respostas e adaptações metabólicas ao exercício

8
1 Bioquímica da Contração Muscular TIPOS DE MÚSCULO Liso Cardíaco Esquelético ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO Feixe de fibras musculares Fibra muscular Músculo Miofibrila SARCÔMERO COMPOSIÇÃO DO SARCÔMERO FILAMENTO FINO FILAMENTO GROSSO ESTRUTURA DO SARCÔMERO Banda A Zona H Linha Z Banda I Sarcômero

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Respostas e Adaptações Metabólicas Ao Exercício bioquimica ensino superior

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  • 1

    Bioqumica da Contrao Muscular

    TIPOS DE MSCULO

    Liso Cardaco Esqueltico

    ESTRUTURA DO MSCULO ESQUELTICO

    Feixe de fibras musculares

    Fibra muscular

    Msculo

    Miofibrila

    SARCMERO

    COMPOSIO DO SARCMERO

    FILAMENTO FINO

    FILAMENTO GROSSO

    ESTRUTURA DO SARCMERO

    Banda A

    Zona H

    Linha Z

    Banda I

    Sarcmero

  • 2

    Cabea

    Cauda

    MOLCULA DE MIOSINA

    FILAMENTO GROSSO FILAMENTO FINO ACTINA TROPOMIOSINA E TROPONINA

    MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR - ESTMULO NEURONAL -

    MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR - REGULAO PELO CLCIO -

    MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR ! Encurtamento do sarcmero

    (deslizamento das miofibrilas)

    Potencial de ao Juno neuromuscular

    Liberao do clcio

    Ligao cruzada Quebra do ATP e formao da ponte acto-miosina

    Travamento

    Desprendimento

    Engatilhamento

    Ligao

    Deslizamento

    (-) (+)

    Filamento fino

    Cabea da miosina

    Gerao de fora

    Hidrlise

    Filamento grosso (miosina)

    MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR

  • 3

    MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR

    - DESLIZAMENTO DAS MIOFIBRILAS -

    VIAS DE REPOSIO DO ATP

    H2CO - P - O - P - O - P - O-

    Adenosina-trifosfato (ATP)

    O

    N

    N N

    N NH2

    OH HO

    O- I

    O- I

    O- I

    II O

    II O

    II O

    ANAERBICA - ATP/PC - MIOCINASE - Gliclise (fermentao) AERBICA

    Adenosina-difosfato (ADP)

    H2CO - P - O - P - O- O

    N

    N N

    N NH2

    OH HO

    O- I

    O- I

    II O

    II O

    O - P - O-

    O- I

    II O

    Fosfato inorgnico

    (Pi)

    +

    CONTRAO MUSCULAR

    PAPEL DA FOSFOCREATINA - Sistema PCr/ATP -

    ATP

    Creatina

    FOSFOCREATINA CINASE

    ADP

    CONTRAO MUSCULAR

    Fosfocreatina

    REAO DA MIOCINASE

    ADENILATOCINASE (MIOCINASE)

    ADP AMP

    ATP ADP

    CONTRAO MUSCULAR

    GLICEROL

    C. GRAXO

    TRIACILGLICEROL

    COLESTEROL CORPOS

    CETNICOS

    GLICOSE

    TRIOSE P

    PIRUVATO

    CADEIA RESPIRATRIA E FOSFORILAO OXIDATIVA

    CICLO DE KREBS

    PENTOSE GLICOGNIO

    ACETIL-CoA

    PROTENAS

    AMINOCIDOS

    NH4+

    URIA

    OUTROS COMPOSTOS

    NITROGENADOS

    Viso Geral do Metabolismo

  • 4

    FONTES ENERGTICAS PRIMRIAS DO MSCULO ESQUELTICO EM

    ATIVIDADE MOTORA

    MECANISMO METABLICO COMBUSTVEL EXIGNCIA DE O2

    RENDIMENTO ENERGTICO

    ATP/CP GLICLISE ANAERBIA MIOCINASE OXIDAES MITOCONDRIAIS

    FOSFOCREATINA

    GLICOSE (GLICOGNIO)

    ADP

    GLICOGNIO LIPDEOS

    PROTENAS

    Potncia e Capacidade Mximas dos Sistemas Energticos Musculares

    SISTEMA POTNCIA MXIMA

    (moles de ATP por minuto)

    CAPACIDADE MXIMA

    (moles totais de ATP disponveis)

    Fosfagnios (ATP-PCr)

    3,6 0,7

    Gliclise anaerbica 1,6 1,2

    Fosforilao Oxidativa (a partir do glicognio)

    1,0 90,0

    Expresso diferencial de

    genes

    Especializao metablica dos rgos

    Cada rgo desempenha

    um papel particular no metabolismo

    Integrao Metablica Entre os Tecidos do Corpo

    Glicose 33%

    Gorduras 67%

    Combustveis do Msculo em Repouso

    Calorias Metablicas Derivadas dos Alimentos

    0 2 4 6 8 10

    lcool

    Gorduras

    Protenas

    Carboidratos

    Kcal/g

    Essencialidade de vitaminas, minerais e gua

    TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES

    Fibra tipo IIb (branca) contrao rpida (CR)

    Fibra tipo I (vermelha) contrao lenta (CL)

    Esquiador de longa

    distncia

    Corredor de longas

    distncias

    Nadador

    No-atletas treinados

    Levantador de peso

    Corredor de velocidade

    Fibras de contrao lenta so melhor adaptadas para sustentar a atividade aerbica

    Fibras de contrao rpida podem gerar o mximo de tenso rapidamente, mas fadigam mais rapidamente

    Porcentagem muscular de fibras de contrao lenta

    Captao mxima de O2 (mL/min/kg)

  • 5

    PRINCIPAIS CARACTERSTICAS DISTINTIVAS DOS TIPOS DE FIBRAS

    FIBRA TIPO I (CL)

    FIBRA TIPO IIb (CR)

    CONTEDO DE MIOGLOBINA DEPENDNCIA DE O2 IRRIGAO SANGUNEA METABOLISMO VELOCIDADE E FORA DE CONTRAO SUBSTRATO PREFERIDO

    CONTEDO DE TRIACILGLICERIS E MITOCNDRIAS

    CONTEDO DE GLICOGNIO

    OXIDATIVO GLICOLTICO

    CIDO GRAXO CARBOIDRATO

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS DE ALTA INTENSIDADE (EAI)

    ! Atividades motoras no estveis ! Combustveis: fosfocreatina, ADP (miocinase) e

    glicognio

    INTEGRAO DO USO DE FOSFOCREATINA E GLICOGNIO

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

    0-1,3 0-2,6 0-5 0-10 10-20 20-30

    Prod

    uo

    de

    ATP

    (m

    mol

    /kg/

    s dm

    )

    Tempo (s)

    PCr Gliclise

    Taxas de ressntese anaerbica do ATP, a partir da fosfocreatina e da gliclise

    30 seg 60 seg 2 min 5 min

    50

    100

    Por

    cent

    agem

    de

    ener

    gia

    prod

    uzid

    a

    Durao do exerccio ATP Fosfocreatina Gliclise anaerbia Oxidao aerbia

    Contribuio dos sistemas energticos durante o exerccio

    ! Glicogenlise uso da glicose sangunea ! [Lactato] Liplise do tec. Adiposo ! Carnitina limitante Oxid. de AG intramusc.

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS DE ALTA INTENSIDADE COM MAIS DE 30 SEG. DE DURAO

  • 6

    ! Ressntese de fosfocreatina nos perodos de repouso

    ! Menor acmulo de lactato ( do fluxo da PDH)

    PERODOS REPETIDOS DE EXERCCIO

    ! Interrupo do suprimento de energia ! Acmulo de subprodutos metablicos

    (retroinibio) ! Falha no mecanismo contrtil

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS DE ALTA INTENSIDADE (EAI) - FADIGA

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP)

    ! Atividades motoras estveis ! Combustveis: fosfocreatina, carboidratos e gordura ! Glc (GG musc.) AG + Glc AG + AA ramificados

    (Val, Leu, Ile) ! Vias:

    Glicogenlise musc., Liplise, Glicogenlise hept., Neoglicognese, Oxid. aa ramif.

    30 seg 60 seg 2 min 5 min

    50

    100

    Por

    cent

    agem

    de

    ener

    gia

    prod

    uzid

    a

    Durao do exerccio ATP Fosfocreatina Gliclise anaerbia Oxidao aerbia

    Contribuio dos sistemas energticos durante o exerccio ! Carboidrato muscular ( 80 min. de exerccio) ! Lipdios e glicognio heptico manuteno do exerccio

    ! Glc AG + Glc AG + AA ramificados (Val, Leu, Ile)

    Integrao da oxidao de carboidratos e gordura

    Captao de oxignio e nutrientes pelas pernas durante exerccio prolongado de intensidade moderada

    0

    5

    10

    15

    20

    Repouso 40 90 180 240

    Cap

    ta

    o de

    oxi

    gni

    o

    (mm

    ol/m

    in)

    Combustveis no hematgenos

    cidos graxos livres

    Glicose

    27%

    37%

    36%

    22% 14%

    8%

    37% 50% 62%

    41% 36% 30%

    Exerccio (min)

  • 7

    ! glicogenlise, neoglicognese, ciclos de cori e glicose-alanina

    Glicose

    Glicose

    Piruvato

    Lactato

    Piruvato

    Lactato

    Lactato

    Glicose Glicose

    CICLO DE CORI

    NEOGLICOGNESE GLICLISE

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP) Participao do Fgado

    ! glicogenlise, neoglicognese, ciclos de cori e glicose-alanina

    CICLO Glc-Ala

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP) Participao do Fgado

    ! Resistncia liberao de Ca2+

    ! Depleo de carboidratos: Depleo de intermedirios

    do CK [ADP] [IMP]

    ! Desidratao ! Dano do tecido muscular

    RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP) - FADIGA

    Reservas intramusculares de gordura

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

    Homens destreinados

    Homens treinados

    Mulheres destreinadas

    Lip

    dio

    s in

    trac

    elu

    lare

    s (V

    ol%

    )

    Efeitos do treinamento sobre o potencial aerbico do msculo esqueltico

    0 20 40 60 80 100 120 140

    Nmero de mitocndrias

    Oxidao das gorduras

    Oxidao do glicognio

    Contedo de mioglobina

    Aumento percentual

  • 8

    Alteraes na quantidade e no tamanho das mitocndrias do msculo esqueltico humano aps treinamento

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Aum

    ento

    na

    quan

    tidad

    e de

    mito

    cnd

    rias

    (%)

    Semanas de treinamento

    0

    50

    100

    150

    200

    Destr

    ein

    Atlet

    as

    Tam

    anh

    o d

    as m

    itoc

    nd

    rias

    (n

    m)

    ADAPTAES MUSCULARES AO TREINAMENTO DE RESISTNCIA

    ! Hipertrofia seletiva das fibras de contrao lenta (tipo I)

    ! quantidade de capilares sanguneos por fibra muscular

    ! contedo de mioglobina ! capacidade de gerar ATP pela

    fosforilao oxidativa ! tamanho e quantidade de

    mitocndrias ! capacidade de oxidao de

    lipdios e carboidratos ! confiana nos lipdios como combustvel ! contedo de glicognio e de triacilgliceris ! capacidade de resistncia

    Contedo de glicognio muscular

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    Antes Aps

    Glic

    ogn

    io m

    usc

    ula

    r (g

    ram

    as p

    or q

    uilo

    gra

    mas

    )

    Treinamento (4 dias/semana, 20 semanas)

    Efeitos do treinamento sobre o potencial anaerbico do msculo esqueltico

    0 20 40 60 80 100 120

    Atividade PFK

    Reservas de PCr

    Atividade de CPK

    Atividade de ATPase

    Reservas de ATP

    Atividade de MK

    Aumento percentual

    Gliclise anaerbcia

    Sistema de Fosfagnios

    ADAPTAES MUSCULARES AO TREINAMENTO DE FORA

    ! Hipertrofia das fibras musculares

    ! rea transversa do msculo ! contedo de fosfocreatina e de

    glicognio ! capacidade glicoltica ! capacidade do exerccio de

    fora e de alta intensidade ! densidade mitocondrial ! Melhoria da capacidade de

    tamponamento sanguneo e muscular