efeito do cÓdigo genÉtico no balanÇo energÉtico e na performance fÍsica leonardo r. silveira...
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EFEITO DO CÓDIGO GENÉTICO NO BALANÇO
ENERGÉTICO E NA PERFORMANCE FÍSICA
Leonardo R. Silveira
Escola de Educação Física e Esportes
Universidade de São Paulo – USP - Ribeirão Preto, SP
BALANÇO ENERGÉTICO
Gasto energético
Bouchard C et al. N. Engl. J. Med. 1990.
Relação entre gasto energético e atividade física
Luck A et al. Am J Clin Nutrition. 2002.
Efeito do exercício (balanço negativo) na perda de peso
Efeito do balanço energético negativo na gordura visceral
Efeito do treinamento físico na taxa metabólica basal
Joosen et al. Am J Clin Nutrition. 2005
Interação entre fenótipo e consumo energético
Teoria dos “thrifty genes” (genes de poupança)
Incidência do Diabetes mundial
Relação entre gasto energético e massa corporal
CÓDIGO GENÉTICO
Obesity reviews (2004) 5, 3–12
Silveira LR et al. J Physiol. 2008
Lepitina e gêne da obesidade
Obese gene (-ob)
Fenótipo do gene -ob
Mapa da obesidade
PGC- 1 (peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)- coactivator 1)
Puigserver P & Spiegelman BM (2003). Endoc Reviews 24, 78-90.
matrix
GDP (-)
H
H
H+
H+
UCP3
NEFA (+)
DESACOPLAMENTO VIA UCP3
Regulação
ME
Garlid et al. 1998
-
-
∆μ H+
I II III IV
H+
ATP/ADP
e-
e-
e- + O2 H2O
Matriz
Estado Desacoplado
O2
Desacoplador
H+
Lehninger, AL. et al. Principles of Biochemistry, 2 ed. Irving Place, NY, 2000.
H+H+H+
μ H+
I II III IV
H+ATP/ADP
μ H+
I II III IV
H+ATP/ADP
e-e- e-e-
e- e-e- e-e- e-e-e- e-e-e-e-e-
e- + O2 O-2
Matriz
M. Ext
O2
H+H+H+
NADH FADH2
Δμ H+
I II III IV
H+ATP/ADP
e- e-e- + O2 H2O
Matriz
O2
Desacoplador
H+
H+H+H+
Silveira LR et al. (2008) J. Cell Physiol. (in press).
Acetil -CoA
TCA
Cycle
GLUT
Glucose
G-6-P
Pyruvate Lactate
Extrac
Cytosol
LactateGlucose
Acetil -CoA
TCA
Cycle
GLUT
Glucose
G-6-P
Pyruvate Lactate
Extrac
Cytosol
LactateGlucose
CPT -I
FA - CoA b- Oxid
CPT - II
CAT
FFAT
FFA
Facyl - CoA
CPT -I
FA - CoA b-
CPT - II
CAT
FFAT
FFA
Facyl - CoA
NAD FAD
NADH FADH 2
III
III IVe-e- e- e-
F0
++++
+ + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - -(Δ y)
(Δ pH)
ADP/
ATP
Tran
spor
ter
-Muscle activity
- Active transporte
-Biosynthesis
-Metabolism
NAD FAD
NADH FADH 2
III
III IVe-e- e- e-
F0
++++
+ + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - -(Δ y)
(Δ pH)
ADP/
ATP
Tran
spor
ter
-Muscle activity
- Active transporte
-Biosynthesis
-Metabolism
O2 H2OO2 H2O
H+ H+H+
H+
H+ H+H+
H+
ADP+Pi
ATP
ADP+Pi
ATP
Qualquer alteração permanente do DNA: substituição de nucleotídeos, inserção ou deleção de pares de base
Mutações Gênicas
Anemia falciforme
A substituição de nucleotídeo pode levar àsubstituição de uma trinca de bases por outra
Substituição de Nucleotídeos
Um ou mais pares de bases, ou de Codons
• Alteração da leitura da tradução, resultando em uma proteína com sequência de aminoácidos diferentes
Deleções e Inserções
www.virtual.epm.br/.../genetica/htm/mutacao.htm - Escola Paulista de Medicina
Mutações Sem SentidoNormalmente a tradução do RNAm cessa quando um códon finalizador ( UAA, UAG e UGA) é alcançado.
Mutações no Processamento do RNAmMecanismo pelo qual os íntrons são excisados do RNA não processado e os éxons unidos para formar um RNAm maduro depende de determinadas sequências de nucleotídeos localizadas nos sítio aceptor (intron/exon) e no sítio doador (exon/intron) . As mutações podem afetar as bases no sítio doador ou aceptor, interferindo na emenda normal do RNA naquele sítio ou podem envolverem substituições de bases dos íntrons.
www.virtual.epm.br/.../genetica/htm/mutacao.htm - Escola Paulista de Medicina
Polimorfismo
- Alterações da sequência do DNA dentro de uma mesma população com frequência igual ou superior a 1%;
- Quando presente na região codificadora do gene, altera a expressão ou a função proteíca;
DNA mitocondrial
Terapia gênica
Manipulação da síntese de proteína
Inibição da expressão gênica
Genética
Exercício Físico
Gasto calórico
Exercício Físico
Genética
Suplementação de creatina: o que há de novo?
Produção de Energia
McArdle et. al. 4a Ed.
ADP + PCr + H+CK
ATP + Cr
CK: creatina quinase
ATP + AMP2 ADP AK
Sjodin, B; Hellsten, Y; Apple, F. Sports Med. 10:236-54, 1990
VIA DE FORMAÇÃO DE ATP (anaeróbia)
IMP hipoxantina
xantina
ácido úrico
NH3 + PiAD
XO
XO
AD - adenina deaminaseXO- xantina oxidase
AK - adenilato kinase
Origem da creatina
Síntese e excreção de creatina
Biochemistry of Exercise IX
Total: 120g
Variação de energia livre da hidrólise da fosfocreatina
Metabolismo do ATP e PCr
Metabolismo do ATP e PCr durante a contração muscular
ATP
ADP
Cr
PCr
ATP
ADP F. oxidativa
Cr
PCr
CKc CKm
VIAS METABÓLICAS
Sistema ATP-CP
Engelhardt, M et al. Med. Sci. Sports & Exerc. 1998.
Consumo de oxigênio e metabolismo anaeróbio
Creatina em músculo esquelético
Biochemistry of Exercise IX
ADP + PCr + H+CK
ATP + Cr
Repouso: ATP , ADP , PCr , Cr
Exercício: ATP ,ADP , PCr , Cr
Recuperação: ATP , ADP , PCr , Cr
Regulação do sistema APT-CP
Biochemistry of Exercise IX
Efeito da suplementação na conc. intramuscular
Biochemistry of Exercise IX
Efeito da suplementação na Performance
Biochemistry of Exercise IX
TREINAMENTO DE RESISTÊNCIA
Força vs Hipertrofia
MaCardle et. al. 4a Ed.
Efeito da variabilidade
Biochemistry of Exercise IX
REGULAÇÃO METABÓLICASistema da Fosfocreatina X glicólise anaeróbia
REGULAÇÃO METABÓLICA DURANTE O EXERCÍCIO INTERMITENTE
Biochemistry of Exercise IX
10% 20% 30% 40% 50%0
2
4
6
8
10
12
14
*
*
#
#
#
#
#
*
*
*
Lact
ato
(m
M)
Intensidade (%)
Intermitente intenso
0
1
2
3
4
5
6
7
8
**
* *
*
recuperaçãoexercício intermitenteexercício contínuo
40353027242118151050
Lacta
to (
mM
)
Tempo (min)
Contínuo/Intermitente
REGULAÇÃO METABÓLICA DA VIA GLICOLÍTICA
Creatine
Before 36h 60h0
1000
2000
3000
4000
# *
# $ *
B
Mean
CK
(U/L
)
Placebo
Before 36h 60h0
1000
2000
3000
4000#
# $
A
Mean
CK
(U/L
)
Creatine
Before 36h 60h0
200
400
600
800
1000
# $ # $
B
Mean
LD
H (
U/L
)
Placebo
Before 36h 60h0
200
400
600
800
1000
#
#
A
Mean
LD
H(U
/L)
Placebo
Before 36h 60h0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Mean
A
#
# $CRP
(mg/L
)
Creatine
Before 36h 60h0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Mean
B
# $ *
$ *CRP
(mg/L
)
Creatine
Before 36h 60h0
50
100
150
200
250
300B
Mean
GOT
(U/L
)
Placebo
Before 36h 60h0
50
100
150
200
250
300
A
Mean
GOT
(U/
L)
Glutamic Oxaloacetic Transaminase (GOT)
Bassit RA; Pinheiro CHJ; Sproesser AJ; Silveira LR; Curi R. Amino acids, 2009.