respostas e adaptações metabólicas ao exercício
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Respostas e Adaptações Metabólicas Ao Exercício bioquimica ensino superiorTRANSCRIPT
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Bioqumica da Contrao Muscular
TIPOS DE MSCULO
Liso Cardaco Esqueltico
ESTRUTURA DO MSCULO ESQUELTICO
Feixe de fibras musculares
Fibra muscular
Msculo
Miofibrila
SARCMERO
COMPOSIO DO SARCMERO
FILAMENTO FINO
FILAMENTO GROSSO
ESTRUTURA DO SARCMERO
Banda A
Zona H
Linha Z
Banda I
Sarcmero
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Cabea
Cauda
MOLCULA DE MIOSINA
FILAMENTO GROSSO FILAMENTO FINO ACTINA TROPOMIOSINA E TROPONINA
MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR - ESTMULO NEURONAL -
MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR - REGULAO PELO CLCIO -
MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR ! Encurtamento do sarcmero
(deslizamento das miofibrilas)
Potencial de ao Juno neuromuscular
Liberao do clcio
Ligao cruzada Quebra do ATP e formao da ponte acto-miosina
Travamento
Desprendimento
Engatilhamento
Ligao
Deslizamento
(-) (+)
Filamento fino
Cabea da miosina
Gerao de fora
Hidrlise
Filamento grosso (miosina)
MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR
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MECANISMO DE CONTRAO MUSCULAR
- DESLIZAMENTO DAS MIOFIBRILAS -
VIAS DE REPOSIO DO ATP
H2CO - P - O - P - O - P - O-
Adenosina-trifosfato (ATP)
O
N
N N
N NH2
OH HO
O- I
O- I
O- I
II O
II O
II O
ANAERBICA - ATP/PC - MIOCINASE - Gliclise (fermentao) AERBICA
Adenosina-difosfato (ADP)
H2CO - P - O - P - O- O
N
N N
N NH2
OH HO
O- I
O- I
II O
II O
O - P - O-
O- I
II O
Fosfato inorgnico
(Pi)
+
CONTRAO MUSCULAR
PAPEL DA FOSFOCREATINA - Sistema PCr/ATP -
ATP
Creatina
FOSFOCREATINA CINASE
ADP
CONTRAO MUSCULAR
Fosfocreatina
REAO DA MIOCINASE
ADENILATOCINASE (MIOCINASE)
ADP AMP
ATP ADP
CONTRAO MUSCULAR
GLICEROL
C. GRAXO
TRIACILGLICEROL
COLESTEROL CORPOS
CETNICOS
GLICOSE
TRIOSE P
PIRUVATO
CADEIA RESPIRATRIA E FOSFORILAO OXIDATIVA
CICLO DE KREBS
PENTOSE GLICOGNIO
ACETIL-CoA
PROTENAS
AMINOCIDOS
NH4+
URIA
OUTROS COMPOSTOS
NITROGENADOS
Viso Geral do Metabolismo
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FONTES ENERGTICAS PRIMRIAS DO MSCULO ESQUELTICO EM
ATIVIDADE MOTORA
MECANISMO METABLICO COMBUSTVEL EXIGNCIA DE O2
RENDIMENTO ENERGTICO
ATP/CP GLICLISE ANAERBIA MIOCINASE OXIDAES MITOCONDRIAIS
FOSFOCREATINA
GLICOSE (GLICOGNIO)
ADP
GLICOGNIO LIPDEOS
PROTENAS
Potncia e Capacidade Mximas dos Sistemas Energticos Musculares
SISTEMA POTNCIA MXIMA
(moles de ATP por minuto)
CAPACIDADE MXIMA
(moles totais de ATP disponveis)
Fosfagnios (ATP-PCr)
3,6 0,7
Gliclise anaerbica 1,6 1,2
Fosforilao Oxidativa (a partir do glicognio)
1,0 90,0
Expresso diferencial de
genes
Especializao metablica dos rgos
Cada rgo desempenha
um papel particular no metabolismo
Integrao Metablica Entre os Tecidos do Corpo
Glicose 33%
Gorduras 67%
Combustveis do Msculo em Repouso
Calorias Metablicas Derivadas dos Alimentos
0 2 4 6 8 10
lcool
Gorduras
Protenas
Carboidratos
Kcal/g
Essencialidade de vitaminas, minerais e gua
TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
Fibra tipo IIb (branca) contrao rpida (CR)
Fibra tipo I (vermelha) contrao lenta (CL)
Esquiador de longa
distncia
Corredor de longas
distncias
Nadador
No-atletas treinados
Levantador de peso
Corredor de velocidade
Fibras de contrao lenta so melhor adaptadas para sustentar a atividade aerbica
Fibras de contrao rpida podem gerar o mximo de tenso rapidamente, mas fadigam mais rapidamente
Porcentagem muscular de fibras de contrao lenta
Captao mxima de O2 (mL/min/kg)
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PRINCIPAIS CARACTERSTICAS DISTINTIVAS DOS TIPOS DE FIBRAS
FIBRA TIPO I (CL)
FIBRA TIPO IIb (CR)
CONTEDO DE MIOGLOBINA DEPENDNCIA DE O2 IRRIGAO SANGUNEA METABOLISMO VELOCIDADE E FORA DE CONTRAO SUBSTRATO PREFERIDO
CONTEDO DE TRIACILGLICERIS E MITOCNDRIAS
CONTEDO DE GLICOGNIO
OXIDATIVO GLICOLTICO
CIDO GRAXO CARBOIDRATO
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS DE ALTA INTENSIDADE (EAI)
! Atividades motoras no estveis ! Combustveis: fosfocreatina, ADP (miocinase) e
glicognio
INTEGRAO DO USO DE FOSFOCREATINA E GLICOGNIO
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0-1,3 0-2,6 0-5 0-10 10-20 20-30
Prod
uo
de
ATP
(m
mol
/kg/
s dm
)
Tempo (s)
PCr Gliclise
Taxas de ressntese anaerbica do ATP, a partir da fosfocreatina e da gliclise
30 seg 60 seg 2 min 5 min
50
100
Por
cent
agem
de
ener
gia
prod
uzid
a
Durao do exerccio ATP Fosfocreatina Gliclise anaerbia Oxidao aerbia
Contribuio dos sistemas energticos durante o exerccio
! Glicogenlise uso da glicose sangunea ! [Lactato] Liplise do tec. Adiposo ! Carnitina limitante Oxid. de AG intramusc.
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS DE ALTA INTENSIDADE COM MAIS DE 30 SEG. DE DURAO
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! Ressntese de fosfocreatina nos perodos de repouso
! Menor acmulo de lactato ( do fluxo da PDH)
PERODOS REPETIDOS DE EXERCCIO
! Interrupo do suprimento de energia ! Acmulo de subprodutos metablicos
(retroinibio) ! Falha no mecanismo contrtil
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS DE ALTA INTENSIDADE (EAI) - FADIGA
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP)
! Atividades motoras estveis ! Combustveis: fosfocreatina, carboidratos e gordura ! Glc (GG musc.) AG + Glc AG + AA ramificados
(Val, Leu, Ile) ! Vias:
Glicogenlise musc., Liplise, Glicogenlise hept., Neoglicognese, Oxid. aa ramif.
30 seg 60 seg 2 min 5 min
50
100
Por
cent
agem
de
ener
gia
prod
uzid
a
Durao do exerccio ATP Fosfocreatina Gliclise anaerbia Oxidao aerbia
Contribuio dos sistemas energticos durante o exerccio ! Carboidrato muscular ( 80 min. de exerccio) ! Lipdios e glicognio heptico manuteno do exerccio
! Glc AG + Glc AG + AA ramificados (Val, Leu, Ile)
Integrao da oxidao de carboidratos e gordura
Captao de oxignio e nutrientes pelas pernas durante exerccio prolongado de intensidade moderada
0
5
10
15
20
Repouso 40 90 180 240
Cap
ta
o de
oxi
gni
o
(mm
ol/m
in)
Combustveis no hematgenos
cidos graxos livres
Glicose
27%
37%
36%
22% 14%
8%
37% 50% 62%
41% 36% 30%
Exerccio (min)
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! glicogenlise, neoglicognese, ciclos de cori e glicose-alanina
Glicose
Glicose
Piruvato
Lactato
Piruvato
Lactato
Lactato
Glicose Glicose
CICLO DE CORI
NEOGLICOGNESE GLICLISE
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP) Participao do Fgado
! glicogenlise, neoglicognese, ciclos de cori e glicose-alanina
CICLO Glc-Ala
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP) Participao do Fgado
! Resistncia liberao de Ca2+
! Depleo de carboidratos: Depleo de intermedirios
do CK [ADP] [IMP]
! Desidratao ! Dano do tecido muscular
RESPOSTAS METABLICAS AOS EXERCCIOS PROLONGADOS (EP) - FADIGA
Reservas intramusculares de gordura
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Homens destreinados
Homens treinados
Mulheres destreinadas
Lip
dio
s in
trac
elu
lare
s (V
ol%
)
Efeitos do treinamento sobre o potencial aerbico do msculo esqueltico
0 20 40 60 80 100 120 140
Nmero de mitocndrias
Oxidao das gorduras
Oxidao do glicognio
Contedo de mioglobina
Aumento percentual
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Alteraes na quantidade e no tamanho das mitocndrias do msculo esqueltico humano aps treinamento
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30 35
Aum
ento
na
quan
tidad
e de
mito
cnd
rias
(%)
Semanas de treinamento
0
50
100
150
200
Destr
ein
Atlet
as
Tam
anh
o d
as m
itoc
nd
rias
(n
m)
ADAPTAES MUSCULARES AO TREINAMENTO DE RESISTNCIA
! Hipertrofia seletiva das fibras de contrao lenta (tipo I)
! quantidade de capilares sanguneos por fibra muscular
! contedo de mioglobina ! capacidade de gerar ATP pela
fosforilao oxidativa ! tamanho e quantidade de
mitocndrias ! capacidade de oxidao de
lipdios e carboidratos ! confiana nos lipdios como combustvel ! contedo de glicognio e de triacilgliceris ! capacidade de resistncia
Contedo de glicognio muscular
0
5
10
15
20
25
30
35
Antes Aps
Glic
ogn
io m
usc
ula
r (g
ram
as p
or q
uilo
gra
mas
)
Treinamento (4 dias/semana, 20 semanas)
Efeitos do treinamento sobre o potencial anaerbico do msculo esqueltico
0 20 40 60 80 100 120
Atividade PFK
Reservas de PCr
Atividade de CPK
Atividade de ATPase
Reservas de ATP
Atividade de MK
Aumento percentual
Gliclise anaerbcia
Sistema de Fosfagnios
ADAPTAES MUSCULARES AO TREINAMENTO DE FORA
! Hipertrofia das fibras musculares
! rea transversa do msculo ! contedo de fosfocreatina e de
glicognio ! capacidade glicoltica ! capacidade do exerccio de
fora e de alta intensidade ! densidade mitocondrial ! Melhoria da capacidade de
tamponamento sanguneo e muscular