bioenergÉtica. substrato para produÇÃo de energia carboidratos lipídios proteínas glicose...

BIOENERGÉTICA

SUBSTRATO PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA

Carboidratos

Lipídios

Proteínas

Glicose

Glicogênio

Ácidos graxos

Triglicerídeos

Esteróides

Essenciais

Não essenciais

Preservar proteínasAtivador metabólicoFonte de energia - SNC

Fonte de energiaIsolante térmicoCarreador de Vitaminas

EstruturalHormonalCarregamento

FORMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA

ANEROBICAMENTE AEROBICAMENTE

Alático Lático Via oxidativa

Degradação creatina fosfato

Degradação da glicose ou do glicogênio

Body Stores of Fuels and Energy

g kcal

Carbohydrates

Liver glycogen 110 451

Muscle glycogen 500 2,050

Glucose in body fluids 15 62

Total 625 2,563

Fat

Subcutaneous and visceral 7,800 73,320

Intramuscular 161 1,513

Total 7,961 74,833

Note. These estimates are based on an average body weight of 65 kg (143 lb) with 12% body fat.

RECREATING ATP WITH PCr

ATP AND PCr DURING SPRINTING

METABOLISM OF FAT

Hipotálamo

Tronco cerebral

Medula supra-renal

Catecolaminas

Inervação direta em

Órgãos alvo

Hipófise anterior

Pâncreas Insulina

Glucagon

TSH - tiroxina GH -ACTH - cortisol

REGULAÇÃO NEURAL DA DISPONIBILIZAÇÃO DE SUBSTRATO DURANTE O EXERCÍCIO

FONTES ENERGÉTICAS DURANTE O EXERCÍCIO

CARBOIDRATO Glicose

Glicogênio = muscular e hepático

glicogenólise

gliconeogênese

GORDURA AGL

Triglicerídeos

lipólise

esterificação

PROTEÍNAS Aminoácidos de cadeia ramificada

Alaninagliconeogênese

LACTATO Ciclo de Cori

RESPOSTAS METABÓLICAS DURANTE O EXERCÍCIO

UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO ENERGÉTICO

UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO

DURAÇÃO DO EXERCÍCIO

10seg. 60seg. > 60 seg.

INTENSIDADE DO EXERCÍCIO

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES – MAQUINARIA METABÓLICA

CONDIÇÃO DAS RESERVAS ENERGÉTICAS

ESTADO DE TREINAMENTO

INTERACTION OF ENERGY SYSTEMS ILLUSTRATING THE PREDOMINANT ENERGY SYSTEM

DURAÇÃO DO EXERCÍCIO

INTENSIDADE

LIMIAR DE LACTATO

EXERCÍCIOS SUBMÁXIMOS – 4 mmolOBLA

INSTALAÇÃO DO LIMIAR DE LACTATO

Taxa de remoção reduzida

Ativação de fibras de contração rápida

Ativação de enzimas glicolíticas

Baixo oxigênio muscular

Glicólise acelerada

Níveis de catecolaminas circulantes

Capacidade do sistema de lançadeira do H+

METABOLISMO DO EXERCÍCIO

Transição repouso ao exercício - défict de oxigênio

FATORES QUE CONTRIBUEM PARA O EPOC

Ressíntese do CP

Remoção de lactato

Restauração do Glicogênio

Elevação da temperatura corporal

Hormônios elevados

Elevação dos componentes cardiovascularesocorridos durante o exercício

COMPONENTE RÁPIDO(2-3 min)

Restauração da mioglobina

Restauração dos níveis de oxigênio

Custo energético da ventilação

Atividade cardíaca elevada

Restauração do ATP-CP

COMPONENTE LENTO

Remoção de lactato

Restauração do Glicogênio

Elevação da temperatura corporal

Hormônios elevados

Elevação dos componentes cardiovascularesocorridos durante o exercício

USE OF MUSCLE GLYCOGEN DURING EXERCISE

RESSÍNTESE DE GLICOGÊNIO MUSCULAR

Recuperação de 60% em 10 horas = DEPENDENTE NO NÍVEL INGESTÃO DE CHO

EXERCÍCIO INTERMITENTE DE CURTA DURAÇÃO VS EXERCÍCIO CONTÍNUO = RESSÍNTESE DE GLICOGÊNIO MUSCULAR

REDUÇÃO DO LACTATO PÓS EXERCÍCIO

PRODUÇÃO DE LACTATO = dependente da intensidade , duração do exercício e intervalo de recuperação.

TEMPO MÉDIO DE RECUPERAÇÃO = 1 HORA

PAUSA ATIVA VS PASSIVA NA RECUPERAÇÃO DO LACTATO

DESTINO DO LACTATO REMOVIDO

METABOLISMO AERÓBICO – CONVERSÃO ATP

CONVERSÃO DE AMINOÁCIDOS

CICLO DE CORI

MENSURAÇÃO DO METABOLISMO ANAERÓBICO

Dosagem de lactato

Teste de Wingate: 30 s 7,5 Kg/Kg de peso corporal

Potência máxima, potência média, índice de fadiga

MENSURAÇÃO DO METABOLISMO AERÓBICO

TESTES DIRETOS : ESPIROMETRIA, CALORIMETRIA

ESTIMATIVAS: TESTES DE CAMPO E LABORATORIAIS

ESTIMATIVA DE UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO ENERGÉTICO

Intensidade

Substrato

Repouso Leve-moderado

Intenso(pique)

Intenso(resistência

)

Proteínas

2-5% 2-5% 2% 5-8%

Glicose/glicogêni

o

35% 40% 95% 70%

Lipídios 60% 55% 3% 15%

Quociente respiratório (QR)

Diferenças químicas na composição dos nutrientes alimentares requerem quantidades de O2 distintas para oxidá-los

Portanto, o substrato metabolizado determina a quantidade de CO2 produzido em relação ao O2 consumido

QR consiste na relação entre quantidade total de CO2 produzido pelo O2 consumido

VCO2 produzidoQR = —————————————

VO2 consumido

Quociente respiratório (QR)

6CO2 produzidoQR = —————————— = 1,0

6O2 consumido

C6H12O6 (glicose) + 6O2 ---- 6CO2 + 6H2O

Quociente respiratório (QR)

16CO2 produzidoQR = —————————— = 0,70

23O2 consumido

C16H32O2 (ácido palmítico) + 23O2 ---- 16CO2 + 6H2O

Quociente respiratório (QR)

63CO2 produzidoQR = —————————— = 0,82

77O2 consumido

C72H112N2O22S (albumina) + 77O2 ---- 63CO2 + 38H2O + SO3 + 9CO(NH2)2

Relação entre QR e utilização de substratos durante exercício submáximo prolongado

Caloric Equivalence of the Respiratory Exchange Ratio (RER) and % kcal From Carbohydrates and Fats

0.71 4.69 0.0 100.0

0.75 4.74 15.6 84.4

0.80 4.80 33.4 66.6

0.85 4.86 50.7 49.3

0.90 4.92 67.5 32.5

0.95 4.99 84.0 16.0

1.00 5.05 100.0 0.0

RER kcal/L O2 Carbohydrates Fats

Energy % kcal

TAXA METABÓLICA BASAL

Taxa metabólica basal – taxa estável de metabolismo energético, medida em aves e

mamíferos sob condições de repouso absoluto, dentro da zona de

termoneutralidade e livre de processos de digestão de alimentos e absorção de

nutrientes.

Taxa metabólica padrão (SMR) – É a energia do metabolismo de um animal medida em repouso, em jejum e a dada temperatura.

Taxa metabólica de campo (FMR) – É a taxa média de utilização de energia metabólica quando um animal se encontra nas suas atividades normais (i.e., desde o repouso à atividade mais extrema).

MASSA MAGRA

SEXO

IDADE

GLÂNDULAS ENDÓCRINAS

LACTAÇÃO

GESTAÇÃO

OUTROS FATORES: SONO, FEBRE, TÔNUS MUSCULAR, EXERCÍCIO

FATORES QUE INFLUENCIAM TAXA METABÓLICA BASAL

FORMAS DE MEDIDA DO GASTO ENERGÉTICO DURANTE O EXERCÍCIO

Kcal /min

l/min

ml/Kg/min

METs = 1 = 3,5 ml/Kg/min

Gasto energético em repouso

TMB 60%

ETA 10 %

Exercício físico 15-25 %

Kcal

Intensidade

Duração

Tipo da atividade

Medida do consumo de oxigênio VO2

Estimativa pela FC

Equação de Harris-Benedict (1919)HOMENS: TMB = 66,47 + (13,75 . P*) + ( 5,00 . A*) - (6,76 . I*)MULHERES: TMB = 655,1 + (9,56 . P*) + ( 1,85 . A*) - (4,68 . I*)

* P = Peso em Kg/ *I = Idade em anos/ *A = Altura em cm

Segundo Cunningham (1991)GEDR = 370 + 21,6 (Massa livre de gordura corporal)

Ex. Para um homem pesando 70kg com 21% de gordura corporal, sua Massa Livre de Gordura (MLG) seria estimada em 55,3 kg e, com isso,

seu GEDR seria de: 370 + 21,6 (55,3) = 370 + 1194,48 = 1564,48 kcal

FAO/WHO/UNU (1985)Idade Gênero Feminino Gênero Masculino

0 a 3 anos 61,0 x P - 51 60,9 x P - 543 a 10 anos 22,5 x P + 499 22,7 x P + 495

10 a 18 anos 12,2 x P + 746 17,5 x P + 65118 a 30 anos 14,7 x P + 496 15,3 x P + 67930 a 60 anos 8,7 x P + 829 11,6 x P + 879+ de 60 anos 10,5 x P + 596 13,5 x P + 487

P = peso corporal em kgSegundo Schofield (1985) Idade Gênero Feminino Gênero Masculino

3 a 10 anos [0,085 x P + 2,033] x 239 [0,095 x P + 2,110] x 23910 a 18 anos [0,056 x P + 2,898] x 239 [0,074 x P + 2,754] x 23918 a 30 anos [0,062 x P + 2,036] x 239 [0,063 x P + 2,896] x 23930 a 60 anos [0,034 x P + 3,538] x 239 [0,048 x P + 3,653] x 239

P = peso corporal em kgSegundo Henry & Rees (1991)

Idade Gênero Feminino Gênero Masculino3 a 10 anos [0,063 x P + 2,466] x 239 [0,113 x P + 1,689] x 239

10 a 18 anos [0,047 x P + 2,951] x 239 [0,084 x P + 2,122] x 23918 a 30 anos [0,048 x P + 2,562] x 239 [0,056 x P + 2,800] x 23930 a 60 anos [0,048 x P + 2,448] x 239 [0,046 x P + 3,160] x 239

P = peso corporal em kg

Métodos para a determinação do Gaso Energético Basal (GEB)Crianças e adolescentes

Método para estimar o Gasto Eergético Basal (GEB) de acordo com o estágio pubertário

Cálculo do Gasto Energético Total (GET) •Método simplificado:

•Multiplicar o GEB por 20 ou 30% no caso de crianças sedentárias. •Multiplicar o GEB por 40 ou 50% no caso de crianças ativas.

•Método detalhado: De acordo com este método deve-se multiplicar o gasto energético basal pelo •fator atividade, de acordo com as atividades realizadas pela criança.

GASTO CALÓRICO DA CRIANÇA E ADOLESCENTE

BALANÇO NITROGENADO

MICRONUTRIENTES: FERRO E CÁLCIO

INGESTÃO DE CARBOIDRATOS

HIDRATAÇÃO

TREINAMENTO SEMANAL

ÍNDICE DE CRESCIMENTO, IDADE, SEXO E NÍVEL DA ATIVIDADE FÍSICA

wAerobic training stresses ST fibers more than FT fibers and causes ST fibers to increase in size.

w Prolonged aerobic training may cause FTb fibers to take on characteristics of FTa fibers, and in some cases a small percentage of ST fibers become FT fibers.

Adaptations to Aerobic Training

w The number of capillaries supplying each muscle fiber increases with training.

w Myoglobin (which stores oxygen) content increases in muscle by about 75% to 80% with aerobic training.

(continued)

Key Points

wAerobic training increases the number and size of mitochondria and the activities of oxidative enzymes.

w Endurance-trained muscle stores more glycogen and triglyceride than untrained muscle.

Adaptations to Aerobic Training

w Increased fat availability and capacity to oxidize fat lead to increased use of fat as an energy source, sparing glycogen.

Adaptations to Anaerobic Training

w Increased muscular strength

w Slightly increased ATP-PCr and glycoytic enzymes; changes in muscle enzyme activity depend on type of training.

w Improved mechanical efficiency

w Increased muscle oxidative capacity (for sprints longer than 30 s)

w Increased muscle buffering capacity

PERFORMANCE IN A 60-S SPRINT BEFORE AND AFTER ANAEROBIC TRAINING

CHANGES IN LACTATE THRESHOLD WITH TRAINING

TRAINING AND BLOOD LACTATE CONCENTRATION

Muscle Buffering Capacity

w Anaerobic training improves muscle buffering capacity, but aerobic training does little to increase the muscles' capacity to tolerate sprint-type activities.

w Improved muscle buffering capacity allows sprint-trained athletes to generate energy for longer periods before fatigue limits the contractile process.

Anaerobically Aerobically Untrained trained trained

Aerobic enzymesOxidative systemSuccinate dehydrogenase 8.1 8.0 20.8Malate dehydrogenase 45.5 46.0 65.5Carnitine palmityl transferase 1.5 1.5 2.3

Anaerobic enzymesATP-PCr systemCreatine kinase 609.0 702.0 589.0Myokinase 309.0 350.0 297.0Glycolytic systemPhosphorylase 5.3 5.8 3.7Phosphofructokinase 19.9 29.2 18.9Lactate dehydrogenase 766.0 811.0 621.0a Denotes a significant difference from the untrained value.

a

a

a

a

a

a

a

Selected Muscle Enzyme Activities (mmol g min ) for Untrained, Anaerobically Trained, and Aerobically Trained Men

-1. . -1

Key Points

wAnaerobic training improves anaerobic performance mostly as a result of strength gains.

w Anaerobic training improves efficiency of movement and thus reduces the energy expended for that movement.

Adaptations to Anaerobic Training

w Bouts of anaerobic training lasting beyond 30 s rely on oxidation for energy; muscle aerobic capacity can be improved with this type of training.

w Anaerobic training increases muscle buffering capacity, thus delaying fatigue.