A contracção do músculo esquelético assenta num sistema de proteínas filamentosas (particularmente, a actina e a miosina) que deslizam entre si em plano paralelo. O processo ocorre na dependência de um mecanismo complexo, iniciado por um impulso nervoso que, ao ser transmitido ao retículo sarcoplásmico, induz o efluxo de iões cálcio para o sarcoplasma de cada célula muscular (miocito). Na sequência, é desencadeado o ciclo de interacções da actina com a miosina que subjaz à contracção muscular, o qual requer o consumo de energia química, por hidrólise do ATP.
O ATP é indispensável à contracção e, também, ao relaxamento muscular. Os níveis de ATP intracelular são assegurados, principalmente, pela oxidação completa da glicose e ácidos gordos e também pelo que provém da fosfocreatina, a qual existe nos miocitos em concentração cerca de cinco a seis vezes superior à daquele nucleótido.
A contribuição relativa da glicólise e da fosforilação oxidativa na regeneração do ATP varia com o tipo de fibras musculares. Enquanto a respiração celular prevalece nas fibras vermelhas, de contracção mais lenta, a glicólise é fundamental nas fibras brancas, de contracção rápida. A produção de ATP é controlada, essencialmente, pelo estado energético celular, regulado pelo ATP e nucleótidos derivados. Esta acção é exercida nas principais enzimas reguladoras das vias metabólicas envolvidas no processo, com reflexo no consumo de oxigénio pelos miocitos.
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segunda-feira, 6 de fevereiro de 2012
Adaptação metabólica ao exercício físico (1989)
http://dl.dropbox.com/u/4746082/Public-Meus%20trabalhos%20bioqu%C3%ADmica%20e%20hemorreologia/ADAPTA%C3%87%C3%83O%20METAB%C3%93LICA%20AO%20EXERC%C3%8DCIO%20F%C3%8DSICO-%20n%C2%BA1%20Actas%20de%20Bioq%2C1989.pdfEste trabalho inclui duas vertentes. A primeira refere as vias metabólicas e principais factores de regulação que intervêm na oxidação dos principais nutrientes consumidos pelo músculo esquelético. Na segunda parte é revista a resposta metabólica ao exercício físico.
São revistos os principais intermediários e etapas enzimáticas da glicólise (em aerobiose e anaerobiose) e do metabolismo do glicogénio. Segue-se a análise da formação e oxidação do acetil-CoA, que inclui o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa mitocondrial. Este processo, que faz parte da respiração celular e depende do consumo de oxigénio, é também partilhado pelos resíduos provenientes da oxidação de aminoácidos e ácidos gordos. É destacada a proveniência dos ácidos gordos livres (alimentar. reservas do tecido adiposo ou do próprio tecido muscular), mecanismos de transporte pelo sangue, captação transmembranar, transporte intracelular e utilização metabólica (regeneração de depósitos de triacilglicerol ou oxidação). São focados os principais intermediários e etapas enzimáticas da β-oxidação, cetogénese hepática e consumo dos corpos cetónicos e respectiva intervenção na geração de ATP pelo músculo. É revista a proveniência (digestão alimentar ou de outros tecidos) dos aminoácidos captados do sangue pelos miocitos, destacada a importância da renovação proteica e das etapas de conversão enzimática essenciais (transaminação e desaminação oxidativa) na degradação dos aminoácidos, síntese proteica e ou formação de derivados azotados dos aminoácidos. É abordada a origem e destino dos grupos aminados removidos dos aminoácidos, quer para a geração de aminoácidos diferentes ou a serem eliminados, após conversão em amoníaco e ureia. É focada a utilização dos cetoácidos como precursores da glicose e glicogénio, através da gliconeogénese.
O tipo de contracção e movimento produzidos dependem, em grande parte, da estrutura e capacidade metabólica dos músculos esqueléticos envolvidos; enquanto
um esforço continuado, baseado nas fibras vermelhas musculares, requer constante de energia obtida, preferencialmente, em aerobiose, as variações bruscas de actividade que se baseiam na contractilidade das fibras brancas utilizam energia imediatamente disponível, sob a forma de fosfocreatina e ATP pré-existentes e ou com recurso à glicólise anaeróbia. Verifica-se que o tipo de nutrientes mais utilizados pelo músculo esquelético para a obtenção energia total requerida depende de diversos factores, com destaque para a intensidade e duração do exercício físico, e as características morfológicas e composição em fibras musculares. Os glícidos são o material energético mais consumido em todos os tipos de actividade física, sobretudo durante o exercício moderado e intenso, enquanto os lípidos (ácidos gordos e corpos cetónicos), utilizados pelo músculo esquelético e outros tecidos em períodos de repouso, são primordiais no esforço de resistência. A adaptação do músculo esquelético ao esforço assenta em modificações na actividade metabólica, induzidas por moduladores alostéricos e hormonais, que tendem a reverter ao nível basal após um período de inactividade. É referida a importância do glicogénio para o esforço físico continuado. Em condições normais, o glicogénio hepático (em grande parte formado a partir de precursores gliconeogénicos) assegura o fornecimento da glicose requerida pelo músculo esquelético, sendo modificado pelas condições e dieta alimentar. Nos músculos em fase de recuperação do esforço físico, o lactato pode ser consumido como material energético e, em menor proporção, na gliconeogénese. A lactatemia, aumentada durante o esforço, diminui no período de repouso subsequente, particularmente se este incluir algum exercício. Admite-se que a redução acentuada do pH intramuscular, resultante da acumulação de lactato no músculo durante o exercício intenso, contribua para o desenvolvimento da fadiga e menor rendimento físico. O consumo de ácidos gordos pelo músculo esquelético depende da intensidade do esforço físico, do treino existente e da dieta. Cerca de metade dos AGL oxidados durante o exercício moderado e prolongado resulta da fracção captada do sangue, sendo a restante derivada da lipólise das reservas de triacilglicerol muscular. O treino físico aumenta a capacidade de utilização dos corpos cetónicos pelos miocitos. O exercício prolongado tende a induzir o aumento da proteólise (corporal e muscular) aumentando o efluxo de aminoácidos para o plasma (que reverte ao normal no período de recuperação, a par com a redução da síntese proteica). Alguns dos aminoácidos naturais (alanina, aspartato, glutamato e glutamina) têm particular envolvimento durante as fases de exercício e repouso muscular, enquanto os aminoácidos ramificados (valina, leucina e isoleucina) são importantes fornecedores de energia química nos períodos de actividade prolongada. Deste tipo de consumo resulta o aumento do amoníaco e da ureia, em conjunto com o reaproveitamento dos cetoácidos pela gliconeogénese.
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São revistos os principais intermediários e etapas enzimáticas da glicólise (em aerobiose e anaerobiose) e do metabolismo do glicogénio. Segue-se a análise da formação e oxidação do acetil-CoA, que inclui o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa mitocondrial. Este processo, que faz parte da respiração celular e depende do consumo de oxigénio, é também partilhado pelos resíduos provenientes da oxidação de aminoácidos e ácidos gordos. É destacada a proveniência dos ácidos gordos livres (alimentar. reservas do tecido adiposo ou do próprio tecido muscular), mecanismos de transporte pelo sangue, captação transmembranar, transporte intracelular e utilização metabólica (regeneração de depósitos de triacilglicerol ou oxidação). São focados os principais intermediários e etapas enzimáticas da β-oxidação, cetogénese hepática e consumo dos corpos cetónicos e respectiva intervenção na geração de ATP pelo músculo. É revista a proveniência (digestão alimentar ou de outros tecidos) dos aminoácidos captados do sangue pelos miocitos, destacada a importância da renovação proteica e das etapas de conversão enzimática essenciais (transaminação e desaminação oxidativa) na degradação dos aminoácidos, síntese proteica e ou formação de derivados azotados dos aminoácidos. É abordada a origem e destino dos grupos aminados removidos dos aminoácidos, quer para a geração de aminoácidos diferentes ou a serem eliminados, após conversão em amoníaco e ureia. É focada a utilização dos cetoácidos como precursores da glicose e glicogénio, através da gliconeogénese.
O tipo de contracção e movimento produzidos dependem, em grande parte, da estrutura e capacidade metabólica dos músculos esqueléticos envolvidos; enquanto
um esforço continuado, baseado nas fibras vermelhas musculares, requer constante de energia obtida, preferencialmente, em aerobiose, as variações bruscas de actividade que se baseiam na contractilidade das fibras brancas utilizam energia imediatamente disponível, sob a forma de fosfocreatina e ATP pré-existentes e ou com recurso à glicólise anaeróbia. Verifica-se que o tipo de nutrientes mais utilizados pelo músculo esquelético para a obtenção energia total requerida depende de diversos factores, com destaque para a intensidade e duração do exercício físico, e as características morfológicas e composição em fibras musculares. Os glícidos são o material energético mais consumido em todos os tipos de actividade física, sobretudo durante o exercício moderado e intenso, enquanto os lípidos (ácidos gordos e corpos cetónicos), utilizados pelo músculo esquelético e outros tecidos em períodos de repouso, são primordiais no esforço de resistência. A adaptação do músculo esquelético ao esforço assenta em modificações na actividade metabólica, induzidas por moduladores alostéricos e hormonais, que tendem a reverter ao nível basal após um período de inactividade. É referida a importância do glicogénio para o esforço físico continuado. Em condições normais, o glicogénio hepático (em grande parte formado a partir de precursores gliconeogénicos) assegura o fornecimento da glicose requerida pelo músculo esquelético, sendo modificado pelas condições e dieta alimentar. Nos músculos em fase de recuperação do esforço físico, o lactato pode ser consumido como material energético e, em menor proporção, na gliconeogénese. A lactatemia, aumentada durante o esforço, diminui no período de repouso subsequente, particularmente se este incluir algum exercício. Admite-se que a redução acentuada do pH intramuscular, resultante da acumulação de lactato no músculo durante o exercício intenso, contribua para o desenvolvimento da fadiga e menor rendimento físico. O consumo de ácidos gordos pelo músculo esquelético depende da intensidade do esforço físico, do treino existente e da dieta. Cerca de metade dos AGL oxidados durante o exercício moderado e prolongado resulta da fracção captada do sangue, sendo a restante derivada da lipólise das reservas de triacilglicerol muscular. O treino físico aumenta a capacidade de utilização dos corpos cetónicos pelos miocitos. O exercício prolongado tende a induzir o aumento da proteólise (corporal e muscular) aumentando o efluxo de aminoácidos para o plasma (que reverte ao normal no período de recuperação, a par com a redução da síntese proteica). Alguns dos aminoácidos naturais (alanina, aspartato, glutamato e glutamina) têm particular envolvimento durante as fases de exercício e repouso muscular, enquanto os aminoácidos ramificados (valina, leucina e isoleucina) são importantes fornecedores de energia química nos períodos de actividade prolongada. Deste tipo de consumo resulta o aumento do amoníaco e da ureia, em conjunto com o reaproveitamento dos cetoácidos pela gliconeogénese.
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