Quais os macronutrientes envolvidos no metabolismo energético durante o exercício são utilizados?

Metabolismo é o conjunto de reações químicas que se processam em um organismo. Essa definição pode parecer simples, mas envolve um conjunto de conhecimentos que se abrem como se fosse um leque. As transformações energéticas processadas em um organismo indicam que estas aconteceram inicialmente dentro de cada célula, individualizada.

O conjunto de reações que permitem a formação de moléculas de maior complexidade é denominado reações de síntese ou anabolismo. Quando as reações se processam na decomposição das estruturas mais complexas em novas mais simples são conhecidas como reações de degradação ou catabolismo.

Temos como exemplo de catabolismo o processo da digestão, quando as moléculas são degradadas em substâncias menores absorvíveis; e como exemplo de anabolismo a união de aminoácidos para a formação de proteínas, como a melanina.

Mas como disse Lavoisier: “Na natureza nada se perde nada se cria. Tudo se transforma!”. Sabendo que a célula é uma unidade complexa e organizada, que demanda de energia continuamente para realizar as inúmeras reações que a mantém viva, devemos nos questionar sobre o destino da energia produzida e sua origem.

Na célula, inúmeras reações químicas acontecem com um gasto de energia superior àquele produzido ao final do processo, esse déficit de energia é compensado com a absorção de energia externa para a promoção da reação. Assim, temos a reação endergônica ou endotérmica – reações onde há absorção de energia do meio externo.

Um exemplo deste tipo de reação seria a produção de glicose a partir de moléculas de água e gás carbônico durante o processo da fotossíntese. Existe nesse processo a necessidade da energia luminosa para promover esta síntese.

Em contrapartida, outras reações acontecem de forma totalmente oposta às reações endergônicas, uma vez que ocorre com liberação de energia para o ambiente, dissipando calor ao meio externo. Esse tipo de reação é conhecido como reação exergônia ou exotérmica. Um exemplo desse processo é a liberação da energia contida na molécula da glicose no processo de combustão, onde é produzida energia excedente ao sistema.

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A liberação da energia presente em moléculas orgânicas, como a glicose, por exemplo, acontece por meio da oxidação aeróbica. Nesse processo de degradação se formam água e gás carbônico, liberando energia para as atividades celulares. Durante esse processo ocorrem transferências de elétrons entre as substâncias participantes, através de reações de oxirredução. Assim, enquanto uma substância ganha elétrons durante a reação (redução), outra substância ganha elétrons (oxidação) durante a mesma reação.

Essa geração de energia permite a existência e o funcionamento de nosso organismo.

Mas se nossas reações produzem e consomem energia, como organizar essa equação para que não haja falta ou como permitir que nosso organismo aproveite ao máximo a energia presente disponível?

Toda reação química exige um gasto de energia para iniciar, isto é o que chamamos de energia de ativação. A estratégia desenvolvida por nosso organismo para minimizar a perda de energia e diminuir a quantidade necessária para ativar os reagentes em uma reação química é a utilização de enzimas.

Se não fosse pelas enzimas, nosso organismo necessitaria dispor de grande quantidade de energia e de realizar um aquecimento geral do organismo para promover as reações, entretanto, isso não seria possível, uma vez que as proteínas desnaturam em altas temperaturas e inviabilizariam a vida.

Fabrício Alves Ferreira
Graduado em Biologia
Equipe Mundo Educação

Qualquer atividade física exige contração muscular; para isso há necessidade de energia que é proveniente da molécula de adenosina trifosfatada, o ATP. Esta molécula pode ser sintetizada a partir da oxidação de carboidratos, gorduras e proteínas que fornecem a energia necessária para manter as funções corporais no esforço, contribuindo com a manutenção do trabalho muscular nas atividades físicas.
Existem dois processos distintos e integrados que operam para satisfazer a demanda energética do músculo a partir destes substratos: o sistema anaeróbio, onde não há a utilização de oxigênio; e o sistema aeróbio que se refere à combustão completa dos carboidratos (glicose e glicogênio), gorduras e proteínas na presença do oxigênio.
Os carboidratos estocados na forma de glicogênio muscular e hepático e a glicose sanguínea são utilizados pelos músculos como fonte primária de combustível, ou seja, logo quando o indivíduo passa de um estágio de repouso e dá início ao exercício. Isto porque, como a produção de energia a partir do glicogênio pode ocorrer na ausência de oxigênio, o glicogênio muscular constitui o principal fornecedor de energia nos primeiros minutos do exercício, quando a utilização de oxigênio não satisfaz as demandas metabólicas. Esta energia é proporcionada pelos fosfatos de alta energia (ATP e CP) armazenados dentro dos músculos específicos em atividade, portanto a sua liberação acontece mais prontamente, estando presente atividades como provas de curta duração e alta intensidade, corrida de 100 metros, provas de natação de 25 metros, levantamento de peso, sprints no futebol ou uma cortada no vôlei.
A medida que o exercício continua, a liberação de energia a partir dos carboidratos é ativada. Neste momento, há a decomposição de glicose para duas moléculas de ácido pirúvico e este é convertido em ácido lático. Estas reações ainda não necessitam de oxigênio e ocorrem durante exercícios de alta intensidade e média duração (alguns minutos) como lutas, musculação, resistência localizada e de velocidade.
Se o indivíduo mantém a intensidade do exercício moderada ou baixa, o ácido pirúvico é convertido num componente chamado acetil-CoA, que entrará no ciclo de Krebs, iniciando o sistema de fornecimento de energia aeróbia, como em atividades de resistência, maratonas, ciclismo, caminhadas e natação. O retardo de tempo (1-2 min), até que o sistema aeróbio seja capaz de atender ou se aproximar da demanda energética, é devido ao aumento gradual do fluxo sanguíneo (oferta de oxigênio) e da ativação das suas várias reações enzimáticas.
Neste momento, a gordura também contribuirá para as necessidades energéticas do músculo. O ácido graxo livre entra na célula muscular sofre uma transformação enzimática chamada ß oxidação, e é transformado em Acetil-CoA, que entrará no ciclo de Krebs. Este processo é denominado lipólise.
Os carboidratos e gorduras serão os combustíveis preferenciais. Porém, as proteínas (formadas por aminoácidos), são transformadas nos intermediários do metabolismo como piruvato ou Acetol-CoA para entrar no processo de fornecimento de energia. A energia total proveniente deste metabolismo proteico pode variar de 5 a 10%. Em casos de déficit de carboidratos, a demanda de proteína para atender as necessidades do músculo aumenta.
Não há dúvidas de que cada sistema seja mais capacitado para proporcionar energia para um diferente tipo de evento ou atividade, no entanto, isto não quer dizer que ocorra alguma exclusividade, isto é, a ausência total de qualquer um dos sistemas energéticos. Assim, os sistemas energéticos contribuem sequencialmente sem o “desligamento” de qualquer um deles, mas em uma característica de superposição para atender à demanda energética do exercício.

Referências bibliográficas
1. Caputo F et al. Exercício aeróbio: Aspectos bioenergéticos, ajustes fisiológicos, fadiga e índices de desempenho.Rev. Bras. Cineantropom. Desempenho Hum., 2011. 11(1):94-102.
2. Kater DP et al. Anabolismo pós-exercício: influência do consumo de carboidratos e proteínas. Colloquium Vitae, São Paulo, 2011. 3(2):34-43.
3. Campanholi NJ. Demanda Energética na Sessão de Exercício Resistido com características de Hipertrofia e Resistência Muscular Localizada. 2015. 119 f. Tese (Mestrado) – Curso de Ciência da Motricidade, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Rio Claro, 2015.

Quais e como os macronutrientes envolvidos no metabolismo energético durante o exercício são utilizados?

Quais são as fontes energéticas provenientes dos macronutrientes durante o exercício?

Quais os macronutrientes mais importantes para obter energia para o exercício físico?

Quais as principais vias metabólicas durante o exercício?