Bioenergética

Bioenergética
Transformação Biológica de
Energia
Milhares de reações químicas acontecem coletivamente em
todo organismo a todo instante para atender as demandas
impostas pelo mesmo em termos de fornecimento de
energia.
Dois tipos de reações caracterizam esses processos. A
primeira categoria caracteriza-se pela síntese de moléculas,
denominadas anabolismo, já a segunda, se caracteriza pela
degradação ou quebra de moléculas – catabolismo. O
somatório das reações anabólicas e catabólicas que ocorrem
no organismo é chamado de metabolismo.
Transformação Biológica de
Energia
A energia primária, que é utilizada pelos organismos do
planeta Terra, é proveniente do sol.
Os vegetais utilizam a energia luminosa para realizar as
reações necessárias à formação de carboidratos, gorduras e
proteínas.
Os animais, incluindo os seres humanos, se alimentam de
vegetais e outros organismos para obter a energia de que
precisam para manter as atividades celulares.
Transformação Biológica de
Energia
A energia existe sob várias formas, as quais são
intercambiáveis.
Por
exemplo,
as
células
musculares convertem a energia química dos
nutrientes em energia mecânica. Isso requer uma
série de reações químicas altamente controladas.
Transformação Biológica de
Energia
A energia utilizada no organismo é proveniente da quebra de
ligações químicas.
Essa transferência de energia ocorre como resultado de uma
série de reações químicas. Muitas dessas reações exigem
que a energia seja adicionada aos reagentes - reações
endergônicas.
O produto formado nessas reações contém maior quantidade
de energia que os reagentes iniciais.
Transformação Biológica de
Energia
As reações que liberam energia, como resultado de reações
químicas, são chamadas de reações exergônicas. As reações
endergônicas se acoplam àquelas exergônicas de modo que
uma reação gera a energia necessária para a realização da
seguinte.
ATP
R
ADP + Pi
R
ATP
Exergônica
ADP + Pi
ATP
Alimento
ADP + Pi
ATP
CO2 + H2O
Endergônica
ADP + Pi
R
Transformação Biológica de
Energia
As enzimas estão presentes na maioria das reações químicas
que ocorrem no organismo, regulando a velocidade com que
elas ocorrem, diminuindo a energia de ativação, por essa
razão são chamadas de catalisadores.
Dentre os fatores que influenciam atividade das enzimas,
podemos citar: o pH, a temperatura, a concentração de
substratos e a compartimentalização dos locais onde
ocorrem às reações.
As células necessitam de energia. Elas possuem
vias metabólicas capazes de extrair e converter
os
nutrientes
advindos
dos
alimentos
consumidos na dieta, numa forma de energia
biologicamente utilizável, processo denominado
bioenergética.
Bioenergética
Existem vias metabólicas que fornecem energia necessária
para a manutenção da atividade das células.
A energia provem da degradação bioquímica dos alimentos
Diferentes
Solicitações
Bioenergética
A energia pode ser produzida a partir de vias metabólicas
que utilizam substratos energéticos distintos.
Pode-se obter energia na forma de ATP a partir de:
Degradação da creatina fosfato.
Anaeróbia
Degradação da molécula de glicose (glicólise).
Formação oxidativa de ATP a partir
de glicose e lipídios (lipólise)
Aeróbia
Bioenergética
Sistema ATP-CP (Fosfagênios): Envolve a liberação de um
grupo fosfato e sua ligação energética com a creatina para o
ADP ressintetizando o ATP. É chamado de sistema anaeróbio
alático.
CP + ADP
C + ATP
Creatina Quinase
Bioenergética
Provê a energia para o trabalho muscular por
alguns segundos em exercícios de alta intensidade
e curta duração.
A recuperação da creatina-fosfato requer ATP e
ocorre durante a recuperação.
O controle do sistema ATP-CP é feito pela cretina
quinase e pelo ADP.
Bioenergética
Anaeróbia
Ácido Lático
Glicólise
Aeróbia
Ácido Pirúvico
Glocólise Graf.
Bioenergética
A glicólise ocorre no sarcoplasma das células musculares e
pode produzir 2 ou 3 móleculas de ATP, além de duas
moléculas de ácido lático ou ácido pirúvico por molécula de
glicose.
Ocorre a remoção dos hidrogênios que são unidos a
moléculas transportadoras NAD (usado na glicólise) e FAD,
convertendo-as a sua forma reduzida NADH e FADH2, que
transportam o hidrogênio para uso posterior em processos
aeróbios na mitocôndria.
A restauração do NAD, a partir do NADH é fundamental para
que a reação prossiga. Como fazê-lo?
Bioenergética
A lactato desidrogenase (LDH) remove os
hidrogênios do NAD e o transfere para o ácido
pirúvico formando ácido lático.
Destinos do Lactato:
• Ciclo de Cori no fígado.
• Captação por fibras musculares do tipo I.
A Fosfofrutoquinase (PFK) é a enzima-passo
limitante para a glicólise, ela é sensível ao pH e à
concentração de ADP.
Bioenergética
A produção do ATP de forma aeróbia ocorre no
interior de uma importante organela: As
mitocôndrias.
Bioenergética
A produção aeróbia de ATP envolve duas cadeias de reações
que cooperam mutuamente: O ciclo de Krebs e a cadeia de
transporte de elétrons que operam de acordo com os
seguintes passos:
• Geração de uma molécula de 2 carbonos: Acetil-CoA.
• Oxidação da acetil-CoA no ciclo de Krebs.
• Fosforilação oxidativa (cadeia de transporte de elétrons).
Bioenergética
Quando o oxigênio é suficiente, o ácido pirúvico é
convertido a piruvato, que por sua vez é convertido a acetilCoA que se une ao oxaloacetato formando citrato, iniciando
o ciclo de Krebs.
As gorduras são utilizadas na forma de ácidos graxos livres
(AGL).
Antes, os AGL passam por um processo chamado βoxidação, que fraciona os ácidos graxos (que possuem
quantidades variadas de átomos de carbono) em moléculas
de dois carbonos que vão dar origem à acetil-CoA.
As proteínas formam acetil-CoA ou intermediários do ciclo
de Krebs.
Ciclo de Krebs
Cadeia de transp. De eletróns
Quadro de avaliação de
modalidades.
Duração do
estímulo
3’’ a 11’’
Qualidade
física
Resistência
Anaeróbica
11’’ a 1’ 45’’
2’ a 20-24’
24’ em diante
Sistema de característica
transferência
de energia
Anaeróbico
Alático
Anaeróbico
Lático
Resistência
Aeróbica
Aeróbico via
Carboidratos
Aeróbico via
Gorduras
Alta
intensidade e
curta duração
Baixa
intensidade e
longa
duração
Via
energética
ATP-CP
Degradação
anaeróbica
de glicose
Degradação
aeróbica de
glicose
Degradação
aeróbica de
lipídios
Por hoje é só!
Vamos
trabalhar!
Questões:
1- Defina catabolismo, anabolismo, metabolismo e bioenergética.
2- Diferencie metabolismo aeróbio e anaeróbio.
3- Defina o mecanismo de ressíntese de ATP pelo sistema ATP-CP ou sistema dos
fosfagênios.
4- Qual a função do NAD e do FAD nas vias de produção de energia
5- Qual o rendimento em ATP’s da glicólise anaeróbia se a molécula de glicose vier da
corrente sangüínea ou das reservas de glicogênio. Por que existe diferença
6- Por que a glicólise rende mais ATP’s no metabolismo aeróbico que no aeróbico.
7- Qual o papel do oxigênio nas vias aeróbias de produção de energia
8- Qual a função do ciclo de Krebs. O que é cadeia de transporte de elétrons
9- Defina a via metabólica predominante nas seguintes atividades físicas:
a) 50 metros nado livre (22-25s)
b) Meia maratona (50min-1h e 10min)
c) Corrida de 800 metros (aproximadamente 1min e 20-30s)
d) Uma volta caminhando pelo campus da FASAR (15 min)
e) Saque no vôlei (1-2s)