24/05/2015
1
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É importante manter em mente que com o
treinamento físico cada um dos componentes
organizacionais do músculo (das miofibrilas ao
músculo intacto) sofrerá adaptações (ou
ajustes), para satisfazer as demandas
energéticas e mecânicas do exercício.
2
24/05/2015
3
24/05/2015
4
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Carboidratos
Glicose
Lipídios
Ácidos Graxos
Proteínas
Aminoácidos
Convergência entre o
metabolismo degradativo
dos macronutrientes.
Importância da Proteína
Pode ser convertido em CHO e AG
Não possui reserva no organismo
Marzzoco A; Torres BB. Bioquímica Basica, Guanabara Koogan 3ª edição, 2007
5
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ADP + Pi + H+
 Infelizmente não pode ser acumulado em grandes quantidade nas células.
ATP – concentração de 4mM no músculo (1-2 segundos);
ATP + H2O
Miosina ATPase
ADP + Pi + H+
 Concentração 3-5 vezes maior que a do ATP muscular (5-8 segundos);
PCr + ADP + H+Creatina Quinase (CK)Cr + 1 ATP
 É igualmente possível que o ADP (da hidrólise do ATP) reaja para formar mais um ATP, já que ele ainda possui uma ligação
fosfato de alta energia;
ADP + ADP
1 ATP + AMP
Mioquinase (MK)
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EXERCÍCIO
Degradação dos Estoques de PCr
PAUSAS
Regeneração dos Estoques de PCr
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Aumento de Força (20% vs 12% - Cr vs Placebo em treino resistido). Resultados + significativos em indivíduos não-treinados
.
A suplementação seria eficiente sem o treinamento resistido?
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.
Fig. 1. Higher baseline muscle PCr concentrations are
inversely related to the increase in muscle PCr after
creatine supplementation . PCr, phosphocreatine.
Glicólise Anaeróbia – 5 Etapas
1)Dupla fosforilação da glicose (hexose), à custa de 2 ATPs,
originando uma hexose com 2 grupos fosfato;
-2ATPs
2) Clivagem desta hexose, produzindo 2 trioses fosforiladas,
interconvertíveis;
+2ATPs
3) Oxidação (à custa da redução de 2 NAD+ a NADH + 2H+) e
nova fosforilação das trioses fosfato, mas dessa vez, por
um Pi (1,3-bifosfoglicerato), formando duas moléculas de
triose bifosfatada;
4) Transferência dos grupos fosfatos para o ADP, formando 4
ATPs
+2ATPs
5) Formação de lactato e reoxidação do NADH a NAD+;
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Saldo
Glicólise
10 reações químicas...
2 moléculas de ATP
2 moléculas de NADH
2 moléculas de Piruvato
-2ATPs
A glicólise anaeróbia leva à formação
do lactato e reoxida as moléculas de
NADH a NAD+
+2ATPs
PIRUVATO
A glicólise aeróbia leva à formação de
Acetil-CoA (2C), CO2 e 1 NADH (x2)
Saldo
Reoxidação do
NADH a NAD+
+2ATPs
3 moléculas de ATP
Se a glicose vier do
glicogênio muscular
LACTATO
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Há produção de lactato em algum desses exercícios? Qual(is) e porquê?
1) Qual desses exercícios gera maior concentração de lactato sanguíneo?
2) Quais são as consequências deste aumento do lactato para:
A. Fadiga e tempo de exaustão;
B. Dor muscular tardia e sensação de queimação;
C. Hipertrofia;
D. Recuperação muscular;
3) Um atleta apresenta 20mmol/L de lactato sanguíneo após o treinamento. Essa concentração de lactato é boa ou ruim
para o desempenho? Se for ruim, como fazer para diminuí-la?
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LACTATO
H+
LACTATO
MCT
CO-TRANSPORTE
H+
músculo-esquelético
Piruvato + NADH + H+
corrente sanguínea
Lactato + NAD+
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Esforços até 10 segundos
Esforços de 10s até a exaustão
Metabolismo Anaeróbio
Metabolismo Anaeróbio
ALÁTICO
LÁTICO
PCr
Mioquinase
3000m (24km/h)
Eventos de 1-10 min
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Em Pequim (2008), Phelps ganhou 8 medalhas de ouro e para isso, precisou competir 20 vezes em 9 dias consecutivos
(em 5 desses dias, eles competiu 3 vezes).
Volek JS & Rawson ES. Scientific Basis ans Pratical Aspects of Creatine Supplementation for Athletes. Nutrition, 20:609-614, 2004.
Grupo CHO:
1,2g/kg/h
Grupo CHO+PRO:
+ 0,3g PRO/kg/h
Grupo CHO+CAF:
+ 1,7mg/kg/h
Não houve diferença estatística na ressíntese de glicogênio entre os grupos. A co-ingestão de PRO ou CAF não
acelera a ressíntese quando grandes quantidades de CHO são ingeridas.
David Pedersen, Sarah Lessard, Vernon Coffey, Emmanuel Churchley, Andrew M. Wootton, Matthew J. Watt, and John A. Hawley
Grupo CHO:
4g/kg
Grupo CHO+CAF:
+ 8mg/kg
A cafeína parece inibir a enzima glicogênio fosforilase, diminuindo a
glicogenólise e favorecendo a ressíntese. Além disso, a CAF provocou
maior resposta glicêmica e insulinêmica. Resta saber se doses menores de
CAF teriam o mesmo resultado na ressíntese de glicogênio.
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Sacarose
Glicose + Frutose
Lactose
Glicose + Galactose
Maltose
Glicose + Glicose
.
Rafinose
Estaquiose
Glicose + Galactose + Frutose
Glicose + Galactose + Galactose + Frutose
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- Fracionamento e mistura com a saliva  bolo alimentar
- Amilase salivar (ptialina): Amido  maltose
-5% do amido é digerido
- Mistura o alimento com secreções gástricas
- 30-40% do amido é digerido (maltose)
- α-amilase é inibida (pH<4,0) sob a ação do HCl
- Quimo
- Movimentação do quimo ao longo do intestino
- Amilase pancreática e as enzimas
, sacarase, maltase e
α-dextrinase terminam a digestão dos CHO
Deficiência de Lactase
Lactose no cólon
Fermentação
Cólica Intestinal
Flatulência
Diarréia
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Queda na [Na+]
absorção da glicose
A absorção via co-transporte (Na+/CHO) é limitada a
≈1g CHO/min (≈60 g/h)
Glut5
Combinar GLI + FRU (2:1)
Aumenta absorção para 1,5 g de CHO/min
Concentração de 19% CHO
A concentração ideal para solução de
CHO, durante o exercício, parece estar
entre 6-10% para se evitar desconforto GI
Jentjens, 2004; McCleave et al, 2011; Burke, 2011
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Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 36, No. 9, pp. 1551–1558, 2004
WAT:
GLU:
Solução com GLU
MIX:
Solução com
GLU+ SACAROSE + FRU
2,4g/min (18%)
1,7g/min (2:1:1) (12,7%)
Água (placebo)
50%
30%
b (p<0,05)
c (p<0,01)
O
CHO (
da taxa de
de CHO resultou em aumento de 50% na
) e queda de 30% na oxidação do CHO endógeno (MIX vs. GLU).
e de
Sintomas GI foram maiores grupo GLU. A concentração de 12-18% parece lentificar a
absorção do CHO (concentrações de 8-10% são mais indicadas).
19
24/05/2015
Impossível em alguns casos.
Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 36, No. 12, pp. 2107–2111, 2004
≈2min
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: Bebida calórica vs. não‐calórica sob desempenho:
Sujeitos: 8 homens, ciclistas recreacionais;
Bochecho solução
e
6,4% vs.
/10 segundos
: Identificar as
ativadas por estas substâncias
% de alteração de desempenho em relação ao PLA.
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Glicose
Sacarina: ínsula/opérculo frontal
Piruvato
Lipídios (Corpos Cetônicos), Ciclo de Lynen
Proteínas (BCAAs)
anaplerose
3 NAD+
1 FAD
1 ATP (GTP)
22
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Os 2 Carbonos vermelhos entram no ciclo
pelo Acetil-CoA
Os 2C azuis serão convertidos em CO2 em
cada passagem do ciclo
A produção de energia do CK é baixa (1
GTP). A energia da oxidação do Acetil-CoA é
conservada sob a forma de coenzimas
reduzidas (NADH e FADH2), utilizadas na CTE
O oxaloacetato é sempre regenerado ao
final do ciclo, com gasto efetivo apenas do
Acetil-CoA (CHO, G e AA).
CTE
9 ATPs
2 ATPs
3 NAD+
1 FAD
2x (pois são 2 moléculas de
piruvato a partir de 1 glicose)
1 ATP (GTP)
1 mol (180g) de glicose = 38 ATPs
Etapa/Reação
Mols de NADH
Mols de FADH2
Mols de ATP
Glicólise
2
-
2
Piruvato à Acetil-CoA
2
-
-
Ciclo de Krebs
6
2
2
TOTAL
10 NADH
2 FADH2
4 ATPs
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24/05/2015
1) Reoxidação do NADH a NAD+ (vindo da glicólise e do Ciclo de Krebs);
2) Reoxidação do FADH2 a FAD (vindo do Ciclo de Krebs);
3) Bombeamento de H+ para o espaço intermembranas;
4) Formação de H2O tendo O2 como aceptor final de elétrons;
5) Síntese de ATP;
A CADEIA RESPIRATÓRIA EM FUNCIONAMENTO ...
H+
H+
H+
H+
H+
H+
24
24/05/2015
25
24/05/2015
38 ~ 200 ATPs
Krebs e Lipmann – Nobel Medicina em 1953
Glicólise
Gliconeogênese
Triacilglicerol
Acetil-CoA
(Ciclo de Krebs)
Lipase Hormônio Sensível
Lipase Lipoproteica
AGL
LIPASE HORMÔNIO SENSÍVEL (L.H.S.)
2004
CONTRAÇÃO
INSULINA
CÁLCIO
+++ AMP
ADRENALINA
CAFEÍNA
+++ A.G.C.L.
ÁCIDOS GRAXOS LIVRES
LIPOPROTEÍNA LIPASE (L.P.L.)
CONTRAÇÃO
ADRENALINA
ÁCIDOS GRAXOS LIVRES
26
24/05/2015
Albumina
O AG é convertido em uma forma ativa (Acil-CoA) para
então ser transportado à mitocôndria e oxidado.
- FAT/CD36 (FATTY ACID TRANSLOCASE)
- FATP (FATTY ACID TRANSPORT PROTEIN)
- FABPPM (FATTY ACID BINDING PROTEIN)
A membrana da mitocôndria
é impermeável à Acil-CoA
Carnitina-acil transferase
Qual é o seu papel
fisiológico?
Porque é feita sua
suplementação?
Apesar da base teórica para o uso de L-carnitina, a
literatura científica fornece poucos benefícios
metabólicos induzidos pela suplementação de carnitina.
Talvez pela dificuldade em aumentar sua concentração
muscular via administração oral.
Aoki, M.S., et al. Carnitine Supplementation Fails to Maximize Fat Mass Loss Induced by Endurance Training in Rats. Ann Nutr Metab;48:90–94, 2004
Coelho, C. F., et al. Aplicações clínicas da suplementação de L-carnitina. Rev. Nutr., Campinas, 18(5):651-659, 2005
27
24/05/2015
 Resultados discutíveis (havia outros nutrientes junto da suplementação de carnitina)
 O primeiro autor é um dos editores da revista
 Existe apelo mercadológico para o uso da suplementação
Kraemer, W.J., et al. Androgenic Responses to Resistance Exercise: Effects of Feeding and L-Carnitine. Med Sci Sports Exerc Vol 38 (7): 1288-1296, 2006.
A análise do dano muscular feita por ressonância
magnética (D3 e D6) revelou 23%, 16% e 39%, 29% no
grupo suplementado e controle respectivamente.
Volek, J. F., et al. L-Carnitine supplementation favorably affects markers of recovery from exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab 282: E474–E482, 2002
28
24/05/2015
A cada volta do Ciclo de Lynen,
forma-se:
1 Acetil-CoA
1 Acil-CoA (-2C)
1 FADH2
1 NADH
3-6mg/Kg
Curi R. et al. Ciclo de Krebs como fator limitante na utilização de acido graxos durante o exercício aeróbio. Arq Bras Endocrinol Metab 2003;47/2:135-143
29
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.
30
24/05/2015
Adrenalina,
Ca2+, ADP, AMP
Glicogênio
fosforilase (vit B6)
Glicose
Glicose-6-fosfato,
frutose-6-fosfato, ADP
Recrutamento de fibras rápidas
(menor vascularização e densidade mitocondrial)
Fosfofrutoquinase
Quando a produção de piruvato ultrapassa o limite da atividade da
piruvato desidrogenase, lactato é produzido para regenerar o NAD+.
Piruvato
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24/05/2015
ANALISADOR DE GASES
CONSUMO DE OXIGÊNIO (VO2)
PRODUÇÃO DE CO2 (VCO2)
VENTILAÇÃO (VE)
A partir desses parâmetros podemos determinar:
1- Limiar Ventilatório (LV) ou Limiar 1
2- Ponto de Compensação Respiratória (PCR) ou Limiar 2
3- Consumo Máximo de O2 (VO2 max)
32
24/05/2015
LV ou Limiar 1:
Perda da Linearidade entre VCO2 e VO2
VCO2
(L/min)
LV
Velocidade ?
VO2 (L/min)
33
24/05/2015
PCR ou Limiar 2:
Perda da Linearidade entre VE/VCO2
VE
(L/min)
PCR
Velocidade ?
VCO2 (L/min)
VO2 máx : aumentos da intensidade de esforço não resultam em aumento no VO2
(ou seja, é obtido um platô)
VO2
(L/min)
VO2
Velocidade ?
Intensidade (Km/h)
34
24/05/2015
VCO2
VE
O
O
O2
O2
2
Hb
Hb O
HemáciaCO2 METABÓLICO
AC
HCO3-
Cl-
Cl-
+
I
AC
+
CO2 H2O
IV
II III O
ATP
H2O
VO2
2
NAD+
FAD
Sarcolema
Glicogênio
Piruvato
Acetil Coa
Ác. Graxo
Acil Coa
CO2
Krebs
FADH2
Piruvato
Acil Coa
ATP + H2O  ADP + Pi + H+
2
HCO3- + H+
H2CO3
HCO3-
2
Hb H+
CO2 + H2O
GTP
NADH
ATP
Lynen
Mitocôndria
+
PCr
ADP H
+
H
ADP
Pi
ADP
ATP
ATP
ADP
Pi
H+
ADP Citossol Muscular
35
24/05/2015
VO2
VCO2
VE
[L/min]
Velocidade Km/h
H2CO3
AC
Lactato
H2 O
+
CO2
CO2 + H2O
I
Glicogênio
HCO3- + H+
H2CO3
HCO3- + H+
Sarcolema
Hb
AC
IV
II III O
2
H2O
NADH NAD+
FADH2 FAD
MCT4
Krebs
Piruvato METABÓLICO
Acetil Coa
COLDH2 NÃO
FADH
Lactato
Lactato
CO2
Ác. Graxo
Acil Coa
GTP
2
Piruvato
Acil Coa
ATP + H2O  ADP + Pi + H+
NADH
ATP
Lynen
Mitocôndria
H+
ATP
ADP
Citossol Muscular
36
24/05/2015
LV
L imiar Ventilatório - L V
4,5
VO2
VCO2
VE
V C O2 (L /Min)
4
3,5
3
16,8 km/h
2,5
2
[L/min]
1,5
2
2,3
2,6
2,9
3,2
3,5
3,8
V O2(L /Min)
16,8
Velocidade (Km/h)
LIMIAR
VENTILATÓRIO
70-75% do VO2max
VO2
VE
LEVE
OU
MODERADO
VCO2
PARÂMETROS DE INTENSIDADE...
VCO2
37
24/05/2015
CO2
Hiperventilação
CO2 + H2O
H2CO3
Lactato
H+
I
IV
II III O
2
HCO3-+ H+
H2O
NADH NAD+
FADH2 FAD
MCT4
Glicogênio
Hb
AC
CO2
Lactato
LDH
Piruvato
FADH2
Piruvato
Ác. Graxo
GTP
NADH
Acil Coa
Acil Coa
Krebs
Acetil Coa
ATP
Lynen
Mitocôndria
ATP + H2O  ADP + Pi + H+
H+
ATP
Pi
ADP
ADP
Citossol Muscular
PCR
PC R
130
120
V E (L /Min)
VO2
VCO2
VE
110
100
90
80
70
20,1 km/h
60
50
[L/min]
1,9
2,4
2,9
3,4
3,9
4,4
V C O2 (L /Min)
20,1
Velocidade (Km/h)
38
24/05/2015
LIMIAR
VENTILATÓRIO
VO2
VE
MODERADO
OU
PESADO
70-75% do VO2max
LEVE
OU
MODERADO
VCO2
PARÂMETROS DE INTENSIDADE...
PCR
75-85% do VO2max
VCO2
CONSUMO MÁXIMO DE O2
VO max
(VO2max)
2
VO2
VCO2
VE
[L/min]
22,2
Velocidade (Km/h)
39
24/05/2015
LIMIAR
VENTILATÓRIO
VO2
VE
MODERADO
OU
PESADO
INTENSO
OU
SEVERO
70-75% do VO2max
LEVE
OU
MODERADO
VCO2
PARÂMETROS DE INTENSIDADE...
PCR
75-85% do VO2max
25% VO2 máx
65% VO2 máx
VCO2
85% VO2 máx
Alguns atletas atingiram o fatmax a 50% do VO2máx e outros apenas em 85%VO2máx. No estudo, ⅓ das pessoas não
estavam em sua fatmax zone quando se exercitaram na intensidade de fatmax média do grupo.
40
24/05/2015
Taxa de oxidação de gordura vs. intensidade de exercício (% VO2máx ).
Taxa de oxidação de gordura vs. intensidade de exercício (% VO2máx).
Grupos divididos em altos e baixos valores de VO2máx
Marion et all.(1994).
Relação %FCmax vs. % VO2máx
Branco FC, et al. Frequência Cardíaca na Prescrição de Treinamento de Corredores de Fundo, 2003.
Karvonen et al. (1957)
FCmáx = 200- IDADE
Tanaka et al. (2001)
FCmáx = 208- (0,7 x IDADE)
41
24/05/2015
42