BIOENERGÉTICA

SUBSTRATO PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA Glicose Glicogênio Preservar proteínas Ativador metabólico Fonte de energia - SNC Carboidratos Lipídios Proteínas Ácidos graxos Triglicerídeos Esteróides Fonte de energia Isolante térmico Carreador de Vitaminas Estrutural Hormonal Carregamento Essenciais Não essenciais

FORMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA ANEROBICAMENTE AEROBICAMENTE Via oxidativa Lático Alático Degradação da glicose ou do glicogênio Degradação creatina fosfato

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.

RECREATING ATP WITH PCr

ATP AND PCr DURING SPRINTING

METABOLISM OF FAT

REGULAÇÃO NEURAL DA DISPONIBILIZAÇÃO DE SUBSTRATO DURANTE O EXERCÍCIO Hipotálamo Tronco cerebral Inervação direta em Órgãos alvo Medula supra-renal Insulina Glucagon Pâncreas Catecolaminas Hipófise anterior TSH - tiroxina GH - ACTH - cortisol

FONTES ENERGÉTICAS DURANTE O EXERCÍCIO Glicose CARBOIDRATO glicogenólise Glicogênio = muscular e hepático gliconeogênese AGL GORDURA lipólise Triglicerídeos esterificação Aminoácidos de cadeia ramificada PROTEÍNAS gliconeogênese Alanina LACTATO Ciclo de Cori

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

EXERCÍCIOS SUBMÁXIMOS – 4 mmol LIMIAR DE LACTATO EXERCÍCIOS SUBMÁXIMOS – 4 mmol OBLA

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+ INSTALAÇÃO DO LIMIAR DE LACTATO

METABOLISMO DO EXERCÍCIO Transição repouso ao exercício - défict de oxigênio

FATORES QUE CONTRIBUEM Ressíntese do CP Remoção de lactato Restauração do Glicogênio Elevação da temperatura corporal Hormônios elevados Elevação dos componentes cardiovasculares ocorridos durante o exercício FATORES QUE CONTRIBUEM PARA O EPOC

COMPONENTE RÁPIDO (2-3 min) COMPONENTE LENTO Restauração da mioglobina Restauração dos níveis de oxigênio Custo energético da ventilação Atividade cardíaca elevada Restauração do ATP-CP COMPONENTE RÁPIDO (2-3 min) Remoção de lactato Restauração do Glicogênio Elevação da temperatura corporal Hormônios elevados Elevação dos componentes cardiovasculares ocorridos durante o exercício COMPONENTE LENTO

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

Repouso Leve-moderado Intenso (pique) (resistência) Proteínas 2-5% 2% ESTIMATIVA DE UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO ENERGÉTICO Intensidade Substrato Repouso Leve-moderado Intenso (pique) (resistência) Proteínas 2-5% 2% 5-8% Glicose/ glicogênio 35% 40% 95% 70% Lipídios 60% 55% 3% 15%

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 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

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

Medida do consumo de oxigênio VO2 TMB 60% ETA 10 % Exercício físico 15-25 % Gasto energético em repouso Kcal FORMAS DE MEDIDA DO GASTO ENERGÉTICO DURANTE O EXERCÍCIO Kcal /min l/min ml/Kg/min METs = 1 = 3,5 ml/Kg/min Intensidade Duração Tipo da atividade Medida do consumo de oxigênio VO2 Estimativa pela FC

Equação de Harris-Benedict (1919) HOMENS: TMB = 66,47 + (13,75. P 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

Idade Gênero Feminino Gênero Masculino FAO/WHO/UNU (1985) Idade Gênero Feminino Gênero Masculino 0 a 3 anos 61,0 x P - 51 60,9 x P - 54 3 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 + 651 18 a 30 anos 14,7 x P + 496 15,3 x P + 679 30 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) [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) [0,063 x P + 2,466] x 239 [0,113 x P + 1,689] x 239 [0,047 x P + 2,951] x 239 [0,084 x P + 2,122] x 239 [0,048 x P + 2,562] x 239 [0,056 x P + 2,800] x 239 [0,048 x P + 2,448] x 239 [0,046 x P + 3,160] x 239 P = peso corporal em kg

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 min ) for Untrained, Anaerobically Trained, and Aerobically Trained Men -1 . Anaerobically Aerobically Untrained trained trained Aerobic enzymes Oxidative system Succinate dehydrogenase 8.1 8.0 20.8 Malate dehydrogenase 45.5 46.0 65.5 Carnitine palmityl transferase 1.5 1.5 2.3 Anaerobic enzymes ATP-PCr system Creatine kinase 609.0 702.0 589.0 Myokinase 309.0 350.0 297.0 Glycolytic system Phosphorylase 5.3 5.8 3.7 Phosphofructokinase 19.9 29.2 18.9 Lactate dehydrogenase 766.0 811.0 621.0 a Denotes a significant difference from the untrained value.

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.