EFEITO DO CÓDIGO GENÉTICO NO BALANÇO ENERGÉTICO E NA PERFORMANCE FÍSICA Leonardo R. Silveira...

EFEITO DO CÓDIGO GENÉTICO NO BALANÇO

ENERGÉTICO E NA PERFORMANCE FÍSICA

Leonardo R. Silveira

Escola de Educação Física e Esportes

Universidade de São Paulo – USP - Ribeirão Preto, SP

BALANÇO ENERGÉTICO

Gasto energético

Bouchard C et al. N. Engl. J. Med. 1990.

Relação entre gasto energético e atividade física

Luck A et al. Am J Clin Nutrition. 2002.

Efeito do exercício (balanço negativo) na perda de peso

Efeito do balanço energético negativo na gordura visceral

Efeito do treinamento físico na taxa metabólica basal

Joosen et al. Am J Clin Nutrition. 2005

Interação entre fenótipo e consumo energético

Teoria dos “thrifty genes” (genes de poupança)

Incidência do Diabetes mundial

Relação entre gasto energético e massa corporal

CÓDIGO GENÉTICO

Mendel

Obesity reviews (2004) 5, 3–12

Silveira LR et al. J Physiol. 2008

Lepitina e gêne da obesidade

Obese gene (-ob)

Fenótipo do gene -ob

Mapa da obesidade

PGC- 1 (peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)- coactivator 1)

Puigserver P & Spiegelman BM (2003). Endoc Reviews 24, 78-90.

matrix

GDP (-)

H

H

H+

H+

UCP3

NEFA (+)

DESACOPLAMENTO VIA UCP3

Regulação

ME

Garlid et al. 1998

-

-

∆μ H+

I II III IV

H+

ATP/ADP

e-

e-

e- + O2 H2O

Matriz

Estado Desacoplado

O2

Desacoplador

H+

Lehninger, AL. et al. Principles of Biochemistry, 2 ed. Irving Place, NY, 2000.

H+H+H+

μ H+

I II III IV

H+ATP/ADP

μ H+

I II III IV

H+ATP/ADP

e-e- e-e-

e- e-e- e-e- e-e-e- e-e-e-e-e-

e- + O2 O-2

Matriz

M. Ext

O2

H+H+H+

NADH FADH2

Δμ H+

I II III IV

H+ATP/ADP

e- e-e- + O2 H2O

Matriz

O2

Desacoplador

H+

H+H+H+

Silveira LR et al. (2008) J. Cell Physiol. (in press).

Acetil -CoA

TCA

Cycle

GLUT

Glucose

G-6-P

Pyruvate Lactate

Extrac

Cytosol

LactateGlucose

Acetil -CoA

TCA

Cycle

GLUT

Glucose

G-6-P

Pyruvate Lactate

Extrac

Cytosol

LactateGlucose

CPT -I

FA - CoA b- Oxid

CPT - II

CAT

FFAT

FFA

Facyl - CoA

CPT -I

FA - CoA b-

CPT - II

CAT

FFAT

FFA

Facyl - CoA

NAD FAD

NADH FADH 2

III

III IVe-e- e- e-

F0

++++

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - -(Δ y)

(Δ pH)

ADP/

ATP

Tran

spor

ter

-Muscle activity

- Active transporte

-Biosynthesis

-Metabolism

NAD FAD

NADH FADH 2

III

III IVe-e- e- e-

F0

++++

+ + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - -(Δ y)

(Δ pH)

ADP/

ATP

Tran

spor

ter

-Muscle activity

- Active transporte

-Biosynthesis

-Metabolism

O2 H2OO2 H2O

H+ H+H+

H+

H+ H+H+

H+

ADP+Pi

ATP

ADP+Pi

ATP

Qualquer alteração permanente do DNA: substituição de nucleotídeos, inserção ou deleção de pares de base

Mutações Gênicas

Anemia falciforme

A substituição de nucleotídeo pode levar àsubstituição de uma trinca de bases por outra

Substituição de Nucleotídeos

Um ou mais pares de bases, ou de Codons

• Alteração da leitura da tradução, resultando em uma proteína com sequência de aminoácidos diferentes

Deleções e Inserções

www.virtual.epm.br/.../genetica/htm/mutacao.htm - Escola Paulista de Medicina

Mutações Sem SentidoNormalmente a tradução do RNAm cessa quando um códon finalizador ( UAA, UAG e UGA) é alcançado.

Mutações no Processamento do RNAmMecanismo pelo qual os íntrons são excisados do RNA não processado e os éxons unidos para formar um RNAm maduro depende de determinadas sequências de nucleotídeos localizadas nos sítio aceptor (intron/exon) e no sítio doador (exon/intron) . As mutações podem afetar as bases no sítio doador ou aceptor, interferindo na emenda normal do RNA naquele sítio ou podem envolverem substituições de bases dos íntrons.

www.virtual.epm.br/.../genetica/htm/mutacao.htm - Escola Paulista de Medicina

Polimorfismo

- Alterações da sequência do DNA dentro de uma mesma população com frequência igual ou superior a 1%;

- Quando presente na região codificadora do gene, altera a expressão ou a função proteíca;

DNA mitocondrial

Terapia gênica

Manipulação da síntese de proteína

Inibição da expressão gênica

Genética

Exercício Físico

Gasto calórico

Exercício Físico

Genética

Suplementação de creatina: o que há de novo?

Produção de Energia

McArdle et. al. 4a Ed.

ADP + PCr + H+CK

ATP + Cr

CK: creatina quinase

ATP + AMP2 ADP AK

Sjodin, B; Hellsten, Y; Apple, F. Sports Med. 10:236-54, 1990

VIA DE FORMAÇÃO DE ATP (anaeróbia)

IMP hipoxantina

xantina

ácido úrico

NH3 + PiAD

XO

XO

AD - adenina deaminaseXO- xantina oxidase

AK - adenilato kinase

Origem da creatina

Síntese e excreção de creatina

Biochemistry of Exercise IX

Total: 120g

Variação de energia livre da hidrólise da fosfocreatina

Metabolismo do ATP e PCr

Metabolismo do ATP e PCr durante a contração muscular

ATP

ADP

Cr

PCr

ATP

ADP F. oxidativa

Cr

PCr

CKc CKm

VIAS METABÓLICAS

Sistema ATP-CP

Engelhardt, M et al. Med. Sci. Sports & Exerc. 1998.

Consumo de oxigênio e metabolismo anaeróbio

Creatina em músculo esquelético

Biochemistry of Exercise IX

ADP + PCr + H+CK

ATP + Cr

Repouso: ATP , ADP , PCr , Cr

Exercício: ATP ,ADP , PCr , Cr

Recuperação: ATP , ADP , PCr , Cr

Regulação do sistema APT-CP

Biochemistry of Exercise IX

Efeito da suplementação na conc. intramuscular

Biochemistry of Exercise IX

Efeito da suplementação na Performance

Biochemistry of Exercise IX

TREINAMENTO DE RESISTÊNCIA

Força vs Hipertrofia

MaCardle et. al. 4a Ed.

Efeito da variabilidade

Biochemistry of Exercise IX

REGULAÇÃO METABÓLICASistema da Fosfocreatina X glicólise anaeróbia

REGULAÇÃO METABÓLICA DURANTE O EXERCÍCIO INTERMITENTE

Biochemistry of Exercise IX

10% 20% 30% 40% 50%0

2

4

6

8

10

12

14

*

*

#

#

#

#

#

*

*

*

Lact

ato

(m

M)

Intensidade (%)

Intermitente intenso

0

1

2

3

4

5

6

7

8

**

* *

*

recuperaçãoexercício intermitenteexercício contínuo

40353027242118151050

Lacta

to (

mM

)

Tempo (min)

Contínuo/Intermitente

REGULAÇÃO METABÓLICA DA VIA GLICOLÍTICA

Creatine

Before 36h 60h0

1000

2000

3000

4000

# *

# $ *

B

Mean

CK

(U/L

)

Placebo

Before 36h 60h0

1000

2000

3000

4000#

# $

A

Mean

CK

(U/L

)

Creatine

Before 36h 60h0

200

400

600

800

1000

# $ # $

B

Mean

LD

H (

U/L

)

Placebo

Before 36h 60h0

200

400

600

800

1000

#

#

A

Mean

LD

H(U

/L)

Placebo

Before 36h 60h0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Mean

A

#

# $CRP

(mg/L

)

Creatine

Before 36h 60h0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Mean

B

# $ *

$ *CRP

(mg/L

)

Creatine

Before 36h 60h0

50

100

150

200

250

300B

Mean

GOT

(U/L

)

Placebo

Before 36h 60h0

50

100

150

200

250

300

A

Mean

GOT

(U/

L)

Glutamic Oxaloacetic Transaminase (GOT)

Bassit RA; Pinheiro CHJ; Sproesser AJ; Silveira LR; Curi R. Amino acids, 2009.