Wanda Carla Conde Rodrigues Bioenergética Wanda Carla Conde Rodrigues

Energia Estado dinâmico que se relaciona a uma mudança Há manifestação de energia quando ocorre uma mudança

“Não se mede energia mas sim o fenômeno que ela produz” Do ponto de vista científico é a “capacidade de realizar trabalho” “Não se mede energia mas sim o fenômeno que ela produz”

Formas de energia Nuclear Elétrica Química Mecânica Luminosa térmica

1ª lei da termodinâmica: “A energia não é criada nem destruída, más sim transformada de uma forma para outra sem ser esgotada” Princípio imutável de conservação de energia. W.O. Atwater, 1890. “∆Є = q – w” Variação de energia Calor Trabalho

Exemplo: A galera empurra o carro: Quebra do ATP; (energia química) Contr.muscular; (energia mecânica) Posto mais próximo 20 KM...

Ciclo energético biológico Sol nutri árvore; árvore nutri perrnalonga; pernalonga nutri caçador; caçador vai tomar um bronze

Energia Potencial e energia Cinética Constituem a energia total de um sistema Nem sempre a energia potencial é liberada para gerar movimento... Algumas vezes a energia potencial de uma substância é liberada para aumentar a energia potencial de outra...

Liberação e conservação de energia: Processo exergônico Descreve qualquer processo físico ou químico que resulte na liberação de energia para o meio ambiente. (processo descendente) Em nosso corpo, para a realização de trabalho biológico.

Exemplo: Contração muscular: A energia química contida na molécula de ATP é liberada na quebra da ligação do fosfato, possibilitando o deslizamento dos miofilamentos de actina e miosina Portanto, o ATP perdeu energia para o ambiente muscular.

Liberação e conservação de energia: Processo endergônico Descreve os processos químicos que armazenam energia livre para trabalho biológico (processo ascendente).

Exemplo: A fosforilação da glicose para o armazenamento no músculo esquelético sob a forma de glicogênio muscular A energia liberada pela quebra do ATP é armazenada na ligação da glicose com o fosfato.

2ª lei da termodinâmica (entropia) “A transferência de energia potencial em qualquer processo espontâneo prossegue sempre em uma direção que reduz a capacidade de realizar trabalho”

Exemplo: Lanterna: A energia eletroquímica armazenada dentro das pilhas se degrada lentamente, mesmo quando a lanterna não está sendo utilizada.

Trabalho biológico nos seres humanos Trabalho mecânico: O movimento gerado pela ação dos músculos sobre o esqueleto. Trabalho químico: A atividade metabólica constante das células com o intuito de restabelecer a homeostase. Trabalho de transporte: o transporte ativo das substâncias contra o seu gradiente de concentração.

Energia livre A energia livre em nosso corpo está na forma de energia química, ou seja ligações químicas. As ligações químicas se originam do choque entre moléculas formando então reações químicas.

Enzimas A enzima é um grande catalisador protéico que acelera o ritmo das reações químicas. “O ritmo de uma reação catalisada pode ser de 106 a 1020 vezes mais rápida que uma reação não-catalisada sob condições semelhantes”

Exemplo: A digestão de um simples desjejum sem a ação enzimática poderia levar 50 anos! Imaginem a feijoada que vocês vão comer daqui a pouco!!!!

Ação da enzima

Fatores que afetam o ritmo da bioenergética “a ocorrência das reações químicas depende diretamente de três fatores: Temperatura, pH e a Barreira de ativação”

Coenzimas Cumprem o papel de ativar algumas enzimas que se encontram adormecidas. Vitaminas do complexo “B” por exemplo, como a riboflavina e a niacina participam como coenzimas nos processos d oxi-redução.

Exemplo: coenzima NAD+

Hidrólise Hidrólise: cataboliza moléculas orgânicas complexas como gorduras, carboidratos e proteínas.

Condensação È o processo reverso à hidrólise

Oxidação As reações de oxidação transferem átomos de Oxigênio, hidrogênio ou elétrons.Portanto, Perde-se elétrons

Redução Envolve qualquer processo no qual os átomos em um elemento ganham elétrons

Redução: Perda de Valência??? Na química, valência é a capacidade que um átomo de um elemento tem de se combinar com outros átomos, capacidade essa que é medida pelo número de elétrons que um átomo pode dar, receber, ou compartilhar de forma a constituir uma ligação química. Portanto, quando um átomo de um elemento doa elétrons está ganhando valência, pois está liberando sua capacidade de receber elétrons.

“Neste processo de reação redox, a energia liberada na transferência de 2 elétrons é aproveitada para formar ATP!”

ATP: A moeda energética Toda a energia proveniente do metabolismo dos macronutrientes é convertida em uma mesma forma: ATP

Utilização do ATP no funcionamento celular: Transporte através da membrana Síntese de compostos químicos em toda a célula Trabalho mecânico Para repor o ATP usado pela célula, numerosas reações químicas, distintas e mais lentas, degradam os carboidratos, gorduras e proteínas, e a energia nelas liberada é usada na formação de novo ATP.

As células musculares armazenam quantidades limitadas de ATP... Por essa razão, como o exercício muscular requer um suprimento constante de ATP para a contração... ...as células musculares podem produzir ATP por 3 vias metabólicas...

A mesma forma de energia ativando diferentes processos

Formação de ATP pela degradação da creatina fosfato... CrP ADP ATP + Cr + Creatina quinase

Rendimento energético ATP + H2O ATPase ADP + Pi - ∆G 7,3 kcal/mol

Interações do catabolismo - anabolismo

Fosforilação a nível do substrato Creatina fosfato CP Reservatório energético para a ressíntese de ATP; Possui maior quantidade de energia livre que o ATP, Por isso durante a sua hidrólise consegue fosforilar ATP Fosforilação a nível do substrato

Oxidação celular NAD: Nicotinamida-adenina dinucleotídeo FAD:Flavina adenina dinucleotídeo

Cadeia respiratória

Liberação de energia Na cadeia respiratória a energia é liberada aos poucos... O Oxigênio cumpre um papel vital, pois é o aceitador final de elétrons

Carboidratos O fracionamento completo de 1 mol de glicose (1 mol = 180 g de glicose) para dióxido de carbono e água produz um máximo de 686 kcal de energia química livre. Isto permitiria a fosforilação de 94 moles de ATP (686 ÷ 7,3 kcal/mol = 94 moles)

Atenção! No músculo, a formação de ligações fosfato conserva apenas 38% da energia liberada, O restante de energia é perdida na forma de “calor” Portanto 263 kcal de energia (263 ÷ 7,3 kcal/mol = 36 moles)

1º estágio da degradação da glicose: glicólise

2º estágio da degradação da glicose: ciclo de Krebs

Ciclo de krebs

gorduras A gordura armazenada representa a mais abundante fonte corporal de energia potencial, entre 60.000 e 100.000 kcal nos adipócitos!

proteínas Sofrem transaminação e desaminação para o fornecimento de substratos no ciclo de Krebs. Por exemplo a alanina, quando perde seu grupo amino e se liga a um oxigênio de dupla ligação forma o piruvato

Integração dos três sistemas GORDURAS GLICÓLISE CP ???? 180 s. 7 s.

Fracionamento da molécula de ATP

Vamos ver a animação Metabolismo muscular pg. 22

Unidade padrão Energia Metabolizável: Caloria: é a quantidade de energia calorífica necessária para elevar de 1ºC à temperatura de 1g de água Quilocaloria (kcal): é a quantidade de energia calorífica requerida para adicionar 1ºC à temperatura de 1kg de água Energia Metabolizável: CHO: 4,0 kcal/g Proteína: 4,0 kcal/g Gordura: 9,0 kcal/g Álcool: 7,0 kcal/g

Unidade padrão kcal em kJ = kcal . 4,186 A Organização Internacional de Padronização (OIP) recomenda a utilização do joule (J) como a unidade preferencial para medir energia em qualquer ramo da ciência kcal em kJ = kcal . 4,186 4 kcal/g CHO e Proteínas = 17 kJ/g CHO e Proteínas 9 kcal/g Lipídios = 38 kJ/g Lipídios 7 kcal/g Álcool = 29 kJ/g Álcool

Equações para o cálculo das Necessidades Calóricas Necessidades Calóricas ( NC ) = Peso Corporal ( PC ) X 20 kcal/g PC X 20 kcal = NC

Necessidades Calóricas de CHO CalCarb = CalNC X RID ( 60% a 70% ) NC x 60% a 70% = NCCarb NCCarb : 4 kcal / gr = Ncarb Se o treinamento durar 2 hrs ou mais, usar 70%, caso contrario 60% é adequado.

Necessidades Calóricas de Proteínas NCalProt = PC x 0.36 a 0.70 gr/kg PC x 0.36 a 0.70 gr = NProt Se o treinamento diário for intenso (atletas) ou se for fisiculturista (bodybuilder) usar 1.5 gr a 2.0 gr / kg

Necessidades Calóricas de Gorduras CalGor = Ncal x RID ( 20% a 25% ) Ncal x 0.20 a 0.25 = CalGor Calgor : 9 Cal / gr = NGor

Gasto Energético Estimado METs = Metabolic equivalents (0,0175 kcal . kg-1 . min-1) Calculo do gasto calórico durante a atividade física: 0,0175 kcal . kg-1 min-1 . MET-1 X METs X PC (kg) Exemplo: ciclismo de laser (< de 15 km/h) = 4,0 MET (70 kg) = 0,0175 kcal . kg-1 . min-1 . MET-1 X 4,0 METs x 70 kg = 4.9 kcal/min (70 kg) = 4.9 kcal/min X 60 min = 294 kcal/h

Diferentes tipos de fibras Tipo I Lenta Mioglobina Oxidativa Resistência Tipo II Rápida Ausência de Miogl. Glicolítica explosiva

OXYGEN DEFICIT AND EPOC