Centro Educacional Estácio do Ceará.
Fisiologia do Exercício.
Professor Prodamy Neto.
Fontes de energia para contração muscular.
Mariane Bandeira Girão.
Fortaleza, 27, de fevereiro, 2014.
Fontes de energia para contração muscular.
ATP.
A energia é
necessária para a realização de exercícios é é fornecida quimicamente em forma
de ATP. No músculo a energia da hidrólise de ATP pela miosina ATPase ativa os
espaços específicos nos elementos de desenvolvimento de força, o que permite
esforço de contração muscular.
A retirada de íons de
cálcio ativos pelo reticulo sarcoplasmático também necessita ATP. Para quebra e
ressíntese de ATP, existem 4 mecanismos:
1-A ATP é quebrado
enzimaticamente para difosfato de adenosina e fosfato inorgânico para formar
energia para atividade muscular;
2-É quebrada
enzimaticamente a Fosfocreatina para creatina e fosfato que é transferida para
a ADP para reformar o ATP;
3-Glicose 6 –fosfato
derivada do glicogênio muscular ou da glicose sanguínea atravez de glicólise
anaeróbica é convertida em lactase;
4-Os produtos do
metabolismo de carboidratos , lipídios, proteínas e álcoois podem entrar no
ciclo de ácido de tricaboxilico na mitocôndria e podem ser oxidados para
dióxido de carbono e água.
METABOLISMO ANAERÓBICO o músculo do esqueleto humano pode exercer
força em o uso de oxigênio , como consequência de sua habilidade para gerar energia
anaerobicamente. O fosfogênio e o sistema glicolítico sãos os dois mecanismos
que permitem esta função.
SISTEMA FOSFOGÊNIO
O estoque
intramuscular de ATP e Fosfato de Creatina são os fosfogênios que auxiliam o
músculo que não podem extrair energia do metabolismo oxidativo nem da produção
de lactato.
SISTEMA GLICOLÍTICO
Ao fim da ação dos
fosfogênios, os músculos precisam de energia para não exaurir. Esta energia
extra provem da Glicólise, que é a quebra da glicose ou glicose de fosfato,
resultando em piruvato. Para as reações ocorrerem o piruviato deve ser removido
em exercícios de baixa intensidade, quando a energia necessária pode ser obtida
aerobicamente, este piruvato é convertido em dióxido de carbono e água por meio
de metabolismo oxidativo na mitocôndria.
Vale ressaltar que a
capacidade total do sistema glicolítico de produzir energia em ATP é ampla em
comparação ao sistema fosfogênico.
Nos exercícios de
alta intensidade, os estoques de glicogênio muscular são quebrados com rapidez
com uma taxa respectivamente alta formação de lactato.
Metabolismo aeróbio:
Sistema Aeróbio ou
Oxidativo.
Consiste no término da oxidação dos carboidratos envolve a oxidação dos ácidos graxos. Ambas as partes do sistema do oxigênio possuem o Ciclo de Krebs como sua via final de oxidação. A energia liberada pela desintegração das substâncias alimentares e quando a CP é desfeita, são utilizadas para refazer novamente a molécula de ATP.
Fontes Aeróbias de ATP - Metabolismo Aeróbio.
Para que os músculos continuem a produzir força, por um longo período de tempo, eles precisam ter constante suprimento de energia. Na presença do oxigênio, a fibra muscular está apta a quebrar os carboidratos, gorduras e proteínas, se necessário, para a geração. de ATP.
Esse processo é chamado de metabolismo aeróbio ou respiração celular. Tem se discutido que a produção anaeróbia de ATP é bastante ineficiente e inadequada para o exercício, após alguns poucos minutos. Consequentemente, o metabolismo aeróbio é o principal método de produção de energia durante o exercício de resistência.
Dentro de cada fibra muscular existem estruturas especiais chamadas mitocôndrias usadas para produzir grandes quantidades de ATP. As reações do sistema aeróbio podem ser divididas em três séries principais.
1) preparação do substrato;
2) ciclo de Krebs;
3) cadeia de transporte de elétrons.
A preparação do substrato pode ocorrer no sarcoplasma ou na mitocôndria da célula, dependendo do substrato usado. Os carboidratos são quebrados no citoplasma pelas enzimas de glicose para formar o piruvato, depois entra na segunda série de reações, no ciclo de Krebs (na mitocôndria). Os ácidos graxos são transportados diretamente para a mitocôndria por uma membrana transportadora e preparada para entrar no ciclo de Krebs, por uma série de reações chamada beta-oxidação.
Ambas as reações resultam na formação de acetil coenzima A, que condensa com oxaloacetato para formar citrato na primeira reação do ciclo de Krebs. O citrato, então, entra na série de reações controlada pelas enzimas oxidantes que resulta na reformação do oxaloacetato com liberação de CO2 e hidrogênio. O CO2 produzido difunde-se no sangue, e é carregado para os pulmões, de onde é eliminado do corpo.
O átomo de hidrogênio divide-se em um íon de hidrogênio (H+) e um elétron (e) o qual em seguida entra na corrente de transporte de elétrons na mitocôndria. Uma vez na corrente, o elétron é transportado para o oxigênio na série de reações das enzimas. Ao final das reações, o elétron é unido com o H+ combinado com o oxigênio para formar a água. Se o elétron é carregado para baixo na corrente de elétrons, a energia é realizada e a ATP é resintetizada. Para cada par de elétrons carregado para baixo na corrente de elétrons, nova energia é realizada para produzir três moléculas de ATP.
A eficiência na produção de energia aeróbia pode ser ilustrada pela comparação da produção de ATP a partir da quebra do glicogênio do músculo para lactato durante a glicólise anaeróbia e a quebra do glicogênio do músculo para CO2 e H20 durante a respiração aeróbia. Para uma molécula de glicogênio do músculo, três moléculas de ATP se formarão durante a glicólise anaeróbia.
Por outro lado, se o glicogênio é completamente decomposto em CO2 e H20, 37 moléculas de ATP se formarão. A vantagem óbvia da respiração aeróbia sobre os processos anaeróbios é a eficiência com que o ATP pode ser resintetizado. Entretanto, o ritmo de produção de ATP é limitado pela disponibilidade de 02 que pode ser transportado dos pulmões para o músculo ativo.
Os sistemas de energia são responsáveis pelo reabastecimento de adenosina trifosfato (ATP) paro suportar a contração muscular. A estimulação neural resulta na iniciação da excitação e contração do músculo o qual na volta causa a hidrólise da ATP para adenosina difosfato (ADP) e fosfato inorgânico (Pi). O imediato e rápido reabastecimento de ATP, durante a contração do músculo, é suportado pela hidrólise da fosfocreatina (PC)
Um segundo sistema para rápido reabastecimento de ATP é a glicólise, que é ativada por elevados níveis de ADP intracelular e Pi. A glicólise envolve a quebra incompleta dos carboidratos para lactato. Altos níveis de lactato intracelular podem causar fadiga muscular. A fonte predominante de carboidrato para glicólise é o glicogênio do músculo e a glicose do sangue.
A glicose do sangue levada para o músculo é utilizada pela contração muscular. A hidrólise da PC e glicólise são processos anaeróbios. A terceira fonte de produção de ATP é a respiração aeróbia. A respiração aeróbia ocorre no mitocôndria e requer a presença de oxigênio (02). Na mitocôndria, Acetil-coenzima Acetil CoA), produzida do piruvato ou a betaoxidação dos ácidos graxos, condensa com oxaloacetato (OAA) para formar citrato. ° citrato em seguida entra nas séries de reações que resulta na reformação do OAA, liberando o dióxido de carbono (C02) e hidrogênio.
O átomo de hidrogênio é dividido em um próton de H+ e um elétron (e') que entra no sistema de transporte de elétrons (STE). Uma vez no STE, o elétron é transportado para as cristas da mitocôndria numa série de reações enzimáticas. Ao final da reação do STE, o elétron é reunido com H+ e combinado com 02 para formar água. Para cada par de elétrons carregado pelo STE, é realizada energia bastante para produzir três moléculas de ATP.
Consiste no término da oxidação dos carboidratos envolve a oxidação dos ácidos graxos. Ambas as partes do sistema do oxigênio possuem o Ciclo de Krebs como sua via final de oxidação. A energia liberada pela desintegração das substâncias alimentares e quando a CP é desfeita, são utilizadas para refazer novamente a molécula de ATP.
Fontes Aeróbias de ATP - Metabolismo Aeróbio.
Para que os músculos continuem a produzir força, por um longo período de tempo, eles precisam ter constante suprimento de energia. Na presença do oxigênio, a fibra muscular está apta a quebrar os carboidratos, gorduras e proteínas, se necessário, para a geração. de ATP.
Esse processo é chamado de metabolismo aeróbio ou respiração celular. Tem se discutido que a produção anaeróbia de ATP é bastante ineficiente e inadequada para o exercício, após alguns poucos minutos. Consequentemente, o metabolismo aeróbio é o principal método de produção de energia durante o exercício de resistência.
Dentro de cada fibra muscular existem estruturas especiais chamadas mitocôndrias usadas para produzir grandes quantidades de ATP. As reações do sistema aeróbio podem ser divididas em três séries principais.
1) preparação do substrato;
2) ciclo de Krebs;
3) cadeia de transporte de elétrons.
A preparação do substrato pode ocorrer no sarcoplasma ou na mitocôndria da célula, dependendo do substrato usado. Os carboidratos são quebrados no citoplasma pelas enzimas de glicose para formar o piruvato, depois entra na segunda série de reações, no ciclo de Krebs (na mitocôndria). Os ácidos graxos são transportados diretamente para a mitocôndria por uma membrana transportadora e preparada para entrar no ciclo de Krebs, por uma série de reações chamada beta-oxidação.
Ambas as reações resultam na formação de acetil coenzima A, que condensa com oxaloacetato para formar citrato na primeira reação do ciclo de Krebs. O citrato, então, entra na série de reações controlada pelas enzimas oxidantes que resulta na reformação do oxaloacetato com liberação de CO2 e hidrogênio. O CO2 produzido difunde-se no sangue, e é carregado para os pulmões, de onde é eliminado do corpo.
O átomo de hidrogênio divide-se em um íon de hidrogênio (H+) e um elétron (e) o qual em seguida entra na corrente de transporte de elétrons na mitocôndria. Uma vez na corrente, o elétron é transportado para o oxigênio na série de reações das enzimas. Ao final das reações, o elétron é unido com o H+ combinado com o oxigênio para formar a água. Se o elétron é carregado para baixo na corrente de elétrons, a energia é realizada e a ATP é resintetizada. Para cada par de elétrons carregado para baixo na corrente de elétrons, nova energia é realizada para produzir três moléculas de ATP.
A eficiência na produção de energia aeróbia pode ser ilustrada pela comparação da produção de ATP a partir da quebra do glicogênio do músculo para lactato durante a glicólise anaeróbia e a quebra do glicogênio do músculo para CO2 e H20 durante a respiração aeróbia. Para uma molécula de glicogênio do músculo, três moléculas de ATP se formarão durante a glicólise anaeróbia.
Por outro lado, se o glicogênio é completamente decomposto em CO2 e H20, 37 moléculas de ATP se formarão. A vantagem óbvia da respiração aeróbia sobre os processos anaeróbios é a eficiência com que o ATP pode ser resintetizado. Entretanto, o ritmo de produção de ATP é limitado pela disponibilidade de 02 que pode ser transportado dos pulmões para o músculo ativo.
Os sistemas de energia são responsáveis pelo reabastecimento de adenosina trifosfato (ATP) paro suportar a contração muscular. A estimulação neural resulta na iniciação da excitação e contração do músculo o qual na volta causa a hidrólise da ATP para adenosina difosfato (ADP) e fosfato inorgânico (Pi). O imediato e rápido reabastecimento de ATP, durante a contração do músculo, é suportado pela hidrólise da fosfocreatina (PC)
Um segundo sistema para rápido reabastecimento de ATP é a glicólise, que é ativada por elevados níveis de ADP intracelular e Pi. A glicólise envolve a quebra incompleta dos carboidratos para lactato. Altos níveis de lactato intracelular podem causar fadiga muscular. A fonte predominante de carboidrato para glicólise é o glicogênio do músculo e a glicose do sangue.
A glicose do sangue levada para o músculo é utilizada pela contração muscular. A hidrólise da PC e glicólise são processos anaeróbios. A terceira fonte de produção de ATP é a respiração aeróbia. A respiração aeróbia ocorre no mitocôndria e requer a presença de oxigênio (02). Na mitocôndria, Acetil-coenzima Acetil CoA), produzida do piruvato ou a betaoxidação dos ácidos graxos, condensa com oxaloacetato (OAA) para formar citrato. ° citrato em seguida entra nas séries de reações que resulta na reformação do OAA, liberando o dióxido de carbono (C02) e hidrogênio.
O átomo de hidrogênio é dividido em um próton de H+ e um elétron (e') que entra no sistema de transporte de elétrons (STE). Uma vez no STE, o elétron é transportado para as cristas da mitocôndria numa série de reações enzimáticas. Ao final da reação do STE, o elétron é reunido com H+ e combinado com 02 para formar água. Para cada par de elétrons carregado pelo STE, é realizada energia bastante para produzir três moléculas de ATP.
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