Quais são os três sistemas energéticos que fornecem energia para nos movimentarmos?

Energia é a capacidade para realizar trabalho (energia mecânica). O corpo humano possui reservas de energia química nas quais podem ser usadas para produzir energia elétrica, que gera impulsos nervosos e, calor, que ajuda na manutenção da temperatura corporal na faixa dos 37ºC, além do trabalho mecânico, por intermédio da contração muscular, para que possamos nos movimentar.

A principal fonte energética, na natureza, é o sol e sua energia é absorvida pelos vegetais, através da fotossíntese, e sua combinação com hidrogênio, oxigênio e nitrogênio do ambiente, produz carboidratos, proteínas e lipídios (formas de armazenamento de energia química). Ao serem consumidos por animais ou seres humanos, estes nutrientes são degradados no organismo, sofrendo alterações metabólicas, mas de forma que se tornem aptos a gerar ou estocar energia e para desenvolver a estrutura corporal.

Existem inúmeras formas de se medir e expressar a energia, mas a mais comum é através das Kcal (quilocalorias), que corresponde à quantidade de calor necessário para aumentar a temperatura de 1 litro de água em 1ºC. Assim, as Kcal representam a energia térmica que pode ser convertida em outras formas de energia e produzir trabalho, entretanto, para que esta energia seja utilizada, necessita antes, passar por processos de oxidação, para que seja liberada sob a forma de trabalho.

A transferência de energia ocorre através de milhares reações químicas, complexas, que dependem de uma mistura adequada de macro e micronutrientes, de um suprimento contínuo e oxigênio. As reações que necessitam de oxigênio para serem processadas são denominadas aeróbias e as que ocorrem em sua ausência, gerando energia e em curtos períodos de tempo, anaeróbias.

O termo “energia” engloba tudo o que pode ser transformado em trabalho ou calor, e trabalho é uma medida de energia transferida pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento. A energia corporal disponível para uso imediato é encontrada sob a forma de adenosina tri-fosfato (ATP), que é uma molécula complexa, formada por adenosina (uma base nitrogenada) ligada a três radicais fosfatos. A energia é armazenada nas ligações entre os fosfatos e é liberada quando a molécula de ATP hidrolizada, libera energia rapidamente para todos os processos fisiológicos.

O ATP é armazenado em pequenas quantidades, sendo uma fonte imediata de energia e suas reservas podem ser reabastecidas a partir de outras reservas corporais (carboidratos, lipídios e proteínas), principalmente CHO e LIP, através do Ciclo de Krebs, entretanto, em condições anaeróbias, os CHO também podem gerar pequenas quantidades de ATP, de forma a manter a capacidade de produzir energia, através da conversão de glicose em ácido láctico, por um curto período de tempo.

A creatina-fosfato (CP) é outro composto de fosfato de alta energia, encontrado nos tecidos em menor quantidade que o ATP, podendo substituí-lo rapidamente, porém é consumido em questão de segundos, pois seu suprimento é limitado e, quando utilizado, necessita de reposição. Qualquer exercício com esforço total de 5 a 10 segundos é capaz de esgotar o suprimento de CP de um determinado músculo e a reposição destes fosfatos é realizada através de outras fontes de energia.

O sistema do ácido-lático é outra forma de propiciar rapidamente energia, através da glicose. Este sistema é o primeiro a sustentar exercícios de alta intensidade e, apesar de não poder ser utilizado diretamente como fonte energética, ajuda a refazer rapidamente o suprimento de ATP, sempre que necessário. O glicogênio muscular, depois do sistema ATP-CP, é a melhor fonte energética para exercícios de alta intensidade, mas para ser utilizado como combustível necessita ser convertido em glicose, e esta, passa por uma série de reações (glicólise) até ser transformada em ATP.

Dependendo da disponibilidade de oxigênio nas células musculares, é possível prever o destino metabólico do glicogênio muscular. Caso haja muito oxigênio a glicólise será aeróbia, e se houver pouco será anaeróbia – sistema do ácido lático, que é utilizado principalmente em exercícios de explosão de intensidade muito alta, com duração máxima de um a três minutos.
O sistema aeróbico (ou de oxigênio) é um complexo formado por diversos componentes, como CHO, LIP e PTNs, produzindo água e dióxido de carbono como produto final. Este sistema, devido às suas características, tem a capacidade ilimitada de produzir ATP e suas reações ocorrem na mitocôndria, principal local de geração de energia da célula, fornecendo energia para exercícios de intensidade baixa a moderada.

Entretanto, este sistema, assim como o sistema do ácido láctico, não pode ser utilizado diretamente como fonte energética na contração muscular, mas produz ATP, através do Ciclo de Krebs, em quantidades superiores que outras fontes de energia.

Este sistema pode ser dividido em glicólise aeróbia, que utiliza CHO (mais eficiente substrato em exercícios de alta intensidade). Para produzir energia e lipólise ou anaeróbia, que utiliza os LIP (TG do músculo e ácidos graxos livres do sangue, provenientes do tecido adiposo – mais eficiente como substratos em exercícios de intensidade mais baixa).

Os sistemas ATP/CP e do ácido lático proporcionam em média, metade da energia necessária a um exercício intenso de 2 minutos de duração, enquanto as reações aeróbicas proporcionam o restante. Nos exercícios intensos, de duração intermediária, com duração entre 5 a 10 minutos (ex: corrida de meia distância, natação, basquete) há maior demanda para a transferência de energia aeróbia.

Nos exercícios de maior duração (ex: maratona, ciclismo de longa distância, trote recreativo, caminhadas longas, etc) necessitam de um suprimento constante de energia, a qual é obtida por meios anaeróbicos, sem depender da formação de ácido lático.

No geral, as fontes anaeróbicas fornecem a energia necessária para os movimentos rápidos, ou durante os períodos de maior resistência aos movimentos para determinada velocidade. Quando o movimento começa com alta ou baixa velocidade, os fosfatos intramusculares de alta energia (ATP e CP) fornecem a energia anaeróbica imediata, necessária à contração muscular e após alguns segundos, a glicogenólise (degradação do glicogênio muscular).

E posterior glicólise, gera uma quantidade cada vez maior de energia para a ressíntese do ATP, obrigando o fígado a aumentar sua liberação de glicose a ser utilizada pelo músculo. Quando o exercício intenso prossegue além dos 30 segundos, é imposta ao organismo uma demanda maior de energia aeróbica, mas ainda assim, mesmo em exercícios de alta intensidade, os carboidratos contribuem como principal fonte energética.

São duas as principais fontes de macronutrientes que geram energia para a ressíntese de ATP no exercício: o glicogênio hepático e muscular; e os triglicerídios no tecido adiposo e no músculo ativo. Em menor proporção, os aminoácidos no músculo esquelético também cedem seus esqueletos carbônicos para o metabolismo energético.

Em exercícios extenuantes, os fatores neuro-hormonais intensificam o estímulo para liberação de adrenalina, noradrenalina e glucagon. E diminui a liberação de insulina, o que estimula a enzima glicogênio fosforilase a intensificar o fracionamento do glicogênio hepático e muscular e à medida que a duração do exercício aumenta, a glicose sangüínea (fornecida pelo fígado) aumenta sua contribuição como combustível.

Cerca de uma hora após o início de um exercício de alta intensidade, há diminuição do glicogênio hepático em cerca de 55%, e em duas horas de exercício extenuante, suas reservas tornam-se praticamente depletadas, tanto no fígado, quanto nos músculos exercitados.

O glicogênio muscular fornece quase toda a energia para o exercício submáximo moderado, da mesma maneira que ocorre no exercício intenso. Durante os próximos 20 minutos de exercício, o glicogênio muscular e hepático supre de 40 a 50% da demanda energética, sendo o restante da energia fornecida pelo fracionamento das gorduras (triglicerídios intramusculares), além de uma pequena contribuição das proteínas.

No exercício leve, os LIP continuam sendo o principal substrato energético, contribuindo com um percentual cada vez maior de energia total. E à medida que o exercício prossegue e as reservas musculares de glicogênio diminuem, a glicose sangüínea se torna o principal fornecedor de energia proveniente dos carboidratos e, em 90 minutos de exercício extenuante, a glicemia pode atingir níveis hipoglicêmicos (<45mg/dl).

A fadiga, durante o exercício intenso, pode ocorrer em conseqüência à redução acentuada do glicogênio hepático e muscular, apesar de uma disponibilidade suficiente de oxigênio para o músculo e de um potencial energético quase ilimitado conferido pela gordura armazenada no tecido adiposo.
Existem muitas controvérsias dos motivos pelos quais a depleção do glicogênio muscular durante o exercício prolongado coincide com a menor capacidade de realizar exercícios, e parte da resposta se deve aos seguintes fatores:
– Utilização da glicose sangüínea como fonte energética para o sistema nervoso central;

– Papel do glicogênio muscular como ativador do metabolismo dos lipídios;

– Ritmo muito lento de liberação de energia pela gordura em comparação com o fracionamento dos carboidratos.
Nos exercícios leves e moderados a energia provém dos ácidos graxos liberados das reservas adiposas, sendo levados com certa lentidão aos músculos, sob a forma de ácidos graxos livres (AGL) ligados à albumina e triglicerídios dos próprios músculos ativos. Os adipócitos abdominais subcutâneos são uma área particularmente ativa para a lipólise, quando comparados com os adipócitos da região glútea-femural.

Entretanto, à medida que o exercício progride para alta intensidade, a liberação de AGL pelo tecido adiposo não se eleva muito acima dos níveis de repouso, resultando em queda nos AGL plasmáticos, o que estimula maior utilização de glicogênio muscular e aumentos significativos na oxidação dos TG intramusculares.

A oxidação das gorduras aumenta gradualmente à medida que o exercício se prolonga por uma hora ou mais, e à medida que os CHO são depletados, e ao final de um exercício prolongado, os AGL circulantes suprem cerva de 80% de toda a energia necessária.

Isto ocorre devido à ação dos hormônios adrenalina, noradrenalina, glucagon e hormônio do crescimento (GH), que estimulam a ativação da lipase e subsequente lipólise e mobilização dos AGL do tecido adiposo, provavelmente em resposta a uma pequena queda na glicemia, acompanhada por uma redução da insulinemia.

O exercício aeróbico regular aprimora a capacidade de oxidar os ácidos graxos de cadeia longa, armazenados dentro do músculo ativo durante um exercício de intensidade leve a moderada. Estas adaptações ao treinamento na responsividade dos adipócitos à lipólise permitem ao atleta de endurance exercitar-se com um nível mais alto de exercício submáximo antes de apresentar os efeitos da fadiga em consequência à depleção de glicogênio, quando comparado com pessoas destreinadas.

Com relação às proteínas, sabe-se que constituem um combustível limitado durante o exercício, pois seu papel primário consiste em proporcionar os blocos estruturais (aminoácidos) necessários para a síntese dos tecidos. Estudos demonstram apenas um pequeno fracionamento protéico durante os exercícios de endurance.

Entretanto, pesquisas recentes demonstram que os aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA ou AACR), leucina, isoleucina e valina são oxidadas no músculo esquelético, e não no fígado, como se pensava anteriormente, servindo de combustível durante a prática esportiva.

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O que são os sistemas energéticos do corpo humano?

Qual é o sistema energético?

Quais são os três principais sistemas de produção de energia para a ação do músculo esquelético?

Quais sistemas energeticos são utilizados na prática dos esportes?