O que é bioenergética?

         Todas as células do corpo humano possuem vias metabólicas para que ocorra a síntese ou degradação das moléculas, assim, as células necessitam de energia biologicamente utilizável vindo dos nutrientes alimentares, por conta disso, esse processo metabólico energético é denominado de bioenergética. Nas atividades físicas, as células musculares esqueléticas devem ser capazes de extrair continuamente energia química dos nutrientes alimentares para que ocorra o deslizamento dos filamentos finos e grossos da miofibrila das fibras musculares. Caso ocorra alguma incapacidade de extração energética, o desempenho da atividade física será limitado.

            Na bioenergética, a transferência de energia na célula ocorre de dois modos; uma exigindo que a energia seja adicionada antes que a reação continue (reações endergônicas) e a outra quando o processo químico libera energia (reações exergônicas).

            As enzimas possuem um papel fundamental na regulação das vias metabólicas das células, onde irá reduzir a energia de ativação necessária para iniciar as reações químicas. As quinases e as desidrogenases são exemplos de enzimas, a primeira adiciona grupo fosfato nos substratos e a segunda remove hidrogênio dos substratos.

       Os principais nutrientes para obtenção de energia.

           

Carboidratos:

            Os carboidratos são compostos por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio encontrados na forma de monossacarídeos (glicose), dissacarídeos e polissacarídeos (exceto a celulose) sendo utilizados como fonte de energia rapidamente disponível. Um grama carboidrato fornece cerca de 4kcal de energia.

            O glicogênio é o termo utilizado para os polissacarídeos estocados nos tecidos animal, onde pode consistir em centenas de milhares de moléculas de glicose. As células estocam glicogênio para suprir carboidratos como fonte energética. O importante do metabolismo do exercício que esse glicogênio seja estocado tanto nas fibras musculares quanto no fígado. No entanto, o estoque total de glicogênio é pequeno e pode ser depletado em pouco tempo em decorrência de um exercício prolongado. Esse processo de conversão do glicogênio em glicose é conhecido por glicogenólise.

Gorduras:

            As gorduras são os combustíveis ideais para exercícios prolongados, pois suas moléculas contem grande quantidade de energia. Um grama de gordura tem cerca de 9 kcal de energia. As gorduras podem ser classificadas em: ácidos graxos, triglicerídeos, fosfolipídios e esteroides.

            Os ácidos graxos são armazenados no corpo como triglicerídeos, três moléculas de ácidos graxos e uma molécula de glicerol, sendo armazenados nas células adiposas, onde também podemos encontrar no músculo esquelético. O glicerol liberado da lipólise (degradação da gordura em ácidos graxos e glicerol) é utilizado no fígado para sintetizar a glicose, assim servindo de fonte energética para os músculos esqueléticos.

            Os fosfolipídios são lipídios que contem ácido fosfórico, possuindo funções estruturais de membrana celular e de bainha isolante tanto como elétrico e térmico das fibras nervosas.

            Os esteroides são lipídeos que esclarecem a natureza biológica das gorduras, possuem funções estruturais de membranas celulares, precursores da síntese de vitamina D e hormônios sexuais.

Proteínas:

         As proteínas são formadas pela união de aminoácidos através das ligações peptídicas. Para que as proteínas sejam utilizadas como fonte energética, o aminoácido alanina pode ser convertido em glicose no fígado, o qual pode ser utilizado para sintetizar o glicogênio, por exemplo.

Fosfatos de alta energia:

          

  A fonte imediata para a contração muscular é composto por fosfato de alta energia, sendo usada para coordenar um grande numero de processos celulares, tais como: produzir proteínas, estocar combustíveis, sintetizar moléculas de ácido ribonucleico e transporte de substância para dentro da célula. A sua estrutura consistem em uma base purina adenina, açúcar ribose e três fosfatos. Essa formação ocorre a partir da combinação da adenina difosfato (ADP) com um fosfato inorgânico (Pi). A energia gerada pelo ATP ocorre quando a ligação do ADP com Pi é quebrada pela enzima ATPase. As células utilizam reações exergônicas (degradação dos nutrientes) para formar o ATP por meio de reações endergônicas.

            As células musculares armazenam quantidades limitadas de ATP, portanto, o músculo requer um suprimento constante de ATP. Essas células musculares podem produzir ATP pela degradação da creatina fosfato, degradação da glicose ou glicogênio ou por uma formação oxidativa do ATP.

            A mais rápida produção de ATP envolve a doação de um grupo fosfato e de sua ligação energética da creatina fosfato para o ADP, formando o ATP, tendo a reação catalisada pela enzima creatina quinase. As células musculares armazenam peguenas quantidades de creatina fosfato, por isso a quantidade de ATP é limitada. Essa combinação de ATP com creatina fosfato é denominada de sistema ATP-CP ou sistema fosfagênio, promovendo energia para contração muscular no inicio do exercício ou em exercício de curta duração e de alta intensidade.

            A glicólise é a segunda via metabólica capaz de produzir ATP rapidamente, envolvendo a degradação da glicose ou glicogênio no sarcoplasma da célula muscular para produzir duas moléculas de acido pirúvico, caso oxigênio não estiver disponível para aceitar hidrogênios que serão utilizados posteriormente na geração de ATP na mitocôndria por processos aeróbicos, a glicólise formara duas moléculas de acido lático ao invés de acido pirúvico.

            A produção aeróbica de ATP ocorre no interior das mitocôndrias e envolve a interação de duas vias metabólicas: o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons. A principal função do clico de Krebs é o termino da oxidação (remoção dos hidrogênios) dos carboidratos, gorduras ou proteínas com a utilização de moléculas transportadoras de hidrogênio, no caso: NAD (nicotinamida adenina dinucleotideo) e o FAD (flavina adenina dinucleotideo). A importância da remoção dos hidrogênios é que essas moléculas possuem a energia potencial das moléculas dos nutrientes alimentares, essa energia é utilizada para combinar ADP com o Pi para ressinteizar o ATP.

            Na cadeia de transporte de elétrons, a produção aeróbica de ATP é possível por causa de um mecanismos que utiliza a energia potencial nos transportadores de hidrogênio reduzidos: NADH (redução do NAD com dois elétrons) e FADH (redução do FAD com um ou dois elétrons) para refosforilar a ADP em ATP.

Bibliografias:

POWERS, Scott K; HOWLEY, Edward T. Fisiologia do Exercício: Teoria e Aplicação ao Condicionamento e ao Desempenho. 3.ed. São Paulo: Manole, 2000.

HOUSTON, Michael E. Princípios de bioquímica para a ciência do exercício. 3. ed. São Paulo: Roca, 2008.

MAUGHAN, Ron; GLEESON, Michael; GREENHAFF, Paul L. Bioquímica do Exercicio e Treinamento. 1.ed. São Paulo: Manole, 2000.