Módulo 2 Tema C - PROCESSOS ENERGÉTICOS NO MÚSCULO
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06-05-2012 C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C PROCESSOS ENERGÉTICOS NO MÚSCULO ESQUELÉTICO 1 – Necessidades energéticas da fibra muscular 2 – Papel do ATP 3 – Processos de ressíntese do ATP 3.1 – Aeróbico 3.2 – Anaeróbico alático e lático 4 – Interação dos diferentes processos em diferentes tipos de esforço C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C NECESSIDADES ENERGÉTICAS DA FIBRA MUSCULAR Área da biologia que se dedica ao estudo dos vários processos químicos que tornam BIOENERGÉTICA possível a vida celular do ponto de vista energético. Permite entender como a capacidade para realizar trabalho depende da conversão sucessiva de uma em outra forma de energia. O trabalho muscular é uma questão de conversão de energia Energia química Energia mecânica química em mecânica. Ação muscular Esta energia é utilizada pelas miofibrilas para provocar o deslize dos miofilamentos, resultando em ação muscular e produção de Produção de força força. Composição muscular (fibras I e II) Condição física Alimentação O dispêndio energético pode Intensidade Duração depender de muitos fatores Ambiente Frequência Tipologia do exercício 1 06-05-2012 Miologia C – Processos energéticos no músculo esquelético Tema C PAPEL DO ATP ATP Adenosina Trifosfato Instrumento bioquímico que serve para armazenar e utilizar energia. Garante o fornecimento de energia às células. Composto por um nucleótido de adenosina (A) e 3 fosfatos (Pi) A+Pi AMP Adenosina mono-fosfato A+2Pi ADP Adenosina di-fosfato A+3Pi ATP Adenosina tri-fosfato O ATP é necessário para as reações químicas. Quanto maior a atividade muscular, mais ATP é consumido. Miologia C – Processos energéticos no músculo esquelético Tema C PAPEL DO ATP – PROCESSOS DE RESSÍNTESE DO ATP Processo de transformação de ATP em energia O ATP é composto por 1 Adenosina e 3 Fosfatos. Há muita energia armazenada na ligação entre o 2º e o 3º fosfato. Quando uma célula precisa de energia, a ligação é quebrada para produzir ADP+Pi Quando uma célula tem excesso de energia, produz-se ATP a partir de ADP+Pi (ressíntese). O ATP dos músculos vem de 3 sistemas bioquímicos diferentes: SISTEMA ATP – FOSFOCREATINA SISTEMA GLICOLÍTICO SISTEMA OXIDATIVO Anaeróbio alático Anaeróbio lático Aeróbio 2 06-05-2012 C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C PROCESSOS DE RESSÍNTESE DO ATP DIFERENTES TIPOS DE ESFORÇO DIFERENTES PROCESSOS ENERGÉTICOS SISTEMA ATP – FOSFOCREATINA POTÊNCIA Anaeróbio alático SISTEMA GLICOLÍTICO VELOCIDADE Anaeróbio lático SISTEMA OXIDATIVO RESISTÊNCIA Aeróbio A maratona ou o jogging (exemplos) utiliza um sistema energético aeróbio (ou oxidativo). Significa que a produção de energia utiliza oxigénio. O lançamento do peso e a corrida de 100m (exemplos) utilizam sistemas energéticos anaeróbios. Significa que a produção de energia não está dependente da utilização de oxigénio. C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C PROCESSOS DE RESSÍNTESE DO ATP As fibras musculares obtêm mais rendimento energético a partir da oxidação dos nutrientes que armazenam no seu interior através de um processo aeróbio (necessita de oxigénio). Contudo, o aparelho cardiorespiratório necessita de algum tempo para se adaptar completamente às necessidades da atividade física. Assim, durante a fase inicial do exercício físico, as fibras musculares obtêm o ATP a partir de dois mecanismos anaeróbios (sem necessidade de oxigénio): o da fosfocreatina e o da glicólise anaeróbia. 8 a 10 seg. 1,5 a 2 min Ilimitado 3 06-05-2012 C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C PROCESSOS DE RESSÍNTESE DO ATP SISTEMA ANAERÓBIO ALÁTICO (ATP-fosfocreatina) Este mecanismo é ativado no preciso momento em que a contração da fibra muscular se inicia. Utiliza fosfocreatina que está armazenada no interior das fibras musculares. A fosfocreatina é desdobrada em creatina e em ácido fosfórico. Este fósforo junta-se a uma molécula de ADP de modo a formar uma nova molécula de ATP. Este sistema é bastante eficaz no início da contração. Mas as reservas de fosfocreatina esgotam-se rapidamente. Assim, a fibra muscular é obrigada a recorrer a outro processo anaeróbio para obter mais ATP. C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C PROCESSOS DE RESSÍNTESE DO ATP SISTEMA ANAERÓBIO LÁTICO (Glicolítico) Este mecanismo consiste na degradação do glicogénio armazenado no interior das fibras musculares. Permite a junção das moléculas de ácido fosfórico com outras de ADP. Obtém-se: 2 moléculas de ATP por mole de glicose 2 moléculas de água e 2 moléculas de ÁCIDO LÁTICO A velocidade de eliminação do ácido lático é menor do que a velocidade de produção. Cerca de 2 min. após o início da atividade, o aparelho cardiorrespiratório começa a adaptar-se ao exercício físico e a transportar maiores quantidades de O2 para o tecido muscular. Com a acumulação de ácido lático, atinge-se o LIMIAR DE LACTATO, que provoca dores musculares e fadiga. Há necessidade de proceder a um mecanismo de remoção do ácido lático dos músculos. 4 06-05-2012 C – Processos energéticos no músculo esquelético Miologia Tema C PROCESSOS DE RESSÍNTESE DO ATP SISTEMA AERÓBIO (Oxidativo) Este processo fornece 10x mais energia do que os anaeróbios. Tem a vantagem de não gerar substâncias residuais tóxicas. Utiliza : Reservas de glicogénio armazenadas mos músculos Glicogénio do fígado – através da corrente sanguínea Ácidos gordos das reservas de gordura Em último caso utiliza as proteínas O O2 e os nutrientes entram numa “cadeia respiratória” (ciclo de Krebs) A respiração aeróbia produz ATP num ritmo mais lento, mas pode continuar o fornecimento por muitas horas. Forma: Dióxido de Carbono (eliminado pela respiração) Água ATP Miologia C – Processos energéticos no músculo esquelético Tema C INTERAÇÃO DOS DIFERENTES PROCESSOS EM DIFERENTES TIPOS DE ESFORÇO A energia necessária para a realização de todas as tarefas que nosso corpo necessita é proveniente do ATP, fabricada em todas as células vivas como um modo de capturar e armazenar energia. À medida que o corpo vai realizando suas funções, o ATP é degradado e, consequentemente, restaurado por outra fonte energética que pode ser proveniente da fosfocreatina, das ácidos gordos, dos lípidos ou das proteínas. Conforme as necessidades energéticas, o corpo utiliza o pouco ATP que tem disponível. À medida que o ATP acaba, é solicitado o uso da fosfocreatina para ressintetizar o ATP. Porém a fosfocreatina também é reduzida. Então, o nosso organismo terá que solicitar outro macronutriente para realizar a ressíntese do ATP. Entretanto, o organismo precisa de determinar qual o substrato energético a utilizar: gordura, na forma de ácidos gordos, ou glícidos na forma de glicose ou glicogénio muscular, dependendo de dois fatores: a velocidade de ressíntese do ATP e se há ou não a presença de oxigénio: 5 06-05-2012 Miologia C – Processos energéticos no músculo esquelético Tema C INTERAÇÃO DOS DIFERENTES PROCESSOS EM DIFERENTES TIPOS DE ESFORÇO Na presença de oxigénio e na pouca necessidade de solicitação deste macronutriente (glicose), o organismo utilizaria a gordura para ressintetizar ATP, uma vez que a gordura gera mais ATP que a glicose, e sua fonte é praticamente ilimitada no nosso corpo, não levando-o ao risco de sofrer pela má utilização deste substrato. Por outro lado, na necessidade de alta velocidade de ressíntese do ATP o organismo irá optar pela glicose ou glicogénio hepático e muscular; como em exercícios extenuantes e muito intensos. Isso também ocorreria na ausência de oxigênio durante o processo de transformação para gerar energia, chamado de ciclo da glicólise. Esse ciclo seria capaz de gerar energia suficiente para ressíntese do ATP, mas teria um efeito indesejável, a produção de ácido lático, que faria com que o exercício fosse interrompido minutos depois pela instalação da fadiga muscular dos músculos exercitados. 6
