Resumo Fisiologia do Exercício - Potencial de Ação, Contração Muscular e Sistemas Energéticos

FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO PROVA ESPECÍFICA 1 A2 valor 50 data limite de entrega 2610 Faça um resumo dos seguintes arquivos a GUYTON12 EDCAP 5 a 7 enfatizando os seguintes conteúdos potenciais de ação contração muscular e características do tecido muscular esquelético e b MCARDLE5 EDCAP 5 a 7TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA enfatizando os seguintes conteúdos sistemas metabólicoenergéticos de transferência de energia a GUYTON12 EDCAP 5 a 7 enfatizando os seguintes conteúdos potenciais de ação contração muscular e características do tecido muscular esquelético e A presença de uma elevada concentração de íons de potássio no interior da membrana permeável apenas a esses íons leva à difusão de potássio para fora da membrana estabelecendo um gradiente de concentração de K Esse processo resulta em eletronegatividade no interior e no exterior da membrana A variação de potencial gerada bloqueia a difusão adicional contrariando o gradiente de concentração O mesmo princípio se aplica ao íon sódio mas neste caso o movimento é para fora da membrana A equação de Nernst descreve o potencial através da membrana impedindo a difusão dos íons em qualquer direção com base na proporção dos íons dos dois lados da membrana Quanto maior essa proporção maior é a tendência do íon a se difundir resultando em um maior potencial de Nernst Quando a membrana é permeável a dois íons é necessário considerar a polaridade e a carga elétrica de cada íon a permeabilidade da membrana para cada íon e as concentrações dos íons dentro e fora da membrana Camadas de dipolos formamse quando as cargas positivas se alinham ao longo da face exterior e os ânions na face interior As bombas de NaK são bombas eletrogênicas que enviam mais cargas positivas para o exterior 3 Na para fora2 K para dentro O potencial de ação neuronal é uma variação rápida do potencial de membrana começando com uma mudança abrupta do potencial de repouso negativo para um potencial positivo e em seguida retornando para um potencial negativo Possui três fases repouso despolarização quando os canais de Na se abrem permitindo a entrada de íons de sódio e repolarização quando os canais de Na se fecham e os canais de K se abrem permitindo a saída de íons de potássio e restaurando o potencial de membrana negativo Os canais de Na dependentes de voltagem possuem comportas de ativação e inativação A ativação ocorre quando o potencial é ligeiramente menos negativo resultando em uma maior permeabilidade ao Na Após a abertura da comporta de ativação a inativação fecha o canal restaurando o potencial de repouso Os canais de K dependentes de voltagem permanecem fechados em repouso mas abremse quando o potencial de membrana aumenta permitindo a saída de íons de potássio e repolarizando a membrana O póspotencial positivo acontece quando o potencial de membrana fica mais negativo do que o potencial de repouso devido à saída excessiva de K Outros ânions como fosfatos e compostos sulfatados não podem passar pelos canais resultando em uma carga negativa na ausência de potássio e sódio A bomba de Ca2 envia Ca2 para o exterior enquanto os canais de Ca2 dependentes de voltagem permitem a entrada de cálcio e sódio O limiar para gerar um potencial de ação é 65 mV O processo de despolarização propagase se as condições forem adequadas seguindo o princípio do tudo ou nada Para restabelecer a diferença de concentração de Na e K a bomba NaK realiza um processo ativo Em certos casos especialmente em fibras musculares cardíacas a membrana não é repolarizada imediatamente após a despolarização resultando em um platô Nos troncos nervosos existem mais fibras amielínicas do que fibras mielinizadas A condução saltatória ocorre nos nódulos de Ranvier onde os potenciais de ação podem fluir com intensidade através das bainhas de mielina aumentando a velocidade de transmissão neural O período refratário consiste em um novo potencial de ação que não pode ser produzido enquanto a membrana estiver despolarizada pelo potencial de ação anterior devido à inativação dos canais de Na ou Ca2 A contração muscular é um processo complexo que envolve várias etapas e componentes moleculares De acordo com Guyton a contração muscular ocorre em 8 etapas A primeira etapa é a chegada do impulso nervoso potencial de ação do nervo até suas terminações nas fibras musculares seguido pela secreção de acetilcolina em cada terminação nervosa Após isso têmse a abertura de canais nas áreas onde a acetilcolina atua que permitem a difusão de íons Na para dentro da membrana das fibras musculares desencadeando o potencial de ação que propagase por toda a membrana Então a membrana muscular se despolariza e o retículo sarcoplasmático libera íons Ca Tais íons provocam a atração entre os filamentos de actina e miosina resultando no deslizamento deles processo contrátil e são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático interrompendo a contração A contração muscular é mediada por filamentos de actina e miosina que são interconectados por pontes cruzadas Quando um impulso nervoso atinge a fibra muscular ele desencadeia a liberação de íons Ca do retículo sarcoplasmático Esses íons Ca atuam como chaves desencadeando a contração muscular ao atrair os filamentos de actina e miosina A energia necessária para a contração é derivada do ATP que é degradado a ADP liberando energia O ATP é essencial para ativar o movimento dos filamentos de actina e miosina e também para bombear íons Ca do sarcoplasma de volta para o retículo sarcoplasmático após a contração e para bombear íons Na e K pela fibra muscular A contração muscular pode ser classificada como isométrica quando o músculo não encurta ou isotônica quando o músculo encurta mas sua tensão permanece constante durante a contração Capítulo 7 Guyton explora a excitabilidade do músculo esquelético a comunicação neuromuscular e o processo de acoplamento entre excitação e contração As fibras musculares esqueléticas são conectadas por extensas fibras nervosas mielinizadas originárias dos grandes neurônios motores localizados nos cornos anteriores da medula espinhal Após penetrar no feixe muscular cada fibra nervosa se ramifica e estimula diversas fibras musculares esqueléticas Cada terminação nervosa estabelece uma junção conhecida como junção neuromuscular com a fibra muscular próxima de sua porção central O potencial de ação desencadeado na fibra muscular pelo sinal nervoso viaja em ambas as direções até as extremidades da fibra muscular Quando um impulso nervoso alcança a junção neuromuscular as vesículas que contêm acetilcolina são liberadas na fenda sináptica Na membrana neural interna encontramse as barras densas ao lado das quais estão os canais de cálcio sensíveis à voltagem Quando o potencial de ação se propaga pelo terminal nervoso esses canais se abrem permitindo a entrada de íons cálcio no terminal Acreditase que os íons cálcio exerçam uma atração sobre as vesículas de acetilcolina mantendoas próximas às barras densas Algumas vesículas fundemse com a membrana neural liberando acetilcolina na fenda sináptica por meio de exocitose Os canais de cátions regulados pela acetilcolina situamse na membrana muscular imediatamente abaixo das áreas das barras densas Quando duas moléculas de acetilcolina se ligam aos receptores desses canais uma mudança conformacional os abre Isso permite que íons sódio penetrem na fibra muscular carregando consigo cargas positivas Esse influxo cria uma alteração no potencial local na membrana da fibra muscular chamado de potencial de placa motora Esse potencial por sua vez leva à abertura de canais de sódio dependentes de voltagem desencadeando um potencial de ação na membrana muscular e consequentemente provocando a contração muscular Após ser liberada na fenda sináptica a acetilcolina continua a ativar os receptores pelo tempo em que permanece na fenda A maioria da acetilcolina é degradada pela enzima acetilcolinesterase enquanto uma pequena quantidade se difunde para fora da fenda sináptica O breve período durante o qual a acetilcolina permanece na fenda sináptica geralmente alguns milissegundos é sempre suficiente para excitar a fibra muscular em condições normais b MCARDLE5 EDCAP 5 a 7TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA enfatizando os seguintes conteúdos sistemas metabólicoenergéticos de transferência de energia A energia é extraída dos nutrientes e transferidos para as proteínas contráteis do músculo esquelético causando uma influência no desempenho de exercícios transformação de energia química para mecânica Os processos químicos que armazenam ou absorvem energia são chamados de endergônicos E no corpo se diz respeito ao armazenamento de parte da energia química em macronutrientes O trabalho mecânico consiste na transformação da energia química armazenada nos motores moleculares dos filamentos proteicos de uma fibra muscular em energia mecânica Já o trabalho químico realiza a manutenção e crescimento E o trabalho de transporte é basicamente a formação de ATP No que concerne a fatores que afetam o ritmo da bioenergética as enzimas e as coenzimas afetam o ritmo de liberação de energia durante as reações químicas Ou seja os limites de intensidade do exercício dependem do ritmo em que a célula extrai conserva e transfere energia química para os filamentos do músculo esquelético As enzimas atuam como catalisadores que reduzem a energia de ativação necessária para que seu ritmo possa ser modificado Em um exercício o ritmo de atividade enzimática aumenta muito visto que cada uma delas possui uma função específica em uma reação O ritmo que essa enzima atua pode variar lentamente e rapidamente Fatores que alteram a atividade enzimática são o PH e a temperatura em que algumas requerem um ambiente mais ácido e outras mais alcalinos Já na temperatura as elevações aceleram a atividade enzimática porém em temperaturas acima de 40 a 50 C as mesmas sofrem desnaturação e sua atividade cessa A interação enzimasubstrato é um processo em que a enzima se liga ao seu substrato específico desencadeando uma determinada função As coenzimas são substâncias que facilitam a ação enzimática unindo o substrato com uma enzima específica ajudando nas reações porém sendo menos específicas que as enzimas A hidrólise uma reação química em que uma molécula é quebrada por um átomo de hidrogênio H acontece quando a molécula é exposta a um ambiente aquoso É um processo comum em diversas reações bioquímicas e na formação de compostos orgânicos Paralelamente a condensação é outra reação onde duas moléculas se unem para criar uma molécula maior Isso ocorre quando duas moléculas de um composto reagem resultando em um composto de maior massa molecular Essa reação é essencial na formação de polímeros e na síntese de compostos orgânicos A oxidação é uma transformação em que um átomo ou grupo de átomos ganha elétrons tipicamente quando um composto reage com oxigênio ou outro agente oxidante É fundamental na formação de compostos orgânicos e na decomposição de substâncias Por outro lado a redução é uma reação em que um átomo ou grupo de átomos perde elétrons ocorrendo quando um composto reage com um agente redutor como o hidrogênio Esse processo também é crucial na formação de compostos orgânicos e na decomposição de substâncias Frequentemente essas reações acontecem simultaneamente num processo denominado reação de oxidaçãoredução redox Nesse tipo de reação um composto é oxidado enquanto outro é reduzido simultaneamente Esse fenômeno é comum em várias reações bioquímicas e na formação de compostos orgânicos O efeito da ação de massa consiste no efeito que a concentração de substâncias químicas determinam a ocorrência das reações químicas Então uma mudança na concentração de uma substância pode afetar inúmeras reações diferentes O fornecimento contínuo de energia do organismo ocorre de acordo com a necessidade O processo de fornecimento de energia iniciase com o ATP que extrai energia do alimento e o conserva além de extrair também energia química para acionar o trabalho biológico A reação libera 73 kcal de energia livre por mol de ATP hidrolisado para ADP sendo um composto de alta energia E o aumento da transferência de energia depende da intensidade da tarefa ou do exercício a ser feito Para a ressíntese de ATP é utilizado o fosfato de creatina um fosfato de alta energia que possui mais energia livre de hidrólise do que o ATP Aumentando a produção de energia rapidamente A maior parte da energia provém da queima biológica dos carboidratos lipídeos e proteínas A oxidaçãoredução celular faz com que ocorra a formação de água e a energia liberada aciona a síntese de ATP a partir do ADP A oxidação transfere elétrons de NADH e FADH2 para o oxigênio produzindo a transferência acoplada de energia química para formar ATP a partir de ADP mais um íon fosfato A liberação de energia no metabolismo dos macronutrientes tem como objetivo fosforilar o ADP para voltar a formar o ATP Ocorre em três estágios em que o 1 têmse a digestão absorção e transformação delas em subunidades menores Já o estágio 2 ocorre a degradação do aminoácido glicose e ácido graxo com uma produção limitada de ATP e NADH No estágio 3 o acetilCoA é degradado para CO2 e H2O com mais produção de ATP A degradação da glicose para formação de energia primeiro se dá por duas moléculas de piruvato No estágio 2 ele é degradado mais por dióxido de carbono e água A glicólise anaeróbica é um processo metabólico que ocorre quando a glicose é decomposta sem o uso de oxigênio sendo essencial para a produção de energia em células musculares durante a atividade física intensa que não possuem acesso ao oxigênio A glicólise anaeróbica começa com a quebra da glicose em duas moléculas de piruvato semelhante à glicólise aeróbica No entanto em condições anaeróbicas a molécula de oxigênio necessária para aceitar o elétron do NADH geralmente está ausente Isso força a célula a encontrar outro aceptor de elétrons que neste caso é o lactato A enzima lactato desidrogenase catalisa a reação que converte o piruvato em lactato No processo o NADH doa seu elétron ao piruvato e é convertido em NAD que é então reciclado para uso na glicólise A equação da glicólise anaeróbica pode ser resumida como Glicose 2 NAD 2 ADP 2 Pi 2 Lactato 2 NADH 2 ATP 2 H2O A energia é liberada na forma de ATP e NADH que podem ser usadas pelas células para produzir energia Quando o glicogênio proporciona uma molécula de glicose para a glicólise ocorre um ganho de três ATP O catabolismo do glicogênio diminui durante exercícios de intensidade baixa a moderada visto que a oxidação dos ácidos graxos conseguem manter concentrações adequadas de ATP no músculo que está ativo Embora a maioria de energia gerada na glicólise seja dissipada na forma de calor porém como possui uma alta concentração de enzimas glicolíticase a velocidade das reações são rápidas a energia tornase significativa para a contração muscular O exercício físico tem um impacto significativo na regulação da glicólise Durante o exercício as células precisam de mais energia o que leva a um aumento na produção de ATP Isso é possível devido ao aumento da demanda de energia que por sua vez leva a um aumento na produção de ATP Além disso o exercício físico também pode levar a um aumento na produção de insulina que pode aumentar a tA glicólise é um processo metabólico que ocorre nas células para quebrar a glicose em duas moléculas de piruvato que são usadas para produzir energia Na fase de produção de energia o gliceraldeído3fosfato é convertido em 13bifosfoglicerato Esta é uma reação redox na qual o NAD é convertido em NADH com a liberação de um íon H O 13bifosfoglicerato é convertido em 3fosfoglicerato pela fosfoglicerato quinase que converte um ADP em um ATP O 3fosfoglicerato é então convertido em 2fosfoglicerato pela fosfoglicerato mutase Na fase de liberação de energia o 2fosfoglicerato é convertido em fosfoenolpiruvato PEP pela enolase Esta reação libera uma molécula de água O fosfoenolpiruvato PEP é então convertido em piruvato pela piruvato quinase que converte um ADP em ATP A liberação de íons H durante a glicólise é crucial para o funcionamento do exercício Durante o exercício as células precisam de energia para produzir ATP que é usado para mover os músculos A glicólise fornece essa energia e a liberação de íons H ajuda a manter o pH celular que é essencial para a produção de ATP Além disso o íon H pode ser usado para transportar o piruvato para a mitocôndria onde ocorre a oxidação do piruvato para produzir ATP No Ciclo de Krebso acetilCoA é degradado para dióxido de carbono e átomos de hidrogênio e após serem oxidados geram ATP No ciclo do ácido cítrico cada molécula de acetilCoA libera duas moléculas de dióxido de carbono e quatro pares de átomos de hidrogênio No final do fracionamento completo da glicose formamse trinta e oito ATP E o metabolismo energético geralmente está ligado à fosforilação do ADP visto que sem ele não se foram o ATP Ademais o ADP também exerce um efeito muito grande sobre as enzimas que controlam o metabolismo energético dos carboidratos gorduras e proteínas A biossíntese de ácidos graxos ocorre a partir do acetilCoA no citosol celular A degradação de triglicerídeos e ácidos graxos é realizada por lipases nos adipócitos liberando ácidos graxos e glicerol que são transportados no sangue e usados como energia pelo fígado e músculos O fitol componente da clorofila é oxidado por alfa e betaoxidação enquanto o etanol é oxidado a acetaldeído pelo fígado semelhante à fermentação alcoólica por leveduras Na síntese de triacilglicerol e glicerofosfolípidos ácidos graxos livres são unidos a um esqueleto de glicerol formando ligações éster A síntese de ácidos graxos envolve a ácido graxo sintase com redução e desidratação para formar ligações duplas Quando a ingestão calórica é reduzida e o exercício é aumentado ocorre uma liberação de energia convertendo gorduras em ácidos graxos e glicerol liberados na corrente sanguínea e utilizados como combustível para produzir energia A liberação de energia pela proteína ocorre através da degradação delas em aminoácidos Eles têm uma função muito energética durante atividades e treinamento árduo Para que isso ocorra os aminoácidos precisam sofrer conversão e retirar o nitrogênio para que ele consiga penetrar nas vias para liberação de energia Esse catabolismo de proteína se excessivo aumenta as necessidades hídricas do corpo O ciclo do ácido cítrico é o elo que une a energia dos macronutrientes e a energia contida no ATP Porém se em excesso podem causar danos na saúde O sistema APCPCr Adenosina monofosfato cíclico Fosfocreatina é um dos principais sistemas de transferência de energia durante o exercício físico Este sistema é responsável por fornecer energia para as contrações musculares durante um esforço de curta duração A AMPc é um mensageiro secundário liberado quando o ATP é fosforilado essencial para fornecer energia para as contrações musculares Quando o ATP é utilizado para esse fim é convertido em ADP e AMPc que são liberados no citoplasma e podem ser usados para regenerar o ATP A PCr é uma molécula de energia armazenada nas células musculares e é rapidamente degradada durante exercícios de alta intensidade A rápida depleção de ATP celular aumenta os níveis de ADP e fosfato ativando a creatina quinase Ck para regenerar ATP pela hidrólise de PCr Contudo em exercícios prolongados outros processos energéticos ganham relevância inibindo a atividade da Ck A energia do sistema PCr se esgota rapidamente durando apenas de 3 a 15 segundos após os quais os mecanismos glicolíticos e oxidativoglicolíticos assumem o controle no metabolismo muscular Para manter a intensidade do esforço outros sistemas energéticos precisam ser ativados rapidamente O ácido lático é um subproduto do metabolismo que ocorre em células musculares quando os níveis de oxigênio são baixos como durante exercícios intensos ou em condições de doença Ele é produzido pela decomposição do glicogênio uma reserva de energia do corpo em glicose Embora menos eficiente a fermentação láctica produz energia mais rapidamente permitindo que os músculos continuem funcionando em alta intensidade O ácido lático é uma fonte de energia utilizada pelas mitocôndrias nas células musculares O treinamento intenso aumenta a quantidade de mitocôndrias permitindo que mais ácido lático seja queimado para fornecer energia aos músculos Após o exercício intenso o ácido lático é eliminado gradualmente do corpo com um tipo específico de fibras musculares reutilizandoo para produzir energia tornando o processo de eliminação mais eficiente em intensidades de esforço mais baixas O ácido lático é o termômetro para a eficiência dos exercícios aeróbios À medida que o acúmulo desse ácido acontece a fadiga vem e o exercício será encerrado A energia a longo prazo também conhecida como energia aeróbica é o tipo de energia que o corpo humano usa para atividades de longa duração como caminhar correr ou nadar Ela é produzida por meio da queima de gordura e glicose no sistema aeróbico que é composto principalmente por músculos esqueléticos e tecidos cardiovasculares A energia aeróbica é gerada por meio da respiração celular um processo dividido em duas etapas glicólise e cadeia de transporte de elétrons Na glicólise a glicose é quebrada em piruvato que é então convertido em ácido pirúvico Posteriormente esse ácido pirúvico é transportado para as mitocôndrias onde é decomposto em ATP a principal fonte de energia do corpo humano Na fase da cadeia de transporte de elétrons o ATP é utilizado para gerar energia essencial para decompor a glicose em moléculas de piruvato processo conhecido como oxidação da glicose fundamental para a produção de energia aeróbica No contexto do exercício a transferência de energia é um processo intricado que envolve a queima de gordura e glicose para gerar energia necessária para o movimento muscular Durante o exercício o corpo utiliza inicialmente as reservas de gordura e glicose no sistema aeróbico À medida que esses depósitos de energia são esgotados o corpo começa a quebrar as proteínas musculares para produzir energia um processo chamado catabolismo anaeróbico Embora esse método gera menos energia que o sistema aeróbico é mais rápido e pode ser crucial para atividades intensas O equilíbrio entre as necessidades energéticas é visto como um ritmo estável de consumo de oxigênio Porém em algumas situações de exercício extremo ou pessoas não treinadas ocorre o déficit de oxigênio em que a demanda do oxigênio do exercício é consumida durante ele Após o exercício o consumo de oxigênio continua elevado mesmo em repouso e a recuperação ativa realizando uma atividade física moderada é mais efetiva para remover mais rapidamente o lactato sanguíneo diminuindo os sinais e sintomas do excesso desse metabólito Imports Import Modifya project by addingimporting a new subproject to it Import a Project Location Filesystem Create project from Existing Sources An existing location will be used Creating a project from existing sources means importing the source code configuration files and project settings into a new IntelliJ IDEA project You must select a directory which contains a project that can be imported The wizard will detect certain types of projects and import them accordingly Please choose an appropriate directory Directory CUsersAppDataroamingJetBrainsIntelliJIdea20232 Project reactapp will be imported Select directory Create Project from Existing Sources Cancel a GUYTON12 EDCAP 5 a 7 enfatizando os seguintes conteúdos potenciais de ação contração muscular e características do tecido muscular esquelético e A presença de uma elevada concentração de íons de potássio no interior da membrana permeável apenas a esses íons leva à difusão de potássio para fora da membrana estabelecendo um gradiente de concentração de K Esse processo resulta em eletronegatividade no interior e no exterior da membrana A variação de potencial gerada bloqueia a difusão adicional contrariando o gradiente de concentração O mesmo princípio se aplica ao íon sódio mas neste caso o movimento é para fora da membrana A equação de Nernst descreve o potencial através da membrana impedindo a difusão dos íons em qualquer direção com base na proporção dos íons dos dois lados da membrana Quanto maior essa proporção maior é a tendência do íon a se difundir resultando em um maior potencial de Nernst Quando a membrana é permeável a dois íons é necessário considerar a polaridade e a carga elétrica de cada íon a permeabilidade da membrana para cada íon e as concentrações dos íons dentro e fora da membrana Camadas de dipolos formamse quando as cargas positivas se alinham ao longo da face exterior e os ânions na face interior As bombas de NaK são bombas eletrogênicas que enviam mais cargas positivas para o exterior 3 Na para fora2 K para dentro O potencial de ação neuronal é uma variação rápida do potencial de membrana começando com uma mudança abrupta do potencial de repouso negativo para um potencial positivo e em seguida retornando para um potencial negativo Possui três fases repouso despolarização quando os canais de Na se abrem permitindo a entrada de íons de sódio e repolarização quando os canais de Na se fecham e os canais de K se abrem permitindo a saída de íons de potássio e restaurando o potencial de membrana negativo Os canais de Na dependentes de voltagem possuem comportas de ativação e inativação A ativação ocorre quando o potencial é ligeiramente menos negativo resultando em uma maior permeabilidade ao Na Após a abertura da comporta de ativação a inativação fecha o canal restaurando o potencial de repouso Os canais de K dependentes de voltagem permanecem fechados em repouso mas abremse quando o potencial de membrana aumenta permitindo a saída de íons de potássio e repolarizando a membrana O póspotencial positivo acontece quando o potencial de membrana fica mais negativo do que o potencial de repouso devido à saída excessiva de K Outros ânions como fosfatos e compostos sulfatados não podem passar pelos canais resultando em uma carga negativa na ausência de potássio e sódio A bomba de Ca2 envia Ca2 para o exterior enquanto os canais de Ca2 dependentes de voltagem permitem a entrada de cálcio e sódio O limiar para gerar um potencial de ação é 65 mV O processo de despolarização propagase se as condições forem adequadas seguindo o princípio do tudo ou nada Para restabelecer a diferença de concentração de Na e K a bomba NaK realiza um processo ativo Em certos casos especialmente em fibras musculares cardíacas a membrana não é repolarizada imediatamente após a despolarização resultando em um platô Nos troncos nervosos existem mais fibras amielínicas do que fibras mielinizadas A condução saltatória ocorre nos nódulos de Ranvier onde os potenciais de ação podem fluir com intensidade através das bainhas de mielina aumentando a velocidade de transmissão neural O período refratário consiste em um novo potencial de ação que não pode ser produzido enquanto a membrana estiver despolarizada pelo potencial de ação anterior devido à inativação dos canais de Na ou Ca2 A contração muscular é um processo complexo que envolve várias etapas e componentes moleculares De acordo com Guyton a contração muscular ocorre em 8 etapas A primeira etapa é a chegada do impulso nervoso potencial de ação do nervo até suas terminações nas fibras musculares seguido pela secreção de acetilcolina em cada terminação nervosa Após isso têmse a abertura de canais nas áreas onde a acetilcolina atua que permitem a difusão de íons Na para dentro da membrana das fibras musculares desencadeando o potencial de ação que propagase por toda a membrana Então a membrana muscular se despolariza e o retículo sarcoplasmático libera íons Ca Tais íons provocam a atração entre os filamentos de actina e miosina resultando no deslizamento deles processo contrátil e são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático interrompendo a contração A contração muscular é mediada por filamentos de actina e miosina que são interconectados por pontes cruzadas Quando um impulso nervoso atinge a fibra muscular ele desencadeia a liberação de íons Ca do retículo sarcoplasmático Esses íons Ca atuam como chaves desencadeando a contração muscular ao atrair os filamentos de actina e miosina A energia necessária para a contração é derivada do ATP que é degradado a ADP liberando energia O ATP é essencial para ativar o movimento dos filamentos de actina e miosina e também para bombear íons Ca do sarcoplasma de volta para o retículo sarcoplasmático após a contração e para bombear íons Na e K pela fibra muscular A contração muscular pode ser classificada como isométrica quando o músculo não encurta ou isotônica quando o músculo encurta mas sua tensão permanece constante durante a contração Capítulo 7 Guyton explora a excitabilidade do músculo esquelético a comunicação neuromuscular e o processo de acoplamento entre excitação e contração As fibras musculares esqueléticas são conectadas por extensas fibras nervosas mielinizadas originárias dos grandes neurônios motores localizados nos cornos anteriores da medula espinhal Após penetrar no feixe muscular cada fibra nervosa se ramifica e estimula diversas fibras musculares esqueléticas Cada terminação nervosa estabelece uma junção conhecida como junção neuromuscular com a fibra muscular próxima de sua porção central O potencial de ação desencadeado na fibra muscular pelo sinal nervoso viaja em ambas as direções até as extremidades da fibra muscular Quando um impulso nervoso alcança a junção neuromuscular as vesículas que contêm acetilcolina são liberadas na fenda sináptica Na membrana neural interna encontramse as barras densas ao lado das quais estão os canais de cálcio sensíveis à voltagem Quando o potencial de ação se propaga pelo terminal nervoso esses canais se abrem permitindo a entrada de íons cálcio no terminal Acreditase que os íons cálcio exerçam uma atração sobre as vesículas de acetilcolina mantendoas próximas às barras densas Algumas vesículas fundemse com a membrana neural liberando acetilcolina na fenda sináptica por meio de exocitose Os canais de cátions regulados pela acetilcolina situamse na membrana muscular imediatamente abaixo das áreas das barras densas Quando duas moléculas de acetilcolina se ligam aos receptores desses canais uma mudança conformacional os abre Isso permite que íons sódio penetrem na fibra muscular carregando consigo cargas positivas Esse influxo cria uma alteração no potencial local na membrana da fibra muscular chamado de potencial de placa motora Esse potencial por sua vez leva à abertura de canais de sódio dependentes de voltagem desencadeando um potencial de ação na membrana muscular e consequentemente provocando a contração muscular Após ser liberada na fenda sináptica a acetilcolina continua a ativar os receptores pelo tempo em que permanece na fenda A maioria da acetilcolina é degradada pela enzima acetilcolinesterase enquanto uma pequena quantidade se difunde para fora da fenda sináptica O breve período durante o qual a acetilcolina permanece na fenda sináptica geralmente alguns milissegundos é sempre suficiente para excitar a fibra muscular em condições normais b MCARDLE5 EDCAP 5 a 7TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA enfatizando os seguintes conteúdos sistemas metabólicoenergéticos de transferência de energia A energia é extraída dos nutrientes e transferidos para as proteínas contráteis do músculo esquelético causando uma influência no desempenho de exercícios transformação de energia química para mecânica Os processos químicos que armazenam ou absorvem energia são chamados de endergônicos E no corpo se diz respeito ao armazenamento de parte da energia química em macronutrientes O trabalho mecânico consiste na transformação da energia química armazenada nos motores moleculares dos filamentos proteicos de uma fibra muscular em energia mecânica Já o trabalho químico realiza a manutenção e crescimento E o trabalho de transporte é basicamente a formação de ATP No que concerne a fatores que afetam o ritmo da bioenergética as enzimas e as coenzimas afetam o ritmo de liberação de energia durante as reações químicas Ou seja os limites de intensidade do exercício dependem do ritmo em que a célula extrai conserva e transfere energia química para os filamentos do músculo esquelético As enzimas atuam como catalisadores que reduzem a energia de ativação necessária para que seu ritmo possa ser modificado Em um exercício o ritmo de atividade enzimática aumenta muito visto que cada uma delas possui uma função específica em uma reação O ritmo que essa enzima atua pode variar lentamente e rapidamente Fatores que alteram a atividade enzimática são o PH e a temperatura em que algumas requerem um ambiente mais ácido e outras mais alcalinos Já na temperatura as elevações aceleram a atividade enzimática porém em temperaturas acima de 40 a 50 C as mesmas sofrem desnaturação e sua atividade cessa A interação enzimasubstrato é um processo em que a enzima se liga ao seu substrato específico desencadeando uma determinada função As coenzimas são substâncias que facilitam a ação enzimática unindo o substrato com uma enzima específica ajudando nas reações porém sendo menos específicas que as enzimas A hidrólise uma reação química em que uma molécula é quebrada por um átomo de hidrogênio H acontece quando a molécula é exposta a um ambiente aquoso É um processo comum em diversas reações bioquímicas e na formação de compostos orgânicos Paralelamente a condensação é outra reação onde duas moléculas se unem para criar uma molécula maior Isso ocorre quando duas moléculas de um composto reagem resultando em um composto de maior massa molecular Essa reação é essencial na formação de polímeros e na síntese de compostos orgânicos A oxidação é uma transformação em que um átomo ou grupo de átomos ganha elétrons tipicamente quando um composto reage com oxigênio ou outro agente oxidante É fundamental na formação de compostos orgânicos e na decomposição de substâncias Por outro lado a redução é uma reação em que um átomo ou grupo de átomos perde elétrons ocorrendo quando um composto reage com um agente redutor como o hidrogênio Esse processo também é crucial na formação de compostos orgânicos e na decomposição de substâncias Frequentemente essas reações acontecem simultaneamente num processo denominado reação de oxidaçãoredução redox Nesse tipo de reação um composto é oxidado enquanto outro é reduzido simultaneamente Esse fenômeno é comum em várias reações bioquímicas e na formação de compostos orgânicos O efeito da ação de massa consiste no efeito que a concentração de substâncias químicas determinam a ocorrência das reações químicas Então uma mudança na concentração de uma substância pode afetar inúmeras reações diferentes O fornecimento contínuo de energia do organismo ocorre de acordo com a necessidade O processo de fornecimento de energia iniciase com o ATP que extrai energia do alimento e o conserva além de extrair também energia química para acionar o trabalho biológico A reação libera 73 kcal de energia livre por mol de ATP hidrolisado para ADP sendo um composto de alta energia E o aumento da transferência de energia depende da intensidade da tarefa ou do exercício a ser feito Para a ressíntese de ATP é utilizado o fosfato de creatina um fosfato de alta energia que possui mais energia livre de hidrólise do que o ATP Aumentando a produção de energia rapidamente A maior parte da energia provém da queima biológica dos carboidratos lipídeos e proteínas A oxidaçãoredução celular faz com que ocorra a formação de água e a energia liberada aciona a síntese de ATP a partir do ADP A oxidação transfere elétrons de NADH e FADH2 para o oxigênio produzindo a transferência acoplada de energia química para formar ATP a partir de ADP mais um íon fosfato A liberação de energia no metabolismo dos macronutrientes tem como objetivo fosforilar o ADP para voltar a formar o ATP Ocorre em três estágios em que o 1 têmse a digestão absorção e transformação delas em subunidades menores Já o estágio 2 ocorre a degradação do aminoácido glicose e ácido graxo com uma produção limitada de ATP e NADH No estágio 3 o acetilCoA é degradado para CO2 e H2O com mais produção de ATP A degradação da glicose para formação de energia primeiro se dá por duas moléculas de piruvato No estágio 2 ele é degradado mais por dióxido de carbono e água A glicólise anaeróbica é um processo metabólico que ocorre quando a glicose é decomposta sem o uso de oxigênio sendo essencial para a produção de energia em células musculares durante a atividade física intensa que não possuem acesso ao oxigênio A glicólise anaeróbica começa com a quebra da glicose em duas moléculas de piruvato semelhante à glicólise aeróbica No entanto em condições anaeróbicas a molécula de oxigênio necessária para aceitar o elétron do NADH geralmente está ausente Isso força a célula a encontrar outro aceptor de elétrons que neste caso é o lactato A enzima lactato desidrogenase catalisa a reação que converte o piruvato em lactato No processo o NADH doa seu elétron ao piruvato e é convertido em NAD que é então reciclado para uso na glicólise A equação da glicólise anaeróbica pode ser resumida como Glicose 2 NAD 2 ADP 2 Pi 2 Lactato 2 NADH 2 ATP 2 H2O A energia é liberada na forma de ATP e NADH que podem ser usadas pelas células para produzir energia Quando o glicogênio proporciona uma molécula de glicose para a glicólise ocorre um ganho de três ATP O catabolismo do glicogênio diminui durante exercícios de intensidade baixa a moderada visto que a oxidação dos ácidos graxos conseguem manter concentrações adequadas de ATP no músculo que está ativo Embora a maioria de energia gerada na glicólise seja dissipada na forma de calor porém como possui uma alta concentração de enzimas glicolíticase a velocidade das reações são rápidas a energia tornase significativa para a contração muscular O exercício físico tem um impacto significativo na regulação da glicólise Durante o exercício as células precisam de mais energia o que leva a um aumento na produção de ATP Isso é possível devido ao aumento da demanda de energia que por sua vez leva a um aumento na produção de ATP Além disso o exercício físico também pode levar a um aumento na produção de insulina que pode aumentar a tA glicólise é um processo metabólico que ocorre nas células para quebrar a glicose em duas moléculas de piruvato que são usadas para produzir energia Na fase de produção de energia o gliceraldeído3fosfato é convertido em 13bifosfoglicerato Esta é uma reação redox na qual o NAD é convertido em NADH com a liberação de um íon H O 13bifosfoglicerato é convertido em 3 fosfoglicerato pela fosfoglicerato quinase que converte um ADP em um ATP O 3 fosfoglicerato é então convertido em 2fosfoglicerato pela fosfoglicerato mutase Na fase de liberação de energia o 2fosfoglicerato é convertido em fosfoenolpiruvato PEP pela enolase Esta reação libera uma molécula de água O fosfoenolpiruvato PEP é então convertido em piruvato pela piruvato quinase que converte um ADP em ATP A liberação de íons H durante a glicólise é crucial para o funcionamento do exercício Durante o exercício as células precisam de energia para produzir ATP que é usado para mover os músculos A glicólise fornece essa energia e a liberação de íons H ajuda a manter o pH celular que é essencial para a produção de ATP Além disso o íon H pode ser usado para transportar o piruvato para a mitocôndria onde ocorre a oxidação do piruvato para produzir ATP No Ciclo de Krebso acetilCoA é degradado para dióxido de carbono e átomos de hidrogênio e após serem oxidados geram ATP No ciclo do ácido cítrico cada molécula de acetilCoA libera duas moléculas de dióxido de carbono e quatro pares de átomos de hidrogênio No final do fracionamento completo da glicose formamse trinta e oito ATP E o metabolismo energético geralmente está ligado à fosforilação do ADP visto que sem ele não se foram o ATP Ademais o ADP também exerce um efeito muito grande sobre as enzimas que controlam o metabolismo energético dos carboidratos gorduras e proteínas A biossíntese de ácidos graxos ocorre a partir do acetilCoA no citosol celular A degradação de triglicerídeos e ácidos graxos é realizada por lipases nos adipócitos liberando ácidos graxos e glicerol que são transportados no sangue e usados como energia pelo fígado e músculos O fitol componente da clorofila é oxidado por alfa e betaoxidação enquanto o etanol é oxidado a acetaldeído pelo fígado semelhante à fermentação alcoólica por leveduras Na síntese de triacilglicerol e glicerofosfolípidos ácidos graxos livres são unidos a um esqueleto de glicerol formando ligações éster A síntese de ácidos graxos envolve a ácido graxo sintase com redução e desidratação para formar ligações duplas Quando a ingestão calórica é reduzida e o exercício é aumentado ocorre uma liberação de energia convertendo gorduras em ácidos graxos e glicerol liberados na corrente sanguínea e utilizados como combustível para produzir energia A liberação de energia pela proteína ocorre através da degradação delas em aminoácidos Eles têm uma função muito energética durante atividades e treinamento árduo Para que isso ocorra os aminoácidos precisam sofrer conversão e retirar o nitrogênio para que ele consiga penetrar nas vias para liberação de energia Esse catabolismo de proteína se excessivo aumenta as necessidades hídricas do corpo O ciclo do ácido cítrico é o elo que une a energia dos macronutrientes e a energia contida no ATP Porém se em excesso podem causar danos na saúde O sistema APCPCr Adenosina monofosfato cíclico Fosfocreatina é um dos principais sistemas de transferência de energia durante o exercício físico Este sistema é responsável por fornecer energia para as contrações musculares durante um esforço de curta duração A AMPc é um mensageiro secundário liberado quando o ATP é fosforilado essencial para fornecer energia para as contrações musculares Quando o ATP é utilizado para esse fim é convertido em ADP e AMPc que são liberados no citoplasma e podem ser usados para regenerar o ATP A PCr é uma molécula de energia armazenada nas células musculares e é rapidamente degradada durante exercícios de alta intensidade A rápida depleção de ATP celular aumenta os níveis de ADP e fosfato ativando a creatina quinase Ck para regenerar ATP pela hidrólise de PCr Contudo em exercícios prolongados outros processos energéticos ganham relevância inibindo a atividade da Ck A energia do sistema PCr se esgota rapidamente durando apenas de 3 a 15 segundos após os quais os mecanismos glicolíticos e oxidativoglicolíticos assumem o controle no metabolismo muscular Para manter a intensidade do esforço outros sistemas energéticos precisam ser ativados rapidamente O ácido lático é um subproduto do metabolismo que ocorre em células musculares quando os níveis de oxigênio são baixos como durante exercícios intensos ou em condições de doença Ele é produzido pela decomposição do glicogênio uma reserva de energia do corpo em glicose Embora menos eficiente a fermentação láctica produz energia mais rapidamente permitindo que os músculos continuem funcionando em alta intensidade O ácido lático é uma fonte de energia utilizada pelas mitocôndrias nas células musculares O treinamento intenso aumenta a quantidade de mitocôndrias permitindo que mais ácido lático seja queimado para fornecer energia aos músculos Após o exercício intenso o ácido lático é eliminado gradualmente do corpo com um tipo específico de fibras musculares reutilizandoo para produzir energia tornando o processo de eliminação mais eficiente em intensidades de esforço mais baixas O ácido lático é o termômetro para a eficiência dos exercícios aeróbios À medida que o acúmulo desse ácido acontece a fadiga vem e o exercício será encerrado A energia a longo prazo também conhecida como energia aeróbica é o tipo de energia que o corpo humano usa para atividades de longa duração como caminhar correr ou nadar Ela é produzida por meio da queima de gordura e glicose no sistema aeróbico que é composto principalmente por músculos esqueléticos e tecidos cardiovasculares A energia aeróbica é gerada por meio da respiração celular um processo dividido em duas etapas glicólise e cadeia de transporte de elétrons Na glicólise a glicose é quebrada em piruvato que é então convertido em ácido pirúvico Posteriormente esse ácido pirúvico é transportado para as mitocôndrias onde é decomposto em ATP a principal fonte de energia do corpo humano Na fase da cadeia de transporte de elétrons o ATP é utilizado para gerar energia essencial para decompor a glicose em moléculas de piruvato processo conhecido como oxidação da glicose fundamental para a produção de energia aeróbica No contexto do exercício a transferência de energia é um processo intricado que envolve a queima de gordura e glicose para gerar energia necessária para o movimento muscular Durante o exercício o corpo utiliza inicialmente as reservas de gordura e glicose no sistema aeróbico À medida que esses depósitos de energia são esgotados o corpo começa a quebrar as proteínas musculares para produzir energia um processo chamado catabolismo anaeróbico Embora esse método gera menos energia que o sistema aeróbico é mais rápido e pode ser crucial para atividades intensas O equilíbrio entre as necessidades energéticas é visto como um ritmo estável de consumo de oxigênio Porém em algumas situações de exercício extremo ou pessoas não treinadas ocorre o déficit de oxigênio em que a demanda do oxigênio do exercício é consumida durante ele Após o exercício o consumo de oxigênio continua elevado mesmo em repouso e a recuperação ativa realizando uma atividade física moderada é mais efetiva para remover mais rapidamente o lactato sanguíneo diminuindo os sinais e sintomas do excesso desse metabólito Dialects The following SQL dialect will be used for all datasources Default Postgres PLpgSQL 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