Fisiologia Do Exercício

1. Quais são e dê exemplos dos 3 tipos de substratos energéticos encontrados nos alimentos? Explique como os mesmos são digeridos e armazenados em nosso organismo para posteriormente serem utilizados como fonte de energia (produção de ATP), tanto basal quanto durante o exercício.

Os substratos energéticos são principalmente os carboidratos (amido, sacarose, lactose, glicose, frutose), as proteínas (aminoácidos) e as gorduras (lipídeos). Quando nos alimentemos, os alimentos são digeridos e absorvidos, os produtos da digestão circulam no sangue, entram em tecidos e são eventualmente captados por células e oxidados para produzir energia. Para converter completamente os substratos energéticos a dióxio de carbono (CO2) e água (H2O), é necessário oxigênio molecular (O2), obtido a partir da respiração, a qual é responsável também por eliminar dióxio de carbono, que é produzido pela oxidação dos alimentos.

Quando esses substratos energéticos são oxidados a CO2 e H2O nas células, é liberada energia pela transferência de elétrons para o O2. A energia desse processo de oxidação gera calor e trifosfato de adenosina (ATP). O dióxido de carbono viaja pelo sangue para os pulmões, onde é expirado, e a água é excretada na urina, no suor e em outras secreções. Embora o calor gerado pela oxidação de substratos energéticos seja utilizado para manter a temperatura corporal, o principal propósito desse processo é gerar ATP. O ATP fornece a energia que move a maioria dos processos que consomem energia na célula, incluindo reações de biossíntese e transporte ativo através de membranas. À medida que esses processos utilizam energia, o ATP é convertido novamente em difosfato de adenosina (ADP) e fosfato inorgânico (Pi). A geração e a utilização de ATP são referidas como o ciclo ATP-ADP.

A oxidação de substratos energéticos para gerar ATP é chamada de respiração. Antes da oxidação, carboidratos são convertidos principalmente em glicose; gordura, em ácidos graxos, e proteínas, em aminoácidos. As rotas de oxidação da glicose, dos ácidos graxos e dos aminoácidos têm algumas características em comum. Eles primeiro oxidam os substratos energéticos a acetil-CoA, um precursor do ciclo do ácido tricarboxílico (TCA). O ciclo TCA é uma série de reações que completam a oxidação de substratos energéticos a CO2 (ver Capítulo 19). Elétrons perdidos dos substratos energéticos durante as reações oxidativas são transferidos para O2 por uma série de proteínas na cadeia de transporte de elétrons. A energia da transferência de elétrons é utilizada para converter ADP e Pi em ATP por um processo conhecido como fosforilação oxidativa.

Os carboidratos, que são quebrados em moléculas de glicose, serão armazenados no músculo e fígado em forma de glicogênio. A gordura é degradada em ácido graxo e glicerol e armazenadas em forma de triglicérides, e os depósitos de proteínas encontram-se sob a forma de aminoácidos.

2. Um indivíduo bem condicionado resolve convidar um amigo sedentário para uma corrida leve, após 20 minutos, enquanto o primeiro corre com bastante tranquilidade, o segundo, sente um cansaço (fadiga) muscular muito grande e resolve interromper sua atividade. Sendo assim, explique:

• Qual sistema de produção de energia (a partir dos carboidratos) está sendo utilizado neste momento por cada um dos indivíduos.

O atleta utiliza o Sistema Glicolítico já o sedentário o Sistema ATP-CP.

• Explique detalhadamente cada um dos sistemas a nível enzimático e molecular.

ATP-CP - O sistema fosfagênio representa uma fonte imediata de energia para o músculo ativo. Atividades que exigem altos índices de energia durante breve período de tempo dependem basicamente, da geração de ATP a partir das reações enzimáticas do sistema. O ATP necessário à contração do músculo está disponível tão rapidamente, porque esse processo de geração de energia requer poucas reações químicas, não requer oxigênio o ATP e o PC estão armazenados e disponíveis no músculo. Este é o processo menos complicado de gerar ATP. A fosfocreatina (PC) tem uma cadeia de fosfato de alta energia, como a do ATP, que também é chamada fosfagênio (daí o nome "sistema fosfagênio" ).O PC se decompõe na presença da enzima creatina fosfoquinase e a energia liberada é utilizada para formar o ATP, a partir do ADP .

PC – C + P + Energia + P + Energia – ATP.

Esta reação enzimática, ligada bioquimicamente, continuará até que se esgotem os depósitos de fosfocreatina do músculo. O sistema ATP-CP fornece energia para as contrações, durante os primeiros segundo de exercício.

GLICOLÍTICO

Esse sistema metabólico gera o ATP para necessidades energéticas intermediárias; ou seja, as que duram de 45 -90 segundos, tendo como exemplo atividades tipo: corridas de 400-800 m. , provas de natação de 100-200 m., também proporcionando energia para piques de alta intensidade no futebol, róquei no gelo, basquetebol, voleibol, tênis, badmington e outros esportes. O denominador comum dessas atividades é a sustentação de esforço de alta intensidade e não ultrapassam os dois minutos.

A glicólise anaeróbica, assim como o sistema ATP-CP, não requer oxigênio e envolve a quebra incompleta do carboidrato em ácido lático. O corpo tranforma os carboidratos em açúcares simples, a "glicose", usada imediatamente ou depositada no fígado e no músculo, como glicogênio. A glicose anaeróbia refere-se à quebra do glicogênio na ausência do oxigênio. Esse processo é mais complicado quimicamente do que o sistema ATP-CP e requer uma série mais longa de reações químicas. O sistema ácido lático talvez seja bem mais lento do que o sistema fosfagênio, porém produz quantidades mais altas de ATP, com a formação do ácido lático, produto desse sistema, a produção pode nem chegar a 3. Quando o ácido lático chega as músculo e ao sangue, provoca a fadiga ou, até, uma falência muscular O sistema de ácido lático, ou glicose anaeróbia, não requer oxigênio; gera como subproduto o ácido lático, que causa fadiga muscular; usa somente carboidratos; e libera aproximadamente duas vezes mais ATP do que o sistema fosfagênico. O sistema ácido lático também proporciona uma fonte rápida de energia, a glicose. Ele é a primeira fonte para sustentar exercícios de alta intensidade . O principal fator limitante na capacidade do sistema não é a depleção de energia mas o acúmulo de lactato