bionergética e substratos energéticos

BIONERGÉTICA & MOBILIZAÇÃO DE

SUBSTRATOS ENERGÉTICOS

Prof. Ms. Fabio Luis Ceschini

UNIFMU – Pós Graduaçã[email protected]

ENERGIA

Trabalho celular

Atividade cardiovascular

Atividade nervosa e endócrina

Atividade ventilatória

Atividade muscular

Regulação da homeostase

Exercício

Repouso

Macro-nutrientes

Micro-nutrientes

Carboidrato

Gordura

Proteína

Vitaminas

Sais Minerais

Energia Celular

Reguladores

NUTRIENTESMacro X Micro

Nutriente

Carboidrato

Gordura

Proteína

Vitaminas

Sais Minerais

Energia/grama

4 Kcal

9 Kcal

4 Kcal

-

-

Ingestão/dia

6,4 g/kg/dia

1,5 g/Kg/dia

1,0 g/Kg/dia

0,002-60,0 mg0,002-60,0 mg

0,05-1100 mg0,05-1100 mg

Pessoa de 70 Kg com Ingestão Calórica de 3.000 Kcal/dia

FORMAÇÃO DE ENERGIA

Carboidrato Gordura

Proteína

ATP

Formação - Utilização

CONCEITOS & DEFINIÇÕESEnergia química:Energia química:

Energia acumulada dentro das moléculas de macronutrientes em ligações químicas específicas que podem ser transferidas para as células

Bionergética:Bionergética:

Estudo da transferência de energia entre as reações químicas e os tecidos corporais

Metabolismo:Metabolismo:

Processo de reações químicas que resultam em reações de anabolismo ou catabolismo

Conceitos & Definições

Metabolismo – todas as reações orgânicas, dividido em

FASE GLICOLÍTICA – relacionado a depleção de carboidratos com baixos valores de O2

FASE OXIDATIVA – relacionado a respiração mitocondrial e oxidação de carboidrato, gorduras e aminoácidos

Sistema ATP-CP anaeróbico alático

Glicólise lática anaeróbico lático

Glicólise oxidativa

Lipólise

aeróbico

Conceitos & Definições

Produção Aeróbica Produção Anaeróbica

Segundos10 10% 90%30 20% 80%60 30% 70%

Minutos2 40% 60%4 65% 35%10 85% 15%30 95% 5%60 98% 2%120 99% 1%

Contribuição Metabólica de ATP

Reservas de Glicogênio

Glicogênio Hepático

Glicogênio Muscular

Glicogênio Líquidos

Corporais

Total

Gramas

Kcal

110

250

15

375

451

1.025

62

1.53

8

Reservas corporais de glicogênio (energia)

Homem 65 KgWilmore and Costill Physiologiy of Sports and Exercise, 2001

Metabolismo da GlicoseSequência Metabólica

Disponibilidade de glicose

Permeabilidade pela membrana plasmática

Necessidade momentânea de uso metabólico

Atividade enzimática

Disponibilidade de oxigênio na célula

Formação de ATP

Remoção de ácidos metabólicos

Velocidade de uso e ressíntese de ATP

GLICOGÊNIO & ESFORÇO

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Conteúdo de glicogênio muscular (g/100g músculo)

Tem

po d

e ex

aust

ão (

min

utos

)

dieta pobre em CHO

dieta balanceada

dieta rica em CHO

Van Loon, Journal Applied Physiology, 87(4): 1413-1420, 1999

0

10

20

30

40

10 20 30 40Duração do exercício (min)

Exercício leve

Exercício moderado

Exercício intenso

Capitação de glicose pelos músculos inferiores (mM/min)

Resposta da captação da glicose sangüínea durante o exercício

IntensidadeVO2 máx

Carboidrato & ProteínasN

itro

gênio

no S

uor

(mg/h

)

1280

1080

880

480

0

Repouso CHO alto CHO baixo

Exercício

Metabolismo do Ácido GraxoSequência Metabólica

Atividade hormonal HSL

Disponibilidade de acido graxo no sangue

Transporte de ácido graxo livre

Captação muscular

Captação mitocôndrial – acilcarnitina

Reação com o oxigênio

Oxidação no ciclo de Krebs

Fatores que Afetam a Utilização de Substratos

Energéticos Disponibilidade do substrato antes do esforço

Tipo de exercício

Duração do exercício

Intensidade do exercício

Atividade de hormônios que afetam o metabolismo

Disponibilidade de oxigênio celular

Nível de treinamento

Reposição de substratos durante o esforço

Transição Repouso Exercício

SUBSTRATO & INTENSIDADE

SUBSTRATO & ESFORÇO

0 %

2 0 %

4 0 %

6 0 %

8 0 %

1 0 0 %

P r o t e í n a C a r b o i d r a t o s G o r d u r a

Van Loon, Journal Applied Physiology, 87(4): 1413-1420, 1999

Leve & Moderado Intenso eCurta Duração

Repouso Intenso eLonga Duração

0

-2

-4

-6

-8

-10

-12

0 6 meses 12 meses

VIG Alta Duração

MOD Alta Duração

VIG Duração Moderada

MOD Duração Moderada

**

Mudança no Peso Corporal em Mulheres Mudança no Peso Corporal em Mulheres & Intensidade do Exercício& Intensidade do Exercício

* p<0,05* p<0,05

% M

ud

an

ça

no

Pe

so

Co

rpo

ral

SUBSTRATO & DURAÇÃO DO ESFORÇO

0

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

0 6 meses 12 meses

< 150 min/sem

> 150 min/sem

> 200 min/sem

**

**

**

Mudança no Peso Corporal em Mulheres Mudança no Peso Corporal em Mulheres &Minutos de AF por Semana&Minutos de AF por Semana

* p<0,05* p<0,05

% M

ud

an

ça

no

Pe

so

Co

rpo

ral

MOBILIZAÇÃO DE GORDURA E HORMÔNIOS

METABOLISMO DE GORDURA E AÇÃO DAS CATECOLAMINAS E GH

Exercício Aeróbico & GordurasProporção Fibras

Tipo I

Exercício e Exercício e Utilização de Utilização de

GorduraGordura

Atividade Lipoproteína Lipase

Tamanho de Fibras Musculares

Diâmetro Capilares

Atividade Complexo Carnitina Palmital

Transferase Transporte de Lipídeos Dietéticos

para Tecido Muscular

Densidade e Volume da Mitocôndria

Atividade Enzimas Oxidativas

Exercício Vigoroso & Prolongado

Exercício Exercício Prolongado e Prolongado e

IntensoIntenso

Oxidação de Aminoácidos

Síntese de Proteínas

Gasto Energético Pós-Exercício

Atividade Hormonal

EPOC – EXCESS POSTEXERCISE EPOC – EXCESS POSTEXERCISE OXYGEN CONSUMPTIONOXYGEN CONSUMPTION

Tempo de exercícioTempo de exercício

%VO2

máx

EPOCEPOC

InícioInício Fim do exercícioFim do exercício

Steady - Steady - StateState

• DIVIDIDO – Rápido ( = 60 minutos)Prolongado ( horas)

EPOC – depende da intensidade e duração da atividade aeróbica

EPOC – Excess Postexercise Oxygen Consumption

INTENSIDADE DURAÇAO AF EPOC (min)

50 – 80% VO2máx 20 min > 35

80 – 90% VO2máx 30 min > 40

Treinamento força SETS/REPS 30’ – 38h3 x 8-12 70-80% 1 RM Contribui favorável 4 – 8 exercícios na comp. corporal

AERÓBICO x FORÇA variável 25 min além AER


v0

20 40 60

5

10

15

20

EPOCEPOC

Duração do exercício (min)Duração do exercício (min)

Recuperação de 3 horas Recuperação de 3 horas após 20, 40 e 60 após 20, 40 e 60 min/caminhada esteira min/caminhada esteira rolante 70% VOrolante 70% VO2 2 máx.máx.

De Quinn, T.J. et al., Medicine Science Sports and Exercise, 26:908, De Quinn, T.J. et al., Medicine Science Sports and Exercise, 26:908, 19941994


Fatores que Contribuem para o EPOC

EPOC

Ressíntese de ATP e Pcr

Ciclo de Cori lactato/glicogên

io

Oxidação de lactato

Restauração dos estoques de O2 nos

músculos

Aumento da temperatura corporal

Atividade hormonal elevada -

catecolaminas

Aumento FC e ventilação

Fukubay, Y. e col. Clinical Physiology, 20:165, 2000.Fukubay, Y. e col. Clinical Physiology, 20:165, 2000.

Excesso de consumo de Excesso de consumo de OO2 2

pós-exercício (pós-exercício (EPOC)EPOC)

McArdle, Katch & Katch, McArdle, Katch & Katch, 19961996

• Causas:-ressíntese de ATP e CP- ressíntese de lactato (Ciclo de Cori) - restauração de O2 - efeito termogênico:- elevação temperatura corporal- hormônios

- alteração função fisiológica:- cardiovascular- pulmonar - muscular

EFEITO AGUDO DO TREINAMENTO COM PESOS NO EFEITO AGUDO DO TREINAMENTO COM PESOS NO CONSUMO DE OXIGÊNIO PÓS-ESFORÇO : CONSUMO DE OXIGÊNIO PÓS-ESFORÇO :

IMPLICAÇOES PARA O CONTROLE IMPLICAÇOES PARA O CONTROLE DA DA MASSA CORPORAL MASSA CORPORAL

Schuenke,M and Milak,R. Journal of Obesity, 34(11):1793-1800,2002

OBJETIVO:

Verificar o excesso de consumo de oxigênio pós-

esforço (EPOC) após exercícios com pesos em

homens saudáveis

AMOSTRA:

- 07 homens saudáveis (22,0 + 3 anos) – 177 cm e 83 Kg - % gordura 10,4

- Uma sessão de 31 minutos de exercícios com pesos

supino e agachamento

- VO2máx 34 – 29 – 24 e 5 horas (antes)

14 – 19 – 24 – 38 – 43 – 48 horas (pós)

MÉDIA DE REPETIÇÕES E INTENSIDADE EM 4 SÉRIES NA % 1 RM

EXERCÍCIO CARACTERÍSTICA 1 2 3 4

Supino Repetições 10,8 9,0 8,0 9,2

Intensidade (% 1 RM) 73,6 73,8 72,6 70,4

Agachamento Repetições 10,8 8,0 8,8 10,0

Intensidade (% 1 RM) 77,7 77,4 76,5 75,6







CONCLUSÃO:

- O Treinamento de resistência tem sido associado ao VO2 diário e permanece elevado por pelo menos 48

horas, após protocolo de exercícios, sendo sugerido para promover aumento significativo do gasto calórico.

- Porem, a relação com o controle de peso deve ser melhor investigado, comparando-se as evidências de esforços aeróbicos.

OBJETIVO:OBJETIVO:

Verificar o impacto de 7 sessões de treinamento intervalado de alta intensidade durante apenas 2 semanas no metabolismo oxidativo de gordura durante um treinamento contínuo moderado em mulheres.

METODOLOGIA:METODOLOGIA:

- 8 mulheres que praticavam AF recreativa durante 2-3X na semana

- Idade: 22 anos

- Peso:65 Kg

- VO2 pico 2,36 l/min

-Aquecimento:Aquecimento: 10 min (4 alongamento 6 corrida leve-moderada)

Protocolo de exercício

1)1) Aeróbico:Aeróbico: 60 min/bicicleta – 60% VO2 pico – por 3 dias antes e depois do treinamento intervalado.

2)2) Intervalado:Intervalado: 7 sessões realizadas em 13 dias com 1 dia de descanso

Sessões 10X4 min/bicicleta 90% VO2 pico – 2 min/descanso - progressivo

ENZIMAS MITOCONDRIAIS

Beta Hidroxiacil COA

CONCLUSÃO:CONCLUSÃO:

- VO2 pico aumentou 13% após treinamento intervalado (7sessões).

- A oxidação de gordura foi significativamente maior após 7 sessões de treinamento intervalado.

- A utilização de glicogênio diminuiu em 12% após 7 sessões de treinamento intervalado.

- O treinamento intervalado aumentou a oxidação de gordura corporal e a capacidade muscular de oxidação de gordura.

Efeito do Exercício Intervalado Intenso na Oxidação de Lipídeo Durante o Período de Repouso

Malatesta D, Werlen C, Bulfaro S, Cheneviere E and Borrani F. Med Sci Sports Exerc. 41(2): 364-74,2009.

Objetivo:Objetivo:

Comparar a oxidação de lipídeos entre o exercício intervalado intenso e exercício contínuo moderado durante 3h de recuperação em homens jovens

Métodos:Métodos:

12 homens (24.6 anos) Bicicleta

Intervalado: 1min 80% potência aeróbica máxima / 1min 40% / 60min

Contínuo: 60 minutos contínuos 45% VO2

Controle:



Conclusão:Conclusão:

A oxidação de lipídeos durante o período pós-esforço aumentou de forma similar entre os grupos contínuo e intervalado comparado com o grupo controle.

Adaptações Musculares ao Treinamento de Força

Hipertorfia das fibras musculares

Área transversa muscular

Creatinafosfato e glicogênio

Capacidade glicolítica

Capacidade de tamponamento muscular

Capacidade exercício de força alta intensidade

Densidade mitocondrial

Adaptações Musculares ao Treinamento de Aeróbico

Hipertorfia seletiva das fibras do tipo I

Capilares sangüíneo por fibra muscular

Conteúdo de mioglobina

Geração de ATP na mitocôndria – Fosforilação Oxidativa

Hipertrofia e hiperplasia mitocondrial

Conteúdo de glicogênio e triglicerídeos

Capacidade de oxidação de carboidrato e lipídeos

Capacidade de resistência

MUITO OBRIGADOMUITO OBRIGADO

bionergética e substratos energéticos

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