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BIOENERGÉTICA
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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
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FORMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
ANEROBICAMENTE AEROBICAMENTE
Alático Lático Via oxidativa
Degradação creatina fosfato
Degradação da glicose ou do glicogênio
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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.
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RECREATING ATP WITH PCr
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ATP AND PCr DURING SPRINTING
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METABOLISM OF FAT
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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
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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
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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
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INTERACTION OF ENERGY SYSTEMS ILLUSTRATING THE PREDOMINANT ENERGY SYSTEM
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DURAÇÃO DO EXERCÍCIO
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INTENSIDADE
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LIMIAR DE LACTATO
EXERCÍCIOS SUBMÁXIMOS – 4 mmolOBLA
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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+
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METABOLISMO DO EXERCÍCIO
Transição repouso ao exercício - défict de oxigênio
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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
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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
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USE OF MUSCLE GLYCOGEN DURING EXERCISE
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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
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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
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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
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MENSURAÇÃO DO METABOLISMO AERÓBICO
TESTES DIRETOS : ESPIROMETRIA, CALORIMETRIA
ESTIMATIVAS: TESTES DE CAMPO E LABORATORIAIS
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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%
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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
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Quociente respiratório (QR)
6CO2 produzidoQR = —————————— = 1,0
6O2 consumido
C6H12O6 (glicose) + 6O2 ---- 6CO2 + 6H2O
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Quociente respiratório (QR)
16CO2 produzidoQR = —————————— = 0,70
23O2 consumido
C16H32O2 (ácido palmítico) + 23O2 ---- 16CO2 + 6H2O
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Quociente respiratório (QR)
63CO2 produzidoQR = —————————— = 0,82
77O2 consumido
C72H112N2O22S (albumina) + 77O2 ---- 63CO2 + 38H2O + SO3 + 9CO(NH2)2
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Relação entre QR e utilização de substratos durante exercício submáximo prolongado
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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
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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).
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MASSA MAGRA
SEXO
IDADE
GLÂNDULAS ENDÓCRINAS
LACTAÇÃO
GESTAÇÃO
OUTROS FATORES: SONO, FEBRE, TÔNUS MUSCULAR, EXERCÍCIO
FATORES QUE INFLUENCIAM TAXA METABÓLICA BASAL
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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
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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
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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
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Métodos para a determinação do Gaso Energético Basal (GEB)Crianças e adolescentes
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Método para estimar o Gasto Eergético Basal (GEB) de acordo com o estágio pubertário
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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.
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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
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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)
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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.
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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
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PERFORMANCE IN A 60-S SPRINT BEFORE AND AFTER ANAEROBIC TRAINING
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CHANGES IN LACTATE THRESHOLD WITH TRAINING
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TRAINING AND BLOOD LACTATE CONCENTRATION
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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.
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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
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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.