Metabolismo de produção de energia: Exercícios e demandas energéticas

Apresentação em tema: "Metabolismo de produção de energia: Exercícios e demandas energéticas"— Transcrição da apresentação:

1 Metabolismo de produção de energia: Exercícios e demandas energéticas
Aula 3 Metabolismo de produção de energia: Exercícios e demandas energéticas

2 O que é energia? “Energia é a habilidade de realizar trabalho físico e biológico que requerem contrações musculares, cardíacas e esquelética” “Capacidade de realizar trabalho ou transferir calor”

3 O que é energia? Na nutrição ela se refere à maneira pela qual o corpo faz uso da energia contida na ligação química dentro do alimento.

4 Como se calcula a energia liberada?
Quantidade de energia liberada em uma reação biológica se calcula a partir da quantidade de calor produzido (kcal). 1 kcal = a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1kg de água desde 14.5ºC a 15.5ºC De onde provém a energia?

5 De onde vem a energia? A fotossíntese é o processo através do qual as plantas, e alguns outros organismos transformam energia luminosa em energia química. Sem ela, os animais e muitos outros seres seriam incapazes de sobreviver porque a base da sua alimentação estará sempre nas substancias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes.

6 Fotossíntese A equação simplificada do processo é a formação de glicose: 6H2O + 6CO2 → 6O2 +C6H12O6 + 686 Kcal 1 mol de GLI

7 Produção de energia adenina trifosfato ribose

8 Trifosfato de adenosina (ATP)
Metabolismo e os macronutrientes Carboidratos, proteínas e gorduras Trifosfato de adenosina (ATP) Obter Energia Formar moléculas precursoras de unidades celulares (proteínas, ácidos nucleicos) Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias às funcoes vitais (catabolismo, anabolismo)

9 Utilização do ATP

10 Exigências energéticas diária
Taxa Metabólica Basal Efeito Térmico da comida Efeito térmico da atividade

11 Exigências energéticas diária

12 Exigências energéticas
Taxa Metabólica Basal 60 a 75% do Consumo diário total de energia Manutenção da temperatura corporal, reações químicas, condução elétrica e atividade nervosa, trabalho mecanico-muscular. Quantidade de energia utilizada em 24 horas por uma pessoa deitada, em repouso físico e mental.

13 Taxa metabólica basal ou de repouso
Depende : - sexo, - idade, - genética, - tamanho corporal, - composição corporal, - hormônios, - febre ( 7% para cada grau)

14 Exigências energéticas
2) Efeito Térmogenico do alimento 10% do Consumo diário total de energia Aumento do gasto de energia que segue à ingestão de alimento: - Digestão - Absorção - Metabolismo dos alimentos

15 Exigências energéticas
3) Efeito térmico da atividade 15 – 30% do Consumo diário total de energia movimentos espontâneos, voluntários de atividades musculares planejadas, (exercícios)

16 Efeito térmico da atividade
Depende: - duração, - intensidade, - tipo de exercício, - massa corporal

17 Produção/Uso: Metabolismo
Várias vias metabólicas resultam na síntese de moléculas (anabolismo) ou degradação de moléculas (catabolismo) VIA METABÓLICA Série de reações catalisadas por enzimas na qual o precursor/substrato é convertido em produto final, por meio de compostos intermediários denominados metabólitos.

18 Vias Metabólicas

19 Definição das Necessidade Energéticas
- 1 Calorimetria direta - 2 Calorimetria Indireta - 3 Técnica água duplamente marcada (DLW) - 4 TMB + Fator atividade

20 Métodos de avaliação do gasto energético.
1 Calorimetria Direta

21 Métodos de avaliação do gasto energético.
2 Calorimetria Indireta + 95% da energia gasta pelo corpo deriva das reações do O2 com os diferentes alimentos. 2) As taxas de O2 y CO2 trocados nos pulmões igualam as taxas trocadas nos tecidos; Espirómetro Consumo Calórico

22 Coeficiente Respiratório (QR)
R = VCO2/VO2 QR indica que tipo de substrato estamos oxidando Carboidrato 1,0 Dieta Mista 0,85 (CHO + Lip) Proteína ,82 Gordura ,7

23 Espirometria A energia liberada quando a gordura é o único nutriente metabolizado é de 4,7 Kcal / Litro de O2, enquanto a energia liberada quando somente são utilizados os carboidratos é de 5,04 Kcal / Litro de O2

24 Métodos de avaliação do gasto energético.
3 Técnica água duplamente marcada (DLW) Ingestão de água marcada com isótopos estáveis (não radioativos) tanto do hidrogênio (deutério 2H2) quanto do oxigênio (18O). O gasto energético pode ser calculado por meio da monitoração periódica da concentração desses isótopos nos fluidos corporais para compará-los com taxas deferentes de seus desaparecimentos. Desvantagens: Custo e disponibilidade de amostras e análises Vantagens: útil na monitoração do gasto energético durante período de vários dias ou semanas.

25 Métodos de avaliação do gasto energético.
4 Taxa de Metabolismo Basal + Fator atividade

26 Taxa de Metabolismo Basal (TMB)
FAO/WHO/UNU (1985)

27 Taxa de Metabolismo Basal (TMB)
Segundo Schofield (1985)

28 Taxa de Metabolismo Basal (TMB)
Segundo Henry & Rees (1991)

29 O gasto/consumo energético Fator atividade (Fa)
( McARDLE e col., 1992)

30 O gasto/consumo energético – METS Equivalente Metabólico

31 Estudo de caso Praticante de academia e estudante (F), idade 23 anos, 72 Kg, 1.68 m Horas de sono: 8 x 1 = 8 Horas de estudo: 7 x 1.3 = 9.1 Atividades rotina (comer, ver televisao, assear): 7.5 x 1.2 = 9 Horas de atividade física (musculaçao 1 hora + corrida na esteira 30`): (1 x 6) + (0.5 x 8) = = 10 FA:Σ das atividades ( ) /24 h = 1.50

32 Estudo de caso (cont.) TMB: 1514 Cal (FAO) NET: TMB x Fa
NET: 1514 x 1.50 = 2271 Cal

33 Bioenergética Conceito
Bioenergética: processo metabólico para produção de energia biologicamente utilizável proveniente dos nutrientes alimentares (carboidratos, lipídios e proteínas)

34 Reserva energética ideal
A molécula deve possuir uma grande quantidade de energia sobre unidade de peso. O substrato deve possuir uma rápida conversão a combustível oxidável. Esta substancia deve ser osmoticamente inativa. A oxidação da reserva não deve gerar alterações metabólicas.

35 Sistemas de energia 3 tipos sistemas para produção de energia: - ATP
ATP – CP Glicolítico (lático) Oxidativo (aeróbico) Objetivo: O objetivo de cada sistema é liberar energia dos produtos químicos ou alimentos e transforma-la em ATP podendo assim ser utilizadas nas contrações musculares e atividades físicas. ATP: Trifosfato de Adenosina

36 1) Tempo da utilização dos sistemas de produção de energia

37 Substrato energético predominante

38 Substrato energético predominante

39 Sistema ATP-CP Fonte imediata de energia para o músculo ativo.
Requer poucas reações químicas Não requer oxigênio Fonte de energia disponível no músculo Produção de 1 ATP

40 Sistema ATP-CP Duração: 6 a 10 segundos
Exemplo: levantamento de peso, beisebol, voleibol, sprint Tipo de esforço: breve e máximo

41 2) Tempo da utilização dos sistemas de produção de energia

42 Sistema Glicolítico Não requer oxigênio
Envolve quebra incompleta de CHO em ácido lático Reação mais lenta e complexa que a anterior Produção de 3 ATP e ácido lático Ácido lático fator limitante da atividade – fadiga e não a falta de CHO.

43 Sistema Glicolítico Duração: não ultrapassa 2 minutos (45 a 90 segundos) Exemplo: corridas de m, natação de m, piques de alta intensidade futebol, róquei no gelo, basquetebol, voleibol, tênis e badmington e outros Tipo de esforço:sustentação de esforço de alta intensidade que não ultrapasse os 2 minutos

44 3) Tempo da utilização dos sistemas de produção de energia

45 Sistema Aeróbio - Utiliza CHO/ácido graxo/proteínas e oxigênio para gerar ATP Mobiliza diversas reações químicas complexas e enzimas Fornece maior quantidade de ATP (39 ATP – CHO e 130 ATP - Ácidos graxos) Eliminação de CO2 e H2O pela evaporação ou radiação Energia usada para ressintetizar ATP

46 Sistema Aeróbio Duração: depende do grau de treinamento
Exemplo: aulas de aeróbica e hidroginástica, corridas mais longas (5000m), natação (1500m), ciclismo (10000km), caminhada, triathlon. Qualquer atividade continua de no mínimo 5 minutos. Tipo de esforço:sustentação de esforço de baixa e média intensidade que não ultrapasse 70% da freqüência cardíaca

47

48 Resumo: sistema de produção de energia

49 Célula: Sarcoplasma e Mitocondria

50 Relação entre o metabolismo
A interação global entre a degradação metabólica desses três nutrientes alimentares é denominada pool metabólico.

51 Substrato: Glicogênio
Glicogênio - polímeros de glicose Armazenamento: fígado e músculo Sintetizado e desintegrado no citoplasma por diferentes enzimas. Sintetizado quando a quantidade de glicose na célula é maior que a necessária para a produção de energia. O metabolismo do glicogênio no fígado regula o nível sanguíneo de glicose, principalmente durante o jejum. O glicogênio muscular é a fonte imediata de energia.

52 Substrato: Glicogênio

53 Resposta hormonal: absorção de nutrientes
Após a refeição os níveis de glicose são altos + Insulina - Glucagon e hormônios de estresse + Glicogênio sintetase - Glicogênio fosforilase

54 Resposta hormonal: atividade física
Ao iniciar a atividade física - Insulina + Glucagon e hormônios de estresse - Glicogenio sintetase + Glicogenio fosforilase Liberação de Glicose – 1 - fosfato

55 Obtenção de energia: Carboidrato
Para cada mol de glicose para lactato são obtidos 2 moles de ATP Para cada mol de glicose dentro do ciclo de Krebs são produzidos 36 moles de ATP.

56 Substrato: Triacilglicerol
São os ácidos graxos armazenados no organismo e que formam o tecido adiposo. Estão também presentes nos músculos.

57 Substrato: Triacilglicerol
Após a refeição os níveis de ácidos graxos aumenta. Não tendo estimulo físico o substrato é esterificado e armazenado em forma de triglicerídeos (HDL, VLDL, LDL). Havendo o estimulo, ocorre a liberação de ácidos graxos.

58 Obtenção de energia: Gordura
Ciclo de Krebs

59 Substrato: Aminoácido
Não existe reservas de proteínas tal como os CHO e gorduras. Toda a proteína é funcional. Estimulo de treinamento aumenta o acúmulo de proteínas contráteis (hipertrofia, > número de enzimas e mitocôndrias) Fundamental o consumo diário de proteínas, os aminoácidos não utilizados serão oxidados ou transformados em CHO e gordura.

60 Substrato: Aminoácido
A maior parte dos aa é oxidada dentro do fígado, porém os de cadeia ramificadas também são oxidados no músculo. Oxidação aumenta quando o glicogênio hepático esta depletado

61 Obtenção de energia: Proteína
Com o estresse metabólico cada vez maior somados a depleção de CHO a degradação de proteínas aumenta. Como produto é produzida a uréia que deve ser eliminada pela urina e suor. Os aa penetrarão no ciclo de Krebs onde serão usados para gliconeogenese e oxidados no músculos.

62 Exigências motoras e fibras musculares
Propriedades Tipo I Tipo IIa TipoIIb Velocidade de Contração Lenta Rápida Capacidade Glicolítica Baixa Moderada Alta Capacidade Oxidativa Estoque de Glicogênio Moderado Alto Estoque de Triglicerídeos Baixo Capilaridade do tecido Elevada Reduzido