bioenergetica

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BIOENERGÉTICA
SUBSTRATO PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA
Carboidratos
Glicose
Glicogênio
Preservar proteínas
Ativador metabólico
Fonte de energia - SNC
Ácidos graxos
Lipídios
Triglicerídeos
Esteróides
Proteínas
Essenciais
Não essenciais
Fonte de energia
Isolante térmico
Carreador de Vitaminas
Estrutural
Hormonal
Carregamento
FORMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
ANEROBICAMENTE
Alático
Lático
AEROBICAMENTE
Via oxidativa
Degradação da glicose ou do glicogênio
Degradação creatina fosfato
Body Stores of Fuels and Energy
g
kcal
Carbohydrates
Liver glycogen
Muscle glycogen
Glucose in body fluids
Fat
Subcutaneous and visceral
110
500
15
451
2,050
62
Total
625
2,563
7,800
73,320
161
1,513
7,961
74,833
Intramuscular
Total
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
REGULAÇÃO NEURAL DA DISPONIBILIZAÇÃO DE SUBSTRATO DURANTE O EXERCÍCIO
Hipotálamo
Tronco cerebral
Medula supra-renal
Inervação direta em
Órgãos alvo
Insulina
Pâncreas
Catecolaminas
Hipófise anterior
Glucagon
TSH - tiroxina
GH ACTH - cortisol
FONTES ENERGÉTICAS DURANTE O EXERCÍCIO
CARBOIDRATO
Glicose
Glicogênio = muscular e hepático
GORDURA
glicogenólise
gliconeogênese
AGL
Triglicerídeos
PROTEÍNAS
esterificação
Aminoácidos de cadeia ramificada
Alanina
LACTATO
lipólise
Ciclo de Cori
gliconeogênese
RESPOSTAS METABÓLICAS DURANTE O EXERCÍCIO
UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO ENERGÉTICO
DURAÇÃO DO EXERCÍCIO
10seg. 60seg. > 60 seg.
UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO
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 mmol
OBLA
Taxa de remoção reduzida
Ativação de fibras de contração rápida
Ativação de enzimas glicolíticas
INSTALAÇÃO DO LIMIAR
DE LACTATO
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
Ressíntese do CP
Remoção de lactato
FATORES QUE CONTRIBUEM
PARA O EPOC
Restauração do Glicogênio
Elevação da temperatura corporal
Hormônios elevados
Elevação dos componentes cardiovasculares
ocorridos durante o exercício
Restauração da mioglobina
COMPONENTE RÁPIDO
(2-3 min)
Restauração dos níveis de oxigênio
Custo energético da ventilação
Atividade cardíaca elevada
Restauração do ATP-CP
Remoção de lactato
Restauração do Glicogênio
COMPONENTE LENTO
Elevação da temperatura corporal
Hormônios elevados
Elevação dos componentes cardiovasculares
ocorridos 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
Repouso
Levemoderado
Intenso
(pique)
Intenso
(resistência)
Proteínas
2-5%
2-5%
2%
5-8%
Glicose/
glicogênio
35%
40%
95%
70%
Lipídios
60%
55%
3%
15%
Substrato
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 produzido
QR = —————————————
VO2 consumido
Quociente respiratório (QR)
C6H12O6 (glicose) + 6O2 ---- 6CO2 + 6H2O
6CO2 produzido
QR = —————————— = 1,0
6O2 consumido
Quociente respiratório (QR)
C16H32O2 (ácido palmítico) + 23O2 ---- 16CO2 + 6H2O
16CO2 produzido
QR = —————————— = 0,70
23O2 consumido
Quociente respiratório (QR)
C72H112N2O22S (albumina) + 77O2 ---- 63CO2 + 38H2O +
SO3 + 9CO(NH2)2
63CO2 produzido
QR = —————————— = 0,82
77O2 consumido
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
Energy
% kcal
RER
kcal/L O2
Carbohydrates
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
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).
FATORES QUE INFLUENCIAM TAXA METABÓLICA BASAL
MASSA MAGRA
SEXO
IDADE
GLÂNDULAS ENDÓCRINAS
LACTAÇÃO
GESTAÇÃO
OUTROS FATORES: SONO, FEBRE, TÔNUS MUSCULAR, EXERCÍCIO
TMB 60%
Gasto energético em repouso
ETA 10 %
Kcal
Exercício físico 15-25 %
FORMAS DE MEDIDA DO GASTO ENERGÉTICO DURANTE O EXERCÍCIO
Intensidade
Medida do consumo de oxigênio VO2
Duração
Tipo da atividade
Estimativa pela FC
Kcal /min
l/min
ml/Kg/min
METs = 1 = 3,5 ml/Kg/min
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
0 a 3 anos
3 a 10 anos
10 a 18 anos
18 a 30 anos
30 a 60 anos
+ de 60 anos
Idade
3 a 10 anos
10 a 18 anos
18 a 30 anos
30 a 60 anos
Idade
3 a 10 anos
10 a 18 anos
18 a 30 anos
30 a 60 anos
Gênero Feminino
Gênero Masculino
61,0 x P - 51
60,9 x P - 54
22,5 x P + 499
22,7 x P + 495
12,2 x P + 746
17,5 x P + 651
14,7 x P + 496
15,3 x P + 679
8,7 x P + 829
11,6 x P + 879
10,5 x P + 596
13,5 x P + 487
P = peso corporal em kgSegundo Schofield (1985)
Gênero Feminino
Gênero Masculino
[0,085 x P + 2,033] x 239
[0,095 x P + 2,110] x 239
[0,056 x P + 2,898] x 239
[0,074 x P + 2,754] x 239
[0,062 x P + 2,036] x 239
[0,063 x P + 2,896] x 239
[0,034 x P + 3,538] x 239
[0,048 x P + 3,653] x 239
P = peso corporal em kg
Segundo Henry & Rees (1991)
Gênero Feminino
[0,063 x P + 2,466] x 239
[0,047 x P + 2,951] x 239
[0,048 x P + 2,562] x 239
[0,048 x P + 2,448] x 239
P = peso corporal em kg
Gênero Masculino
[0,113 x P + 1,689] x 239
[0,084 x P + 2,122] x 239
[0,056 x P + 2,800] x 239
[0,046 x P + 3,160] x 239
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
ÍNDICE DE CRESCIMENTO, IDADE, SEXO E NÍVEL DA ATIVIDADE FÍSICA
BALANÇO NITROGENADO
MICRONUTRIENTES: FERRO E CÁLCIO
INGESTÃO DE CARBOIDRATOS
HIDRATAÇÃO
TREINAMENTO SEMANAL
Adaptations to Aerobic Training
w Aerobic 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.
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
Adaptations to Aerobic Training
w Aerobic 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.
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.
Selected Muscle Enzyme Activities
(mmol . g-1 . min-1) for Untrained, Anaerobically
Trained, and Aerobically Trained Men
Aerobic enzymes
Oxidative system
Succinate dehydrogenase
Malate dehydrogenase
Carnitine palmityl transferase
Anaerobic enzymes
ATP-PCr system
Creatine kinase
Myokinase
Glycolytic system
Phosphorylase
Phosphofructokinase
Lactate dehydrogenase
a
Untrained
Anaerobically
trained
8.1
45.5
1.5
8.0
46.0
1.5
609.0
309.0
702.0 a
350.0 a
589.0
297.0
5.3
19.9
766.0
5.8
29.2 a
811.0
3.7 a
18.9
621.0
Denotes a significant difference from the untrained value.
Aerobically
trained
20.8 a
65.5 a
2.3 a
Key Points
Adaptations to Anaerobic Training
w Anaerobic 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.
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.

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