BioquíMica Usp, NutriçãO E Esporte Uma Abordagem BioquíMica

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Muito interessante com explicações satisfatórias.

Text of BioquíMica Usp, NutriçãO E Esporte Uma Abordagem BioquíMica

  • 1. Nutrio e Esporte Uma abordagem bioqumica QBQ 2003 Departamento de Bioqumica Instituto de QumicaUSP

2. Nutrio e Esporte Uma abordagem bioqumica Professores Alexandre Z. Carvalho(ale.zat.carvalho@bol.com.br)Andr Amaral G. Bianco(biancob@iq.usp.br)Daniela Beton(danielab@iq.usp.br) Erik Cendel Saenz Tejada(esaenz@iq.usp.br)Fernando H. Lojudice da Silva (lojudice@iq.usp.br) Karina Fabiana Ribichich (kribi@iq.usp.br)Leonardo de O. Rodrigues(leonardo@iq.usp.br) Sayuri Miyamoto (miyamot@iq.usp.br) Tie Koide(tkoide@iq.usp.br)Supervisor Bayardo B. Torres (bayardo@iq.usp.br)2003 3. Cronograma das Aulas Nutrio e Esporte Uma abordagem bioqumica (QBQ 2003)Instituto de Qumica da USP Bloco 6 inferiorDia PerodoTema Abordado 10/02/2003Manh Apresentao do curso Contrao muscular e fibras Reviso de vias metablicasTardeAdaptaoTomada de O2 VO211/02/2003Manh LactatoCarboidratosLipdeosIntensidade do exerccio fsico TardeProtenas 12/02/2003Manh Estresse OxidativoDefesa Anti-Oxidante Tarde VitaminasSais MineraisCimbra Hidratao 13/02/2003Manh DopingTardeSuplementos14/03/2003ManhGrupos Especiais Tarde Palestra 4. INDICE1.Contrao Muscular e Fibras ....................................................................... 1 2.Reviso Vias metablicas....................................................................... 16 ?-Oxidao .............................................................................................. 23 3. 4.Sntese de cidos Graxos......................................................................... 28 5.Tomada de Oxignio ................................................................................ 30 6.Dficit de O2 ............................................................................................ 31 7.VO2max - Consumo mximo de oxignio ................................................... 32 8.Recuperao aps o exerccio ................................................................... 35 9.Limiar de Lactato ..................................................................................... 40 10. Adaptaes na utilizao de diferentes substratos durante o treinamento ... 42 11. Treinamento de longa durao e alta intensidade ..................................... 44 12. Exerccios de intensidade baixa e moderada.............................................. 46 13. Protenas................................................................................................. 48 14. Carboidratos............................................................................................ 55 15. Lipdios.................................................................................................... 57 16. Estresse Oxidativo, Defesa Antioxidante e Atividade Fsica ......................... 61 17. Vitaminas e Minerais ................................................................................ 80 18. Adaptaes ao exerccio em diferentes populaes .................................... 91 19. Doping ...................................................................................................103 20. Suplementos ..........................................................................................119 21. Suplementao de Aminocidos...............................................................131 22. Hidratao..............................................................................................135 23. Mitos e verdades acerca dos suplementos alimentares..............................136 24. Apndice ................................................................................................139 5. CONTRAO MUSCULAR E FIBRAS1. Contrao Muscular e FibrasSISTEMA MUSCULAR Nutrio e Esporte Uma abordagem Bioqumica-1- 6. CONTRAO MUSCULAR E FIBRAS 1.1. IntroduoOs msculos so rgos constitudos principalmente por tecido muscular, especializado em contrair e realizar movimentos, geralmente em resposta a um estmulo nervoso. Os msculos podem ser formados por trs tipos bsicos de tecido muscular (figura 1): Tecido Muscular Estriado Esqueltico Apresenta, sob observao microscpica, faixas alternadas transversais,claras e escuras. Essa estriao resulta do arranjo regular de microfilamentosformados pelas protenas actina e miosina, responsveis pela contraomuscular. A clula muscular estriada chamada fibra muscular, possuiinmeros ncleos e pode atingir comprimentos que vo de 1mm a 60 cm. Tecido Muscular Liso Est presente em diversos rgos internos (tubo digestivo, bexiga, tero etc)e tambm na parede dos vasos sanguneos. As clulas musculares lisas souninucleadas e os filamentos de actina e miosina se dispem em hlice emseu interior, sem formar padro estriado como o tecido muscular esqueltico.A contrao dos msculos lisos geralmente involuntria, ao contrrio dacontrao dos msculos esquelticos.Tecido Muscular Estriado Cardaco Est presente no corao. Ao microscpio, apresenta estriao transversal.Suas clulas so uninucleadas e tm contrao involuntria.Figura 1: Os trs tipos de tecido muscular Msculo EsquelticoNutrio e Esporte Uma abordagem Bioqumica-2- 7. CONTRAO MUSCULAR E FIBRASAntes de prosseguirmos devemos nos recordar que os msculos esquelticos no podem executar suas funes sem suas estruturas associadas (figura 2). Os msculos esquelticos geram a fora que deve ser transmitida a um osso atravs da juno msculo-tendo. As propriedades destes elementos estruturais podem afetar a fora que um msculo pode desenvolver e o papel que ele tem em mecnicos comuns.Figura 2: Estruturas associadas aomsculo. O movimento depende da converso de energia qumica do ATP em energia mecnica pela ao dos msculos esquelticos. O corpo humano possui mais de 660 msculos esquelticos envolvidos em tecido conjuntivo. As fibras so clulas musculares longas e cilndricas, multinucleadas que se posicionam paralelas umas s outras. O tamanho de uma fibra pode variar de alguns mm como nos msculos dos olhos a mais de 100 mm nos msculos das pernas. Composio QumicaCerca de 75% do msculo esqueltico e composto por gua e 20%, protena. Os 5% restantes consistem em sais inorgnicos, uria, acida ltico, fsforo , lipdeos, carboidratos, etc. As protenas mais abundantes dos msculos so: miosina (60%), actina e tropomiosina. Alm disso, a mioglobina tambm esta incorporada no tecido muscular (700 mg de protena para 100g tecido). Aporte Sanguneo Durante o exerccio , a demanda por oxignio de 4.0L/min e a tomada de oxignio pelo msculo aumenta 70 vezes, 11mL/110g/min, ou seja, um total de 3400mL por minuto. Para isso, a rede de vasos sanguneos fornece enormes quantidades de sangue para o tecido. Aproximadamente 200 a 500 capilares fornecem sangue para cada mm2 de tecido ativo.Com treinamentos de resistncia, pode haver um aumento na densidade capilar dos msculos treinados. Alm de fornecer oxignio , nutrientes e hormnios, a microcirculao remove calor e produtos metablicos dos tecidos. H estudos utilizando microscopia eletrnica que mostram que em atletas treinados, a densidade de capilares cerca de 40% maior do que em pessoas no treinadas. Essa relao era aproximadamente igual diferena na tomada mxima de oxignio observada entre esses dois grupos. Nutrio e Esporte Uma abordagem Bioqumica -3- 8. CONTRAO MUSCULAR E FIBRASPara entender a fisiologia e o mecanismo da contrao muscular, devemos conhecer a estrutura do msculo esqueltico.Os msculos esquelticos so compostos de fibras musculares que so organizadas em feixes, (fascculos) (figura 3). Os miofilamentos compreendem as miofibrilas, que por sua vez so agrupadas juntas para formar as fibras musculares. Cada fibra possui uma cobertura ou membrana, o sarcolema, e composta de uma substncia semelhante gelatina, sarcoplasma. Centenas de miofibrilas contrteis e outras estruturas importantes, tais como as mitocndrias e o retculo sarcoplasmtico, esto inclusas no sarcoplasma. Figura 3: Estrutura muscular Ultraestrutura Cada miofibrila contm muitos miofilamentos. Os miofilamentos so fios finos de duas molculas de protenas, actina (filamentos finos) (figura4) e miosina (filamentos grossos), que forma um filamento bipolar (figura 5). H outras protenas envolvidas na contrao muscular: troponina e tropomiosina, que se localizam ao longo dos filamentos de actina (figura 4), dentre outras.Figura 4: Os filamentosde actina so polmeros demolculas globularesdeactinaqueseenrolamformando uma hlice. Atropomiosina um dmerohelicoidal que se une cabea acauda formando um cordo. Atroponina um trmero que s eliga a um stio especfico emcada dmero de tropomiosina. Nutrio e Esporte Uma abordagem Bioqumica-4- 9. CONTRAO MUSCULAR E FIBRAS Figura 5: Filamento grosso de miosina. As molculas de miosina se associam cauda a cauda para formar o filamento Ao longo da fibra muscular possvel observar bandas claras e escuras, o que d ao msculo a aparncia estriada (figura 6). A rea mais clara denominada banda I e a mais escura, A. A linha Z bissecciona a banda I e fornece estabilidade estrutura. A unidade entre duas linhas Z denominada de sarcmero, a unidade funcional da fibra muscular. A posio da actina e miosina no sarcmero resulta em filamentos com sobreposio. A regio A contm a zona H, onde no h filamentos de actina. Essa zona bisseccionada pela linha M que delineia o centro do sarcmero e contm estruturas proticas para suportar o arranjo dos filamentos de miosina. Figura 6: (A) Micrografia eletrnica de baixa magnificao atravs de corte longitudinal de msculo esqueltico, mostrando o padro estriado. (B) Detalhe do msculo esqueltico mostrado em (A), mostrando pores adjacentes de duas miofibrilas e a definio de sarcmero. (C) Diagrama esquemtico de um nico sarcmero, mostrando a origem das bandas claras e escuras vistas nas micrografias eletrnicas. A linha Z, localizada nas extremidades dos sarcmeros, esto ligadas a stios dos filamentos finos (filamentos de actina), a linha M, na metade do sarcmero, a localizao de protenas especficas que ligam filamentos grossos adjacentes (filamentos de miosina). As regies verdes marcam a localizao dos filamentos