24/08/2015
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A Fisiologia do Exercício, área de
conhecimento derivada da
Fisiologia, é caracterizada pelo
estudo dos efeitos agudos e
crônicos do exercício físico sobre
as estruturas e as funções dos
sistemas do corpo humano.
Metabolismos do exercício
Respostas hormonais e exercício
Adaptações circulatórias
Sistema respiratório e exercício
Exercício e meio ambiente
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• BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
• McArdle, W. D; Katch, F. I; Katch, V. I. Fisiologia do
Exercício: Energia, Nutrição e Desempenho Humano.
Ed. Guanabara Koogan, 2010
• Powers SK, Howley ET. Fisiologia do Exercício. Editora
Manole, 6 ed, 2009.
• BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:
• Wilmore, J.H. e Costill, D.L. Fisiologia do Esporte e do
Exercício. Editora Manole, 1 ed, São Paulo, 2001.
• SITES A SEREM CONSULTADOS COM TEXTOS
GRATUITOS NA INTEGRA
• Revista Brasileira de Prescrição e Fisiologia do
Exercício
• http://www.rbpfex.com.br/index.php/rbpfex
• Revista Brasileira de Medicina do Esporte
• www.scielo.br/rbme
• Medicine and Science in Sports and exercise
• http://journals.lww.com/acsmmsse/pages/currenttoc.aspx
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• Atividade 1: Interpretação de artigo: 2,0 pts
09/09/2015: individual
• Atividade 2: Estudo dirigido – 2,0 pts
07/10/2015: Duplas ou Trios
• Atividade 3: Avaliação – 3,0 pts
28/10/2015 - Individual
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O que é energia?
“Capacidade de realizar trabalho ou
transferir calor”
“Energia é a habilidade de realizar trabalho
físico e biológico que requerem
contrações musculares, cardíacas e
esquelética”
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.
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Como se calcula a energia liberada ou
gasto energético?
Todos os processos
metabólicos que
ocorrem no corpo
resultam em última
análise na produção de
calor
Como se calcula a energia liberada?
Quantidade de
energia liberada
em uma reação
biológica se calcula
a partir da
quantidade de
calor produzido
(kcal).
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Como se calcula a energia liberada?
Por definição caloria é a quantidade de calor (energia)
necessária para elevar em 1 grau Celsius a
temperatura de 1 grama de água (o calor específico
da água é, por definição, igual a 1).
Calorimetria Direta
Calor produzido pela pessoa
era removido por uma
corrente da água fria que
fluía em velocidade
constante através de
grades de cobre.
A diferença entre a
temperatura da água que
entrava e saia (medida
em 0,01°C) refletia
diretamente a produção
de calor.
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Calorimetria Direta
Calorimetria indireta
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Calorimetria indireta
Kcal
Estudos demonstram que:
± 4,82 Kcal são liberadas de
uma mistura de carboidratos,
gorduras e proteínas quando
queimados em 1 litro de O²
Consumo de O²
Gasto calórico das atividades
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De onde provém a energia?
Linha de desmontamento
1.Macronutrientes
2.Micronutrientes
3.Energia: ATP
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4. Excreção
Carboidratos
• Convertidos em glicose (monossacarídeo)
- Glicose: C6 H12O6
• Repouso = Armazenados nos músculos e no fígado:
Glicogênio
• Exercício = Glicogênio → ATP
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Gorduras
• Gordura: C57 H110O6 - Ácido graxos livres: C16 H18O2
• Gorduras simples (neutras): Triglicerídeos ou
triacilgliceróis
• Repouso = Estocadas no tecido subcutâneo
(adipócitos)
• Exercício = Triglicerídeos (forma complexa) em ácidos
graxos livres (forma simples), glicerol e água.
• Ácidos graxos livres → Ciclo de Krebs = ATP
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Proteínas
• Polimerizada pelos aminoácidos
• 20 aminoácidos diferentes
• Aminoácidos essências (9): Isoleucina, leucina, lisina,
medionina, fenilalanina, treonina, triptofano, valina,
histidina e arginina
• Aminoácidos não essências (11): Produzidos pelo
organismo
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Proteínas
• Repouso = Utilizada para síntese de proteínas
• Exercício =
Proteínas → Glicose (gliconeogênes);
Proteínas →Ácidos graxos livres (lipogênese)
As proteínas podem contribuir com até 5 a 10% da
energia para a manutenção do exercício prolongado
Fontes de energia para ressíntese do ATP
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Fontes de energia para ressíntese do ATP
Adenosina Trifosfato - ATP
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Enzimas
• Enzimas (proteínas): Catalisadoras
- Oxidação: Perda de elétrons
- Redução: Ganho de elétrons
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Produção/Uso: Metabolismo
Várias vias metabólicas resultam na síntese de moléculas
(anabolismo) ou degradação de moléculas (catabolismo)
VIA METABÓLICA
Séries de reações catalisadas por enzimas na qual o
precursor/substrato é convertido em produto final, por
meio de compostos intermediários denominados
metabólitos.
Hidrólise
• Quebra de moléculas complexas (grandes):
pela água
• Hidrolise: Carboidratos, gorduras e proteínas
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Formação do ATP
• Fosforilação: Armazenamento de energia
através da formação de ATP á partir de outras
fontes químicas
• Reações químicas adicionam um fosfato a um
compostos de energia relativamente baixo
(adenosina difosfato - ADP)
Formação do ATP
• Fosforilação com disponibilidade de oxigênio:
Metabolismo aeróbio
• Fosforilação com restrição de oxigênio:
Metabolismo anaeróbio
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Formação do ATP
1. Sistema ATP- CP
2. Sistema glicolítico
3. Sistema oxidativo
Sistema ATP - CP
Além do ATP as células possuem uma outra
molécula de fosfato de alta energia (creatina
fosfato ou CP)
A quebra da CP libera energia para a formação
do ATP e não para a realização de trabalho.
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Sistema ATP - CP
Sistema ATP - CP
Hidrólise
ATP
ADP + Pi
Fosforilação
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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
Sistema ATP - CP
Duração: 6 a 15 segundos
Exemplo: levantamento de peso, beisebol,
voleibol, sprint
Tipo de esforço: breve e máximo
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Sistema ATP - CP
Manutenção do ATP
durante um corrida
de alta intensidade:
Sistema ATP- CP
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Sistema ATP – CP~C
Suplementação de creatina melhora o
desempenho físico?
•
•
•
•
Estudos demonstram que:
Suplementação de creatina (20gr/dia, por 5 dias) = ↑
estoques de CP muscular.
Transferência para melhora no desempenho durante
corrida e nado de curta duração não são
consistentes.
↑ peso corporal devido a retenção hídrica.
Efeitos colaterias?
Náuseas, desconfortos gastrintestinais menores,
câimbras (não é consenso!)
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Sistema glicolítico
Quando a molécula de glicose entra na célula
para ser utilizada como energia, sofre uma
série de reações químicas que coletivamente
recebe o nome de GLICÓLISE.
Sistema glicolítico
- Não “requer” oxigênio
- Envolve quebra incompleta de CHO
em ácido lático
- Reação mais lenta e complexa que a do
sistema ATP- CP
- Produção de ATP e ácido lático
- Ácido lático fator limitante da atividade –
fadiga e não a falta de CHO.
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Sistema Glicolítico
A glicólise ocorre no
sarcoplasma da célula
muscular
Ganho por molécula de
glicose:
2 ou 3 moléculas de ATP
2 moléculas de ácido
pirúvico ou lactato
Sistema glicolítico
Fase de adição de energia (P)
Fase de produção de energia – 11 reações
Remoção e transporte de elétrons
Saldo
• 2 ou 3 ATP
• 2 moléculas de lactato
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Sistema glicolítico
• Duração: não ultrapassam 2 minutos (45 a 90
segundos)
• Exemplo: corridas de 400-800m, natação de
100-200m, 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 ultrapassem os 2 minutos
Produção aeróbia de ATP
Sistema Oxidativo – Oxidação Celular
Produção aeróbia de ATP ocorre no interior das
mitocôndrias e envolve a interação de 2 vias
metabólicas cooperativas
1. O Ciclo de KREBS (ciclo do ácido cítrico)
2. Cadeia de transporte de elétrons
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Principal função do
Ciclo de Krebs
• Degradar o Acetil-CoA
para dioxido de carbono
e H+
Sistema Oxidativo – Oxidação Celular
1.
2.
3.
4.
Função primária do ciclo de Krebs
Retirada de átomos de hidrogênio
(carboidratos, gorduras e proteínas)
Remoção dos hidrogênios: NAD e FAD
NAD e FAD: Transporte dos hidrogênios para
cadeia transportadora de elétrons = ATP
Cadeia transportadora de elétrons:
Transferência dos elétrons retirados desses
átomos de hidrogênio para o O² = H²O
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Sistema Oxidativo – Oxidação Celular
Produção aeróbia de ATP pode ser considerada
um processo de 3 estágios
1º estágio: formação do acetil-CoA
2º estágio: oxidação do acetil-CoA no ciclo de
Krebs
3º estágio: formação do ATP na cadeia de
transporte de elétrons
Produção aeróbia de
ATP pode ser
considerada um
processo de 3
estágios
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Ressíntese do NAD
1º se houver O² suficiente os hidrogênios do NADH são deslocados para
cadeia transportadora de elétrons
2º se não houver O² suficiente o ácido pirúvico aceitam os hidrogênios e é convertido
em ácido láctico
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Cadeia transportadora de elétrons – Cadeia Respiratória
• Mais de 90% da
síntese do ATP ocorre
na cadeia
respiratória
• Quando o NADH é
oxidado= 3ATP
• Quando o FADH2 é
oxidado = 2ATP
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24/08/2015
Transporte de elétrons
A medida que os elétrons são transferidos para
a cadeia transportadora de elétrons libera-se
energia que “bombeia” os hidrogênios (H+) do
NADH e FADH do interior das mitocôndrias
através da membrana interna.
Isso acarreta em produção de energia para
bombear os H+ liberados do NADH e do FADH
Transporte de elétrons
• Isso gera acúmulo de H+ no espaço entre as
membranas.
• Existem 3 bombas que removem os H+
• Aumenta a concentração de H+ no interior da
membrana
• Esse gradiente cria um forte impulso para eles
retornarem ativando a enzima ATP sintetase
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Aumento da
concentração de H+
3 Bombas que
movem H+
Transporte de elétrons
• Os elétrons removidos dos átomos de
hidrogênio e passam por uma série de
transportadores de elétrons (citocromos)
• Na última etapa o O² aceita 2 elétrons e essa
molécula liga-se a dois H+ formando H²O
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24/08/2015
O Papel do O² no metabolismo energético
• Três pré requisitos devem ser atendidos para
que ocorra a ressíntese contínua do ATP
1. Estar disponível um agente doador de
elétrons NADH ou FADH2
2. Existir O² suficiente como aceitador final de
e- e H+
3. As enzimas devem estar em condições e
concentrações suficientes
Ciclo de Krebs
• Somente 5% da energia contida na glicose é liberada
por meio das reações anaeróbias
• A extração do restante ocorre por meio da
desintegração proporcionada pelo Ciclo de Krebs
(Ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico)
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24/08/2015
Deficiência de O²
Disponibilidade
de O²
•Acetil-CoA
•Ciclo de Krebs
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Produção total de energia
pelo catabolismo da
glicose
Proteínas
Carboidratos
Gorduras
↑ Lipase
Glicose
Aminoácidos
Cadeia respiratória
Aminoácidos
H+
Glicerol
Glicogênio
Ácidos Graxos Livres
↓ LDH
Lactato NAD
Piruvato
NAD
NADH
ATP
↑ PDH
NAD
Acetill - COA
NAD
ATP
H+
Aminoácidos
Aminoácidos
Ciclo de Krebs
CO²
H²O
O²
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Liberação de energia pelas gorduras
• A gordura armazenada representa a mais abundante
fonte de energia potencial
Fonte para o catabolismo das gorduras
• Triglicerídeos: Músculo
• Triglicerídeos circulantes
• Ácidos graxos livres circulantes, provenientes dos
adipócitos
Beta oxidação
Liberação de energia pelas gorduras
• Gordura: C57 H110O6
• Gorduras simples (neutras): Triglicerídeos ou
triacilgliceróis
• Repouso = Estocadas no tecido subcutâneo
(adipócitos)
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Gorduras são
transformadas em Acetil –
CoA (beta oxidação)
Triglicerídeos
Lipase =
Hidrólise do triglicerídeos
Glicerol → 3 H²O → 3 Acd. Graxos
•Corrente sanguínea
•Albumina
•Fígado
•Fibra muscular
•Gliconeogênese
•Carnitina
•Glicogênio (energia)
•Mitocôndrias
•Ciclo de Krebs
•Energia
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24/08/2015
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24/08/2015
Qual exercício?
Baixa ou alta intensidade?
Curta ou longa duração?
Aeróbio
Anaeróbio
Qual exercício?
Aeróbio
Anaeróbio
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24/08/2015
Relação da intensidade do exercício e o metabolismo
das gorduras.
↑Liberação de Ca++;
↑ Adrenalina;
↑ Noradrenalina
Sinalização:
Adrenalina → B – adrenérgicos
(tecido adiposo)
Lipase =
Hidrólise do triglicerídeos
Glicerol → 3 H2O → 3 Acd. Graxos
•Corrente sanguínea
•Albumina
•Fígado
•Fibra muscular
•Gliconeogênese
•Carnitina
•Glicogênio (energia)
•Mitocôndrias
•Ciclo de Krebs
•Energia
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Relação da intensidade e metabolismo das gorduras.
↑ Intensidade = ↑ solicitação das fibras do tipo II (↑ glicolíticas) =
↑ lactato = ↓ metabolismo das gorduras.
Volume e mobilização da gorduras
↑ volume = ↓Intensidade = ↓lactato = ↑ lipase = ↑ lipólise↑
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Atividade de Baixa Intensidade e Emagrecimento
Baixa Intensidade ≤
40% VO²máx
60% Gorduras
40% Carboidratos
30 min = 4 Km
GCT = 128 Kcal
G.60% = 77 Kcal
C.40% = 51 Kcal
Atividade de Alta Intensidade e Emagrecimento
Alta Intensidade
≥ 70% VO²máx
40% Gorduras
60% Carboidratos
30 min = 8 Km
GCT = 367 Kcal
G.40% = 147 Kcal
C.60% = 220 Kcal
Emagrecimento = Gasto calórico Total
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O fator determinante para o emagrecimento
é o gasto calórico (energia) total
E!=T
T=F.d
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