SISTEMA ATP-CP (Sistema Fosfagnio)Corrida de 50 metrosSalto em alturaLevantamento rpido de peso

Essas atividades exigem apenas alguns segundos para serem completadas e por isso necessitam de um suprimento rpido de ATP

SISTEMA ATP-CP

O fato de a depleo de creatina fosfato poder limitar o exerccio de curta durao e alta intensidade levou a sugesto de que a ingesto de grandes quantidades de creatina pode melhorar o desempenho no exerccio

GLICLISE ANAERBICAA gliclise envolve a degradao da glicose ou do glicognio para formar duas molculas de cido pirvico ou de cido ltico Glicosecido Pirvicocido Pirvicocidolcticocido lctico

SALDO DE 2 ATP Glicose2 ATP4 ATP2 NADH2 PIRUVATOOU 2 LACTATOS

(Fosforilao Oxidativa)A energia para a fosforilao proveniente principalmente da queima biolgica de macronutrientes:Carboidratos;Gorduras;Protenas.Obs: uma molcula reduzida quando aceita eltrons provenientes de um doador de eltrons.A molcula que fornece o eltron acaba sendo oxidada.Reaes de oxidao (aquelas que doam eltrons);Reaes de reduo (aquelas que recebem eltrons)

Fosforilao oxidativaProduto do catabolismo das molculas armazenadas de carboidratos, gorduras e protenas : HidrognioMitocndrias: conhecidas como usinas de energia da clula, em seu interior contm molculas carreadoras que removem eltrons do hidrognio (oxidao) e acabam transferindo para o oxignio (reduo). A sntese de ATP ocorre durante as reaes de oxidao-reduo.

Fosforilao OxidativaTransporte de eltrons: feito para o oxignio;Enzimas desidrogenases: catalisam a liberao de hidrognio pelo substrato (nutriente) NAD ( nicotinamida-adenina dinucleotdeo) aceitando pares de eltrons (energia);O NAD ganha hidrognio e dois eltrons:Sendo reduzido a NADH, o outro hidrognio aparece como H+ no lquido celular.

Fosforilao oxidativaTransporte de eltrons:A outra coenzima : FAD (flavina adenina dinucleotdeo) que contm riboflavina:Tambm funciona como aceitador de eltrons, importante na oxidao.FAD aceita ambos os hidrognios: FADH2FADH2 e NADH+ : molculas ricas em energia, pois carreiam eltrons com alto potencial de transferncia de energia.

Fosforilao OxidativaA fosforilao oxidativa sintetiza ATP pela transferncia de eltrons de NADH e FADH2, para o oxignio;NADH + H+ 3ADP +3P +1\2O2 = NAD+ H2O + 3 ATPFADH2 doa hidrognio: so formadas 2 molculas de ATP, para cada par de hidrognio oxidado.

Papel do oxignio no metabolismo energtico3 pr requisitos para a ressntese de ATP durante a fosforilao oxidativa:Disponibilidade de NADH ou FADH2 nos tecidos;Presena do agente oxidante oxignio nos tecidos;Concentrao de enzimas em quantidades adequadas e de mitocndrias nas reaes de transferncias de energias.

Exerccio intensoInadequado suprimento de oxignio: Desequilbrio na liberao de hidrognio e de sua aceitao final pelo oxignio;Fluxo de eltrons desta maneira retrocede e os hidrognios acumulam-se ligados ao NAD+ e FAD;Com isso o excesso desses ons hidrognio unem-se ao piruvato (produto final do fracionamento dos carboidratos) para formar lactato.

Metabolismo aerbicoReaes geradoras de energia na presena do oxignio;Oxignio funciona como aceitador final de hidrognio na cadeia respiratria;O oxignio combina-se com o hidrognio para formar gua;Importncia portanto do oxignio no exerccio de longa durao, endurance.

Liberao de energia pelo alimentoCatabolismo de macronutrientes = fosforilar o ADP para voltar a formar o ATP;Divide-se em trs estgios sendo eles:Digesto, absoro e assimilao das macromolculas;Degradao do aminocido, da glicose, do cido graxo assim como o glicerol em acetil CoA (formada dentro da mitocndria)- havendo uma produo limitada de ATP e de NADH.C) Dentro da mitocndria acetil CoA degradado para CO2 e H2O com considervel produo de ATP.

Fontes de energia- macronutrientes- para oxidao e formao de ATP

Nas clulas musculares: molculas de triglicrides e de glicognioGlicognio heptico : glicoseTriglicerdeos existentes no fgado e nos adipcitos : cidos graxos livresTecido muscular e fgado : esqueletos de carbono para formao de aminocidos.

OBS: UMA PEQUENA QUANTIDADE DE ATP PRODUZIDA VIA ANAERBICA ATRAVS DA DEGRADAO DA GLICOSE E DO GLICOGENIO OU NA FOSFORILAO DO ADP PELA CP.

Liberao de energia via carboidratosnico substrato que gera ATP via anaerbica importante no exerccio mximo liberao rpida de energia pela clula fonte bsica : glicognio muscular.A hidrlise aerbica dos carboidratos mais rpida que da gordura ( cidos graxos );A depleo das reservas de glicognio reduzem a capacidade de produo de potncia durante o exerccio (fadiga no exerccio aerbico de longa durao como a maratona ).No exerccio aerbico leve e moderado : um tero desta energia fornecida pelos carboidratos.

GlicliseGera energia anaerbica; o primeiro estgio da degradao da glicose;Ocorre no meio aquoso da clula;Importante nas atividades fsicas de curta durao ( esforo mximo at 90 segundos );A reao a seguinte:Glicose glicose 6-fosfato sob a ao da fosfatase retirado o fosfato , isso faz com que a glicose possa sair da clula sendo transportada para as diversas partes do corpo.

GlicliseNa presena da enzima glicognio sintetase, a glicose pode unir-se a outras molculas de glicose e formar glicognio.Metabolismo da glicose para glicognio e deste para glicose:- Citoplasma das clulas hepticas e musculares contm glicognio e enzimas que participam da sntese (glicognese) ou degradao (glicogenlise) de glicognio.

Regulao no metabolismo do glicognioAps uma refeio:Enzima glicognio fosforilase : tornam-se inativas;Enzima glicognio sintetase: aumentam sua atividade para armazenamento da glicose obtida no alimento;Entre as refeies:Quando as reservas de glicognio sofrem reduo, ocorre um aumento da atividade da fosforilase heptica, glicognio sintetase (depleo), preservando assim a glicose sangunea para os tecidos corporais.No msculo em repouso : maior atividade da enzima sintetase;No msculo em atividade: maior atividade da fosforilase.

Regulao do metabolismo do glicognioAdrenalina : acelera o ritmo com que a fosforilase cliva a molcula de glicose separando a da molcula de glicognio;Adrenalina portanto: produz rpida mobilizao de glicognio, principalmente durante o exerccio intenso ( aumento da atividade simptica );J no exerccio de intensidade baixa e moderada : ocorre mais oxidao dos cidos graxos ( mantendo o ATP no msculo em atividade ).

Formao de lactatoDurante o exerccio leve e moderado: hidrognios (eltrons) arrancados do substrato e carreados pelo NADH so oxidados dentro das mitocndrias para formar gua quando se unem ao oxignio.Portanto o hidrognio oxidado na mesma proporo em que se torna disponvel (estado estvel) gliclise aerbica piruvato como produto final.

Formao de lactatoExerccio intenso: ultrapassam os limites de suprimento de oxignio;A cadeia respiratria no consegue suprir o processamento de todas as molculas de hidrognio ligado ao NADH;NAD+ liberado a medida que pares de hidrognios no oxidados se combinam ao piruvato para formar lactato;O acmulo de cido ltico e no sua produo caracterizam o incio do metabolismo anaerbico.

Formao de lactatoAps a produo de lactato no msculo: se difunde para o espao intersticial e para o sangue onde tamponado;Quando o ritmo do exerccio diminui ou quando novamente torna-se disponvel o oxignio, o NAD+ varre os hidrognios ligados ao lactato para oxidao a fim de formar ATP.

Ciclo do cido ctricoPiruvato + NAD+ + CoA = acetil-CoA + CO2 + NADH+ + H+

Liberao de energia pelas gordurasMaior fonte de energia potencial;Representa quantidade ilimitada de energia;Fontes de energia:Triglicerdeos = tecido muscular;Triglicerdeos = circulantes nos complexos lipoproticos;cidos graxos livres .

Liberao de energia pelas gordurasTriglicerdeos + 3 H2O = glicerol + 3 cidos graxos= LipaseAdipcitos : local de armazenamento e a mobilizao da gordura;O catabolismo do cido graxo requer oxignio;Durante o exerccio intenso : oxidao do hidrognio no consegue acompanhar o ritmo de sua produo;O piruvato se une ao hidrognio, formando cido ltico, isso permite a gliclise anaerbica.

Liberao de energia pelas protenasFunciona como um substrato importante;Aps a retirada de nitrognio da molcula de aminocido durante a desaminao;Quando a protena produz energia: corpo elimina o grupo amino que contm nitrognio;Os produtos de desgaste deixam o corpo dissolvidos na urina portanto o catabolismo excessivo das protenas aumentam as necessidades hdricas corporais.

AminocidosPiruvatocidos GraxosAcetil CoACiclo de KrebsCadeia de Transporte de EltronsOxidaoLiberao de CO2Consumo de O2Formao De H2O

SALDO FINAL: 38 ATP a partir de uma molcula de Glicose

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