BIOQUIMICA final

(1)

BIOQUÍMICA DO ESPORTE BIOQUÍMICA DO ESPORTE

E DO EXERCÍCIO E DO EXERCÍCIO

Prof.

Prof. MsMs. . Claudio de Oliveira AssumpçãoClaudio de Oliveira Assumpção

UNIVERSIDADE GAMA FILHO

UNIVERSIDADE GAMA FILHO – – UGF UGF BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA

Estudo dos processos químicos encontrados Estudo dos processos químicos encontrados

nos organismos nos organismos

Estudo dos processos químicos encontrados Estudo dos processos químicos encontrados

nos organismos nos organismos

OBJETIVO OBJETIVO OBJETIVO OBJETIVO

Estruturas das moléculas encontradas no Estruturas das moléculas encontradas no

organismo organismo

Estruturas das moléculas encontradas no Estruturas das moléculas encontradas no

organismo organismo

Função Biológica destas moléculas Função Biológica destas moléculas Função Biológica destas moléculas Função Biológica destas moléculas Mecanismos envolvidos na síntese e Mecanismos envolvidos na síntese e

degradação degradação

Mecanismos envolvidos na síntese e Mecanismos envolvidos na síntese e

degradação degradação

Tipos de energia Tipos de energia

São cinco os tipos fundamentais de São cinco os tipos fundamentais de

energia usados pelo organismo energia usados pelo organismo

humano:

--QUÍMICAQUÍMICA;; -- MECÂNICAMECÂNICA;;

--ELÉTRICAELÉTRICA;; -- TÉRMICATÉRMICA;;

--PROTÔNICAPROTÔNICA;;

ENERGIAS ENERGIAS

QUÍMICA

QUÍMICA:: usadausada parapara aa construçãoconstrução dede moléculas

moléculas parapara finsfins estruturaisestruturais ouou funcionaisfuncionais ELÉTRICA

ELÉTRICA:: usadausada parapara aa criaçãocriação dede potenciais

potenciais (de(de repouso,repouso, dede ação)ação) ouou funcionamento

funcionamento dede bombasbombas (como(como nana cadeiacadeia respiratória,

respiratória, ondeonde correntecorrente elétricaelétrica alimentaalimenta bombas

bombas dede prótons)prótons) PROTÔNICA

PROTÔNICA:: nana qualqual aa energiaenergia contidacontida numnum gradiente

gradiente eletroquímicoeletroquímico dede prótonsprótons podepode serser usadausada para

para gerargerar ATPATP (na(na fosforilaçãofosforilação oxidativa)oxidativa)

ENERGIAS ENERGIAS

MECÂNICA

MECÂNICA:: empregadaempregada nana execuçãoexecução dede movimentos

movimentos corporais,corporais, batimentobatimento dede cílioscílios ouou deslocamento

deslocamento dede célulascélulas (como(como leucócitos,leucócitos, porpor exemplo)

exemplo) TÉRMICA

TÉRMICA:: pelapela qualqual sese podepode mantermanter aa temperatura

temperatura corporalcorporal numnum valorvalor ótimoótimo parapara osos principais

principais sistemassistemas enzimáticosenzimáticos dodo organismoorganismo..

Estas energias são em sua maioria energia de Estas energias são em sua maioria energia de trabalho, sendo este trabalho representado por trabalho, sendo este trabalho representado por movimento de matéria, secreção, crescimento movimento de matéria, secreção, crescimento

ou fluxo de elétrons ou íons.

Potencial de ação

Quando

Quando aa célulacélula éé ativada,ativada, oo potencialpotencial dada membranamembrana vai

vai dede -- 9090 mVmV aa ++ 3030 mV,mV, aa polaridadepolaridade dada membranamembrana sese inverte

inverte (positiva(positiva nono interiorinterior ee negativanegativa nono exterior),exterior), nana fase

fase dede despolarizaçãodespolarização..

(2)

Fases do potencial de ação típico da fibra de Purkinge (resposta rápida)

Fase

Fase ZeroZero -- despolarização, ocorre grande aumento à permeabilidade ao Na⁺, que entra na célula.

Fase

Fase UmUm --repolarização rápida precoce, diminui a permeabilidade ao Na⁺.

Fase

Fase DoisDois --platô do potencial de ação.

Fase

Fase TrêsTrês -- repolarização, que é a volta do potencial de membrana ao valor de - 90 mV.

Aumenta a permeabilidade aos íons K⁺, que saem da célula.

Fase

Fase QuatroQuatro --repouso elétrico. Entra em ação a bomba de Na⁺e K⁺.

CARBOIDRATOS

CARBOIDRATOS PROTEÍNASPROTEÍNAS LIPÍDIOSLIPÍDIOS

GLICOSE

GLICOSE AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOSÁCIDOS GRAXOS

PIRUVATO PIRUVATO

Ala Ala Cys Cys Gly Gly Ser Ser

Ile Ile Leu Leu Lys Lys Phe Phe

Glu Glu Asp

Asp

Acetil Acetil--CoA (2)CoA (2)

Citrato (6) Citrato (6)

Isocitrato (6) Isocitrato (6) α

αα αα αα

α--Cetoglutarato (5Cetoglutarato (5) Succinato (4)

Succinato (4) Fumarato (4)

Fumarato (4) Malato (4) Malato (4)

Oxaloacetato (4) Oxaloacetato (4) CO

CO22 COCO22

CO CO22

CO CO₂₂ CICLO

CICLO DE DE KREBS KREBS

Conceitos Bioquímicos de Conceitos Bioquímicos de Transferência de Energia Transferência de Energia::

Energia Química Energia Química:: energia energia armazenada dentro das moléculas armazenada dentro das moléculas em ligações químicas covalentes ou em ligações químicas covalentes ou não.não.

Bioenergética

Bioenergética::estudo da transferência estudo da transferência de energia entre as reações químicas em de energia entre as reações químicas em tecidos vivos.

tecidos vivos.

Energia livre

Energia livre: energia proveniente : energia proveniente de uma reação química que pode ser de uma reação química que pode ser utilizada para realizar trabalho.

utilizada para realizar trabalho.

Equilíbrio

Equilíbrio:: estadoestado dede balançobalanço dinâmicodinâmico emem umauma ouou maismais reações que procedem de direções opostas.

reações que procedem de direções opostas.

∆∆∆∆∆∆∆∆GG= zero= zero

Quanto

Quanto maismais negativonegativo oo ∆∆∆∆∆∆∆∆GG,, maismais energiaenergia livrelivre éé liberada

liberada pelapela reaçãoreação.. SeSe oo∆∆∆∆∆∆∆∆GG éé zerozero,, aa reaçãoreação estáestá em

em equilíbrioequilíbrio ee nãonão ocorreocorre qualquerqualquer mudançamudança nosnos substratos

substratos..

∆∆∆∆∆∆∆∆GG= variação da energia livre= variação da energia livre

Entropia

Entropia:: formaforma dede energiaenergia queque nãonão podepode serser utilizada,utilizada, definida

definida comocomo umum aumentoaumento aleatórioaleatório ouou desordenadodesordenado..

Entalpia

Entalpia:: energiaenergia térmicatérmica disponíveldisponível parapara realizarrealizar trabalho

trabalho emem temperaturatemperatura ee pressãopressão constantesconstantes..

∆∆∆∆∆∆∆∆HH== alteraçãoalteração dada entalpiaentalpia

(3)

∆∆∆∆∆∆∆∆G < 0 =G < 0 =reação expontânea,reação expontânea,libera energialibera energia..

∆∆∆∆∆∆∆∆G > 0 =G > 0 =reação não expontânea,reação não expontânea,necessita de energianecessita de energia

para ocorrer.

A

A quantidadequantidade dede energiaenergia liberadaliberada ouou utilizadautilizada podepode serser expressa

expressa ememkjoules/molkjoules/molououkcalorias/molkcalorias/mol..

Compostos ricos em energia:

Na maioria das vezes o grupamento Na maioria das vezes o grupamento fosfato

fosfato está envolvido na ligação, está envolvido na ligação, cuja hidrólise é acompanhada de cuja hidrólise é acompanhada de grande liberação de energia.

grande liberação de energia.

Enzimas Enzimas

A

A manutençãomanutenção dada vidavida celularcelular dependedepende dada contínuacontínua ocorrência

ocorrência dede umum conjuntoconjunto dede reaçõesreações químicas,químicas, queque devemdevem atender

atender duasduas exigênciasexigências fundamentaisfundamentais::

Serem altamente específicas Serem altamente específicas Ocorrer em velocidades adequadas Ocorrer em velocidades adequadas

Todas

Todas asas célulascélulas dispõemdispõem dede proteínasproteínas capazescapazes dede exercerexercer função

função catalíticacatalítica::

Enzimas Enzimas Enzimas Enzimas

Algumas enzimas, chamadas deenzimas alostéricaspodem sofrer regulação por alguns compostos, sendo por eles ativados ou inibidos.

Classificação e Nomenclatura Classificação e Nomenclatura

Oxidorredutases Oxidorredutases Oxidorredutases

Oxidorredutases Catalisam reações de Catalisam reações de óxido

óxido--reduçãoredução

CH

CH₃₃ CHCH COOCOO^-- + NAD+ NAD⁺⁺ OH

OH_2e_2e

Lactato desidrogenase Lactato desidrogenase Lactato

Lactato

CH

CH₃₃ CC COOCOO^-- + NADH + H+ NADH + H O

O PiruvatoPiruvato

Quinases

Quinases::são enzimas que catalisam a transferência são enzimas que catalisam a transferência de um grupo fosfato de alta energia (em geral do de um grupo fosfato de alta energia (em geral do ATP) para uma molécula receptora.

ATP) para uma molécula receptora.

Isomerases: SãoSão enzimasenzimas queque catalisamcatalisam reaçõesreações de

de isomerizaçãoisomerização (troca(troca dede gruposgrupos químicos)químicos)..

Mutases: SãoSão isomerasesisomerases queque catalisamcatalisam aa transferência

transferência dede gruposgrupos fosfatofosfato dede baixabaixa energiaenergia dede uma

uma posiçãoposição parapara outra,outra, dentrodentro dada mesmamesma molécula

molécula..

Desidrogenases: SãoSão enzimasenzimas queque catalisamcatalisam reações

reações dede óxidoóxido--redução,redução, porpor transferênciatransferência dede hidrogênio

hidrogênio dodo substratosubstrato parapara umauma coenzima,coenzima, geralmente

geralmenteNADNAD⁺⁺ououFADFAD..

(4)

Coenzimas

Coenzimas:: SãoSão moléculasmoléculas orgânicas,orgânicas, nãonão protéicas,

protéicas, dede complexidadecomplexidade variada,variada, cujacuja associação

associação comcom determinadasdeterminadas enzimasenzimas éé essencialessencial para

para queque aa enzimaenzima possapossa exercerexercer seuseu papelpapel catalítico

catalítico..

Coenzima Grupo Transp. Vitamina

Adenosina Trifosfato (ATP) Adenosina Trifosfato (ATP) FosfatoFosfato Tiamina pirofosfato (TPP)

Tiamina pirofosfato (TPP) AldeídoAldeído Tiamina (BTiamina (B11)) FAD

FAD HidrogênioHidrogênio Riboflavina (BRiboflavina (B22)) Coenzima A

Coenzima A AcilaAcila Ác Pantotênico (BÁc Pantotênico (B₃₃)) NAD

NAD⁺⁺ HidretoHidreto Nicotinamida (BNicotinamida (B₅₅))

CÉLULA =

CÉLULA =unidade viva básica do corpo unidade viva básica do corpo

Características básicas = utilização do Características básicas = utilização do oxigênio e substratos para gerar energia oxigênio e substratos para gerar energia

ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL ORGANIZAÇÃO FUNCIONAL

DO ORGANISMO DO ORGANISMO

Cada

Cada tipotipo é especialmente adaptado a é especialmente adaptado a desempenhar uma ou algumas funções desempenhar uma ou algumas funções

LÍQUIDOS EXTRA E INTRACELULAR LÍQUIDOS EXTRA E INTRACELULAR

Extracelular:

Extracelular: contém grandes quantidades de contém grandes quantidades de Na

Na⁺⁺, Cl, Cl^--, HCO, HCO₃₃^--, O, O₂₂, glicose, AGs, AAs e CO, glicose, AGs, AAs e CO₂₂

Intracelular:

Intracelular: contém grandes quantidades de Kcontém grandes quantidades de K⁺⁺, , Mg

Mg⁺²⁺²e fosfatoe fosfato HOMEOSTASIA

HOMEOSTASIA: manutenção das condições : manutenção das condições estáticas ou constantes do meio interno estáticas ou constantes do meio interno

ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA

2 partes principais: Núcleo e Citoplasma 2 partes principais: Núcleo e Citoplasma

Água: 70 Água: 70--85%; 85%;

PRINCIPAIS COMPONENTES PRINCIPAIS COMPONENTES

DA CÉLULA DA CÉLULA

Eletrólitos;

Proteínas: estruturais e globulares;

Lipídios: 2%;

Carboidratos.

(5)

ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA

ORGANIZAÇÃO DA CÉLULA ^Membrana^Membrana

celular celular

Membrana Membrana nuclear nuclear

Retículo Retículo endoplasmático

endoplasmático Complexo de GolgiComplexo de Golgi Mitocôndria

Mitocôndria

Lisossomo Lisossomo

Centríolos Centríolos

MEMBRANA CELULAR MEMBRANA CELULAR

MEMBRANA BIOLÓGICA MEMBRANA BIOLÓGICA

Lipídios Lipídios Proteínas

Proteínas

MOSAICO FLUIDO MOSAICO FLUIDO

LIPÍDIOS LIPÍDIOS PROTEÍNAS

PROTEÍNAS

BICAMADA LIPÍDICA BICAMADA LIPÍDICA

MISCELA MISCELA

POLAR POLAR HIDROFÍLICA HIDROFÍLICA

APOLAR APOLAR HIDROFÓBICA HIDROFÓBICA

POLAR POLAR HIDROFÍLICA HIDROFÍLICA Extracelular

Extracelular

Intracelular Intracelular

(6)

REGIÃO POLAR REGIÃO POLAR HIDROFÍLICA HIDROFÍLICA

REGIÃO APOLAR REGIÃO APOLAR HIDROFÓBICA HIDROFÓBICA

FOSFOLIPÍDIO FOSFOLIPÍDIO

SERINA SERINA

ETANOLAMINA ETANOLAMINA

INOSITOL INOSITOL COLINA COLINA

COLESTEROL COLESTEROL

FLEXIBILIDADE E PERMEABILIDADE FLEXIBILIDADE E PERMEABILIDADE

BICAMADA BICAMADA FOSFOLIPÍDICA FOSFOLIPÍDICA

FLUIDEZ FLUIDEZ

POSIÇÃO INTERLIPÍDICA POSIÇÃO INTERLIPÍDICA

FOSFOLIPÍDIO

COLESTEROL

(7)

MOVIMENTO LIPÍDICO

MOVIMENTO LIPÍDICO PROTEÍNAS DE MEMBRANA PROTEÍNAS DE MEMBRANA

POROS POROS

CANAIS IÔNICOS CANAIS IÔNICOS

TRANSPORTADORES TRANSPORTADORES BOMBAS

BOMBAS

SINALIZADORES SINALIZADORES

PROTEÍNA INTEGRAL PROTEÍNA INTEGRAL

ATPase ATPase

PROTEÍNA PROTEÍNA INTEGRAL INTEGRAL

AQUAPORINAS AQUAPORINAS

H H₂₂OO H

H₂₂OO HH22OO HH₂₂OO

H H22OO

H H₂₂OO

H H₂₂OO H

H₂₂OO HH₂₂OO

H H22OO

H

H₂₂OO HH₂₂OO

H H22OO H

H22OO

H H22OO

Transportadores

(8)

PROTEÍNA PERIFÉRICA PROTEÍNA PERIFÉRICA

FOSFATIDILINOSITOL FOSFATIDILINOSITOL

Córtex

Córtex ouou ectoplasmaectoplasma:: imediatamenteimediatamente abaixoabaixo dada membrana,

membrana, densadensa malhamalha dede microfilamentosmicrofilamentos entrecruzados

entrecruzados (fibrilas(fibrilas dede actina)actina) Córtex

Córtex ouou ectoplasmaectoplasma:: imediatamenteimediatamente abaixoabaixo dada membrana,

membrana, densadensa malhamalha dede microfilamentosmicrofilamentos entrecruzados

entrecruzados (fibrilas(fibrilas dede actina)actina) Citosol

Citosol:: fraçãofração líquidalíquida claraclara dodo citoplasma,citoplasma, ondeonde partículas

partículas estãoestão dispersasdispersas Citosol

Citosol:: fraçãofração líquidalíquida claraclara dodo citoplasma,citoplasma, ondeonde partículas

partículas estãoestão dispersasdispersas

Endoplasma

Endoplasma:: parteparte situadasituada entreentre oo córtexcórtex ee aa membrana

membrana nuclearnuclear Endoplasma

Endoplasma:: parteparte situadasituada entreentre oo córtexcórtex ee aa membrana

membrana nuclearnuclear

O CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS

O CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Rede de estruturas Rede de estruturas tubulares e vesiculares tubulares e vesiculares

achatadas achatadas interconectadas interconectadas Rede de estruturas Rede de estruturas tubulares e vesiculares tubulares e vesiculares

achatadas achatadas interconectadas interconectadas Responsável por grande Responsável por grande

parte das

parte das funções funções metabólicas

metabólicasda célulada célula Responsável por grande Responsável por grande

parte das

parte das funções funções metabólicas

metabólicasda célulada célula Matriz endoplasmática:

Matriz endoplasmática:

espaço líquido no espaço líquido no interior dos túbulos e interior dos túbulos e

vesículas vesículas Matriz endoplasmática:

Matriz endoplasmática:

espaço líquido no espaço líquido no interior dos túbulos e interior dos túbulos e

vesículas vesículas

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

Partículas granulares =

Partículas granulares = RibossomosRibossomospresos à presos à superfície externa do

superfície externa do RERE Partículas granulares =

Partículas granulares = RibossomosRibossomospresos à presos à superfície externa do

superfície externa do RERE

Ribossomos = Ribossomos = ARN + proteínas ARN + proteínas Ribossomos = Ribossomos = ARN + proteínas ARN + proteínas Atua na

Atua na síntesesíntese de proteínas de proteínas Atua na Atua na síntesesíntese

de proteínas de proteínas

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO

RE

RE agranular = agranular = Não Não apresenta ribossomos apresenta ribossomos

fixados fixados RE

RE agranular = agranular = Não Não apresenta ribossomos apresenta ribossomos

fixados fixados

Atua

Atua nana síntesesíntese dede substâncias

substâncias lipídicaslipídicas ee em

em processosprocessos enzimáticos

enzimáticos Atua

Atua nana síntesesíntese dede substâncias

substâncias lipídicaslipídicas ee em

em processosprocessos enzimáticos

enzimáticos

(9)

APARELHO DE GOLGI APARELHO DE GOLGI

É

É intimamenteintimamente relacionadorelacionado aoao RE,RE, temtem membranas

membranas semelhantessemelhantes aoao RERE lisoliso

Formado

Formado porpor44 ouou maismais camadascamadasempilhadasempilhadas dede delgadas

delgadasvesículasvesículasachatadasachatadas situadassituadas próximaspróximas ao

ao núcleonúcleo

Vesículas

Vesículas dodo RE,RE, formamformam--sese emem fundemfundem--sese parapara o

oaparelhoaparelho dede GolgiGolgi

APARELHO DE GOLGI APARELHO DE GOLGI

RE

RE lisoliso Aparelho de GolgiAparelho de Golgi Substâncias presas

Substâncias presas as vesículas do RE as vesículas do RE Substâncias presas Substâncias presas as vesículas do RE as vesículas do RE

Transporte Transporte Transporte Transporte

Substâncias Substâncias processadas processadas Substâncias Substâncias processadas processadas Formação

Formação dede lisossomos,lisossomos, vesículas

vesículas secretorassecretoras ouou outrosoutros componentes

componentes citoplasmáticoscitoplasmáticos Formação

Formação dede lisossomos,lisossomos, vesículas

vesículas secretorassecretoras ouou outrosoutros componentes

componentes citoplasmáticoscitoplasmáticos RELAÇÃO ENTRE

RELAÇÃO ENTRE RERE E APARELHO DE GOLGIE APARELHO DE GOLGI

Formam

Formam umum sistemasistema digestivodigestivo intracelular,intracelular, capacita

capacita aa célulacélula aa digerirdigerir substânciassubstâncias ee estruturas

estruturas intracelularesintracelulares Formam

Formam umum sistemasistema digestivodigestivo intracelular,intracelular, capacita

capacita aa célulacélula aa digerirdigerir substânciassubstâncias ee estruturas

estruturas intracelularesintracelulares

LISOSSOMOS LISOSSOMOS

Organelas

Organelas vesicularesvesicularesformadasformadas pelopelo aparelhoaparelho dede Golgi,

Golgi, queque sese dispersamdispersam porpor todotodo oo citoplasmacitoplasma Organelas

Organelas vesicularesvesicularesformadasformadas pelopelo aparelhoaparelho dede Golgi,

Golgi, queque sese dispersamdispersam porpor todotodo oo citoplasmacitoplasma

LISOSSOMOS LISOSSOMOS

Em

Em termostermos físicos,físicos, semelhantessemelhantes aosaos lisossomoslisossomos Em

Em termostermos físicos,físicos, semelhantessemelhantes aosaos lisossomoslisossomos

PEROXISSOMOS PEROXISSOMOS

2

2 diferençasdiferenças:: formadosformados porpor autoauto--replicaçãoreplicação ouou brotamentos

brotamentosdodo RERE lisoliso ee nãonão dodo aparelhoaparelho dede GolgiGolgi 2

2 diferençasdiferenças:: formadosformados porpor autoauto--replicaçãoreplicação ouou brotamentos

brotamentosdodo RERE lisoliso ee nãonão dodo aparelhoaparelho dede GolgiGolgi Contém

Contémoxidasesoxidasesee nãonão hidrolaseshidrolases Contém

Contémoxidasesoxidasesee nãonão hidrolaseshidrolases

Combinam

Combinam oo OO₂₂ comcom HH⁺⁺,, oriundosoriundos dede diversosdiversos processos

processos intracelularesintracelulares parapara formarformarHH₂₂OO₂₂..

Combinam

Combinam oo OO₂₂ comcom HH⁺⁺,, oriundosoriundos dede diversosdiversos processos

processos intracelularesintracelulares parapara formarformarHH₂₂OO₂₂..

(10)

PEROXISSOMOS PEROXISSOMOS

Formadas pelo sistema

Formadas pelo sistemaRERE--aparelho de Golgiaparelho de Golgi Formadas pelo sistema

Formadas pelo sistemaRERE--aparelho de Golgiaparelho de Golgi

VESÍCULAS SECRETORAS VESÍCULAS SECRETORAS

Liberadas pelo aparelho de Golgi no citoplasma, Liberadas pelo aparelho de Golgi no citoplasma,

no interior de vesículas de armazenamento no interior de vesículas de armazenamento Liberadas pelo aparelho de Golgi no citoplasma, Liberadas pelo aparelho de Golgi no citoplasma,

no interior de vesículas de armazenamento no interior de vesículas de armazenamento

VESÍCULAS SECRETORAS OU VESÍCULAS SECRETORAS OU

GRÂNULOS SECRETORES GRÂNULOS SECRETORES

VESÍCULAS SECRETORAS VESÍCULAS SECRETORAS

Usinas

Usinas dasdas células,células,presentespresentes emem todastodas asas partespartes do

do citoplasmacitoplasma (varia(varia dede menosmenos dede 100100 aa milhares)milhares) Usinas

Usinas dasdas células,células,presentespresentes emem todastodas asas partespartes do

do citoplasmacitoplasma (varia(varia dede menosmenos dede 100100 aa milhares)milhares)

MITOCÔNDRIAS MITOCÔNDRIAS

Sua

Sua quantidadequantidade dependedepende dede quantoquanto dede energiaenergia aa célula

célula necessita,necessita, sãosão autoauto--replicativas,replicativas, contémcontém ADN

ADN..

Sua

Sua quantidadequantidade dependedepende dede quantoquanto dede energiaenergia aa célula

célula necessita,necessita, sãosão autoauto--replicativas,replicativas, contémcontém ADN

ADN..

Localizam

Localizam--sese nasnas regiõesregiões celularescelulares queque sãosão responsáveis

responsáveis pelapela maiormaior parteparte dodometabolismometabolismo Localizam

Localizam--sese nasnas regiõesregiões celularescelulares queque sãosão responsáveis

responsáveis pelapela maiormaior parteparte dodometabolismometabolismo

ESTRUTURA DA MITOCÔNDRIA ESTRUTURA DA MITOCÔNDRIA

Membrana Membrana

externa externa Membrana Membrana

interna interna Membrana Membrana

interna interna

Matriz Matriz Matriz Matriz Cristas Cristas Cristas Cristas

Câmara externa Câmara externa Câmara externa

Câmara externa Enzimas para a Enzimas para a fosforilação oxidativa fosforilação oxidativa

Enzimas para a Enzimas para a fosforilação oxidativa fosforilação oxidativa

(11)

Participam no processo de divisão celular Participam no processo de divisão celular

CENTRÍOLOS CENTRÍOLOS

9 9 trios trios de de microtúbulos microtúbulos organizados organizados em em forma

forma de de cilindro cilindro

Centro

Centro de de controle controle da da célula, célula, contém contém grande

grande quantidade quantidade de de ADN ADN Centro

Centro de de controle controle da da célula, célula, contém contém grande

grande quantidade quantidade de de ADN ADN

NÚCLEO NÚCLEO

Material

Material genético genético:: mitose mitose (divisão (divisão celular) celular) Material

Material genético genético:: mitose mitose (divisão (divisão celular) celular)

Local

Local onde onde estão estão os os cromossomos cromossomos Local

Local onde onde estão estão os os cromossomos cromossomos

Nucléolo Nucléolo Nucléolo Nucléolo

Nucleoplasma Nucleoplasma Nucleoplasma Nucleoplasma

Poros nucleares Poros nucleares Poros nucleares Poros nucleares Envelope nuclear

Envelope nuclear –– membrana externa e interna membrana externa e interna

Envelope nuclear Envelope nuclear –– membrana externa e interna membrana externa e interna

Lâmina Lâmina nuclear nuclear Lâmina Lâmina nuclear nuclear

Não

Não apresenta apresenta membrana membrana limitante limitante Não

Não apresenta apresenta membrana membrana limitante limitante

NUCLÉOLOS NUCLÉOLOS

Estrutura

Estrutura que que contém contém grande grande quantidade quantidade de

de ADN ADN e e proteínas proteínas Estrutura

Estrutura que que contém contém grande grande quantidade quantidade de

de ADN ADN e e proteínas proteínas

Fica

Fica aumentado aumentado quando quando a a célula célula está está ativamente

ativamente sintetizando sintetizando proteínas proteínas Fica

Fica aumentado aumentado quando quando a a célula célula está está ativamente

ativamente sintetizando sintetizando proteínas proteínas

CÉLULA CÉLULA

UTILIZAÇÃO E FORMAS DE ENERGIA UTILIZAÇÃO E FORMAS DE ENERGIA

Bioenergética Bioenergética

Capacidade de Capacidade de produzir trabalho produzir trabalho Capacidade de Capacidade de produzir trabalho produzir trabalho Aeróbio

Aeróbio Aeróbio

Aeróbio AnaeróbioAnaeróbioAnaeróbioAnaeróbio Corridas Corridas

Lutas Lutas

Surf Surf

Musculação Musculação

ATP

ATP ADP + Pi + energiaADP + Pi + energia

ATPase ATPase

(12)

METABOLISMO MUSCULAR METABOLISMO MUSCULAR

Músculo

Músculoesquelético humanoesquelético humano

Pode exercer força sem a utilização do

Pode exercer força sem a utilização do oxigêniooxigênio

Habilidade de gerar energia

Habilidade de gerar energia anaeróbiamenteanaeróbiamente

WILMORE & COSTILL, 2001.

2

2sistemas disponíveissistemas disponíveis

AMP

AMP ADP ADP ATP ATP

COMO SE CONSTRÓI O COMO SE CONSTRÓI O

ATP???

(13)

PARA QUE SERVE O PARA QUE SERVE O

ATP???

McARDLE et al., 1996

ADENOSINA TRIFOSFATO ADENOSINA TRIFOSFATO – – ATP ATP

Armazenado em todas as células musculares Armazenado em todas as células musculares Armazenado em todas as células musculares Armazenado em todas as células musculares

A células só consegue realizar seu trabalho A células só consegue realizar seu trabalho A células só consegue realizar seu trabalho A células só consegue realizar seu trabalho

A partir da energia liberada pela desintegração A partir da energia liberada pela desintegração

deste composto deste composto

A partir da energia liberada pela desintegração A partir da energia liberada pela desintegração

deste composto deste composto

Composto de adenosina + 3 fosfatos Composto de adenosina + 3 fosfatos Composto de adenosina + 3 fosfatos Composto de adenosina + 3 fosfatos

CINGOLANI & HOUSSAY, 2004.

3 PROCESSOS PARA FORMAÇÃO DO ATP 3 PROCESSOS PARA FORMAÇÃO DO ATP

•• Sistema ATPSistema ATP--CP (fosfagênio);CP (fosfagênio);

•• Sistema Glicolítico (anaeróbio);Sistema Glicolítico (anaeróbio);

•• Metabolismo aeróbio. Metabolismo aeróbio.

SISTEMA FOSFAGÊNIO (alático)

SISTEMA FOSFAGÊNIO (alático) – – (ATP (ATP--CP) CP)

Ligação dos 2 fosfatos terminais= ligações de Ligação dos 2 fosfatos terminais= ligações de

alta energia alta energia

Ligação dos 2 fosfatos terminais= ligações de Ligação dos 2 fosfatos terminais= ligações de

alta energia alta energia

Quebra

Quebra destasdestas == liberaçãoliberação dede 77 aa1212 quilocaloriasquilocalorias Quebra

Quebra destasdestas == liberaçãoliberação dede 77 aa1212 quilocaloriasquilocalorias

Formação do ADP + Pi Formação do ADP + Pi Formação do ADP + Pi Formação do ADP + Pi

ADENOSINA

ADENOSINA PP PP PP

Ligação de fosfato Ligação de fosfato

de alta energia de alta energia Ligação de fosfato Ligação de fosfato

de alta energia de alta energia

ADENOSINA

ADENOSINA _P_P _P_P _P_P

Pi Pi A

A

B B

Energia Energia ATP

ATP ADPADP

(14)

CREATINA

CREATINA PP

Ligação de fosfato Ligação de fosfato

de alta energia de alta energia Ligação de fosfato Ligação de fosfato

de alta energia de alta energia

CREATINA

CREATINA PP

Pi Pi A

A BB

Energi Energi a a

PC

PC CC

CREATINA KINASE CREATINA KINASE

SISTEMA FOSFAGÊNIO (alático) ATP SISTEMA FOSFAGÊNIO (alático) ATP--CP CP

Capacidade limitada Capacidade limitada Capacidade limitada Capacidade limitada

Quantidade total de energia é pequena Quantidade total de energia é pequena Quantidade total de energia é pequena Quantidade total de energia é pequena

Fadiga pode ocorrer rapidamente (se não Fadiga pode ocorrer rapidamente (se não houver outra fonte de energia disponível houver outra fonte de energia disponível Fadiga pode ocorrer rapidamente (se não Fadiga pode ocorrer rapidamente (se não houver outra fonte de energia disponível houver outra fonte de energia disponível Corridas de 30 e 50 metros (velocidade máxima) Corridas de 30 e 50 metros (velocidade máxima) Corridas de 30 e 50 metros (velocidade máxima) Corridas de 30 e 50 metros (velocidade máxima)

MAUGHAN, GLESSON & GREENHAFF, 2000.

RENDIMENTO ENERGÉTICO

1 ATP / CP

ATP-CP

esforço máximo de 14 segundos

0 20 40 60 80 100 120

0 2 4 6 8 10 12 14

Tempo (s)

% do valor de repouso

ATP CP

EXERCÍCIO E RECUPERAÇÃO

0 5 10 15 20 25 30 35 40

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Tempo (minutos)

CP (mmol/Kg músculo)

100 metros rasos

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 20 40 60 80 100 120

Distância (m)

Velocidade (Km/h)

(15)

PC

PC Pi + C + EnergiaPi + C + Energia

Energia + ADP + Pi ATP Energia + ADP + Pi ATP

RESUMO DAS REAÇÕES ACOPLADAS RESUMO DAS REAÇÕES ACOPLADAS

PARA RESSÍNTESE DE ATP PARA RESSÍNTESE DE ATP RESUMO DAS REAÇÕES ACOPLADAS RESUMO DAS REAÇÕES ACOPLADAS

PARA RESSÍNTESE DE ATP PARA RESSÍNTESE DE ATP

SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio) SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio)

Músculo não se exaure após alguns segundos Músculo não se exaure após alguns segundos de esforço, outra fonte disponível (glicólise) de esforço, outra fonte disponível (glicólise) Músculo não se exaure após alguns segundos Músculo não se exaure após alguns segundos de esforço, outra fonte disponível (glicólise) de esforço, outra fonte disponível (glicólise)

Quebra

Quebra dada moléculamolécula dede glicose,glicose, nãonão utilizandoutilizando oxigênio,

oxigênio, masmas resultaresulta emem energia,energia, formaforma dede ATPATP Quebra

Quebra dada moléculamolécula dede glicose,glicose, nãonão utilizandoutilizando oxigênio,

oxigênio, masmas resultaresulta emem energia,energia, formaforma dede ATPATP

Produto final deste série de reações químicas é Produto final deste série de reações químicas é o Piruvato, sendo removido pela conversão de o Piruvato, sendo removido pela conversão de

lactato, anaeróbiamente.

Produto final deste série de reações químicas é Produto final deste série de reações químicas é o Piruvato, sendo removido pela conversão de o Piruvato, sendo removido pela conversão de

lactato, anaeróbiamente.

SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio) SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio)

Ativação

Ativação instantâneainstantânea nono inícioinício dodo exercícioexercício Ativação

Ativação instantâneainstantânea nono inícioinício dodo exercícioexercício

A taxa de formação do lactato depende A taxa de formação do lactato depende A taxa de formação do lactato depende A taxa de formação do lactato depende

Intensidade

Intensidade dodo exercícioexercício Intensidade

Intensidade dodo exercícioexercício

Intensidade relativa do exercício Intensidade relativa do exercício Intensidade relativa do exercício Intensidade relativa do exercício

SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio) SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio)

A capacidade total de produzir energia deste A capacidade total de produzir energia deste

sistema é superior ao sistema fosfagênio sistema é superior ao sistema fosfagênio

Capacidade Capacidade Capacidade Capacidade (mmol ATP Kg dm (mmol ATP Kg dm^--1¹)) Sistema

Sistema fosfagêniofosfagênio 5555--9595 Sistema

Sistema glicolíticoglicolítico 190190--300300 Combinado

Combinado 250250--370370

MONTGOMERY, 1990.

SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio) SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio)

Exercícios

Exercícios dede altaalta intensidadeintensidade osos estoquesestoques dede glicogênio

glicogênio muscularmuscular sãosão quebradosquebrados comcom rapidezrapidez Exercícios

Exercícios dede altaalta intensidadeintensidade osos estoquesestoques dede glicogênio

glicogênio muscularmuscular sãosão quebradosquebrados comcom rapidezrapidez

Com uma taxa respectivamente alta de Com uma taxa respectivamente alta de formação de ácido lático, sendo parte deste formação de ácido lático, sendo parte deste

Conduzido para fora das fibras musculares Conduzido para fora das fibras musculares onde é produzido, aparecendo no sangue na onde é produzido, aparecendo no sangue na

forma de lactato forma de lactato

Conduzido para fora das fibras musculares Conduzido para fora das fibras musculares onde é produzido, aparecendo no sangue na onde é produzido, aparecendo no sangue na

forma de lactato forma de lactato

SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio) SISTEMA GLICOLÍTICO (anaeróbio)

Uma

Uma grandegrande parte,parte, masmas nãonão todatoda dodo glicogênioglicogênio muscular

muscular;;

Uma

Uma grandegrande parte,parte, masmas nãonão todatoda dodo glicogênioglicogênio muscular

muscular;;

Esforços

Esforços dede intensidadeintensidade máximamáxima;;

Esforços

Esforços dede intensidadeintensidade máximamáxima;;

Pode

Pode serser utilizadautilizada parapara produçãoprodução dede energiaenergia;;

Pode

Pode serser utilizadautilizada parapara produçãoprodução dede energiaenergia;;

Durando

Durando entreentre 2020ss ee 55 minutosminutos..

Durando

Durando entreentre 2020ss ee 55 minutosminutos..

(16)

METABOLISMO AERÓBIO: OXIDAÇÃO METABOLISMO AERÓBIO: OXIDAÇÃO DE CARBOIDRATO, LIPÍDIO E PROTEÍNA DE CARBOIDRATO, LIPÍDIO E PROTEÍNA

Gerar

Gerar ATPATP aa partirpartir dodo catabolismocatabolismo lipídicolipídico (gordura)

(gordura);;

Gerar

Gerar ATPATP aa partirpartir dodo catabolismocatabolismo lipídicolipídico (gordura)

(gordura);;

Presença

Presença dede oxigêniooxigênio;;

Presença

Presença dede oxigêniooxigênio;;

Carboidratos Carboidratos;;

Catabolismo

Catabolismo protéicoprotéico apenasapenas 55%%,, casoscasos dede esgotamento

esgotamento dosdos estoquesestoques dede glicogênioglicogênio;;

Catabolismo

Catabolismo protéicoprotéico apenasapenas 55%%,, casoscasos dede esgotamento

esgotamento dosdos estoquesestoques dede glicogênioglicogênio;;

Formação

Formação dede 3636 ATPsATPs;;

Formação

Formação dede 3636 ATPsATPs;;

CARBOIDRATOS

CARBOIDRATOS PROTEÍNASPROTEÍNAS LIPÍDIOSLIPÍDIOS

GLICOSE

GLICOSE AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOSÁCIDOS GRAXOS

PIRUVATO PIRUVATO

Ala Ala Cys Cys Gly Gly Ser Ser

Ile Ile Leu Leu Lys Lys Phe Phe

Glu Glu Asp

Asp

Acetil Acetil--CoA (2)CoA (2)

Citrato (6) Citrato (6)

Isocitrato (6) Isocitrato (6) ααα

αααα

α--Cetoglutarato (5Cetoglutarato (5) Succinato (4)

Succinato (4) Fumarato (4)

Fumarato (4) Malato (4) Malato (4)

Oxaloacetato (4) Oxaloacetato (4) CO

CO₂₂ COCO₂₂

CO CO₂₂

CO CO22 CICLO

CICLO DE DE KREBS KREBS

Aminoácidos Essenciais e Não-Essenciais

(17)

CICLO DE KREBS

Cadeia Transportadora de Elétrons

(18)

CADEIA RESPIRATÓRIA: NAD

CADEIA DE TRANSPORTE DE

ELÉTRONS

ATP-SINTASE

ATP-Sintase:

Ação

FOSFORILAÇÃO

OXIDATIVA

(19)

CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS

ÁCIDO LÁTICO: Síntese

SÍNTESE DE ÁCIDO LÁTICO: LDH

ACÚMULO DE LACTATO ACÚMULO DE LACTATO

Aceito

Aceito comocomo indicadorindicador dodo metabolismometabolismo anaeróbio

anaeróbio glicolíticoglicolítico Aceito

Aceito comocomo indicadorindicador dodo metabolismometabolismo anaeróbio

anaeróbio glicolíticoglicolítico Em

Em atividadesatividades submáximas,submáximas, existeexiste umum pequenopequeno aumento

aumento nono lactatolactato (sangüíneo(sangüíneo ee muscular)muscular);;

Em

Em atividadesatividades submáximas,submáximas, existeexiste umum pequenopequeno aumento

aumento nono lactatolactato (sangüíneo(sangüíneo ee muscular)muscular);;

Exercícios

Exercícios dede enduranceendurance aumentamaumentam aa densidadedensidade mitocondrial

mitocondrial;;

Exercícios

Exercícios dede enduranceendurance aumentamaumentam aa densidadedensidade mitocondrial

mitocondrial;;

Repouso

Repouso lactatolactato ((11 mmol/Kgmmol/Kg músculo)músculo) ee sangüíneo

sangüíneo ((11mmol/l)mmol/l)..

Repouso

Repouso lactatolactato ((11 mmol/Kgmmol/Kg músculo)músculo) ee sangüíneo

sangüíneo ((11mmol/l)mmol/l)..

ACÚMULO DE LACTATO ACÚMULO DE LACTATO

Baixo fluxo sangüíneo, menor transporte de O Baixo fluxo sangüíneo, menor transporte de O₂₂

para os músculos para os músculos

Baixo fluxo sangüíneo, menor transporte de O Baixo fluxo sangüíneo, menor transporte de O₂₂

para os músculos para os músculos Acúmulo de lactato Acúmulo de lactato Acúmulo de lactato Acúmulo de lactato

PRODUÇÃO DE LACTATO PRODUÇÃO DE LACTATO

Glicogênio Glicogênio

Glicose

Glicose--66--fosfatofosfato

Ácido pirúvico Ácido pirúvico

Ácido Lático Ácido Lático Exercício

Exercício No músculo No músculo esquelético esquelético