Metabolismo e Suplementação de

carboidratoscarboidratos

Prof. Ms. e Drd. Luiz Carlos Carnevali Junior

E-mail: contato@carnevalijunior.com.br

DIETA

55 – 60 % de Carboidratos

10 – 15 % de Proteínas10 – 15 % de Proteínas

25 – 30 % de Gorduras

- Valor energético dos alimentos:

- 1g de CHO: 4,2 kcal

- 1g de proteína: 5,6 kcal

- 1g de gordura: 9,4 kcal

Porcentagem de CHO na dieta : 55-70%

Glicogênio = 400 g(± 1.600 Kcal)

Glicogênio = 100 g(± 400 Kcal)

ESTOQUES ENERGÉTICOS

TAG = 14Kg(± 126.000 Kcal)

Fig.2.2

MCARDLE, KATCH & KATCH, 2000

CARBOIDRATOS

Monossacarídeos Dissacarídeos Polissacarídeos

• Glicose• Frutose• Galactose

•Maltose• Sacarose• Lactose

VEGETAL

•Amido• Celulose

ANIMAL

• Glicogênio

DIGESTÃO

Amilase → Polissacarídeos

Maltase → Maltase (GL + GL)

Sacarase → Sacarose (GL + FR)

Lactase → Lactose (GL + GA)

ABSORÇÃO INTESTINAL DE CARBOIDRATOS

VELOCIDADE DE ABSORÇÃO

Frutose → 0,7 mmol / min

Glicose → 1 mmol / minGlicose → 1 mmol / min

Galactose → 1,1 mmol / min

- Índice glicêmico:

- Índice baseado na resposta de glicose

sanguínea e consequentemente de insulina,

provocada pela ingestão do determinado

alimento, em comparação com um alimento

referência.

Índice Glicêmico

1. Tipo de CHO2. Velocidade de absorção3. Quantidade de Fibras

Glicose, Sacarose, Mel, Pão branco, ´CornFlakes´, Passas, Banana, Arroz branco, cenoura cozida...

Pão integral, Spaghette, 3. Quantidade de Fibras4. Nutrientes associados

Pão integral, Spaghette, Milho, Farinha de aveia, Laranja, Aveia ...

Frutose, Iogurte, Amendoim, Ervilha, Feijão, Maça, Pera, Pêssego, Figo, Ameixa, Leite e seus derivados ...

AÇÕES DA INSULINAFígado

� “Fixação” de glicose

� Glicogênese � Glicogênese

� Lipogênese

(-) Produção de glicose

(-) gliconeogênese

(-) glicogenólise

AÇÕES DA INSULINAMúsculo

� captação de glicose

� glicogênese � glicogênese

� captação de aa

(-) degradação protéica

� glicose

TRANSLOCAÇÃO DO GLUT 4

INSULINA

Célula

glicogênio

� �glicose

TRANSLOCAÇÃO DO GLUT 4

INSULINA

Célula

glicogênio

GLUTsGLUTsGLUTsGLUTs� Transportadores de Transportadores de Transportadores de Transportadores de

glicose glicose glicose glicose

� Proteínas Proteínas Proteínas Proteínas transmembranastransmembranastransmembranastransmembranastransmembranastransmembranastransmembranastransmembranas

� Podem ser Podem ser Podem ser Podem ser hormônios hormônios hormônios hormônios dependentes ou dependentes ou dependentes ou dependentes ou nãonãonãonão

� Possui 13 modelos Possui 13 modelos Possui 13 modelos Possui 13 modelos diferentesdiferentesdiferentesdiferentes

GLICOSEGLICOSEGLICOSEGLICOSE

CLASSESCLASSESCLASSESCLASSES

Classe 1:Classe 1:Classe 1:Classe 1:

� GLUT 1, 2, 3 e 4GLUT 1, 2, 3 e 4GLUT 1, 2, 3 e 4GLUT 1, 2, 3 e 4

Classe 3:Classe 3:Classe 3:Classe 3:

GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12GLUT 6,8,10,12

e GLUT HMITe GLUT HMITe GLUT HMITe GLUT HMIT

( H( H( H( H+ + + + Myosinontrol Myosinontrol Myosinontrol Myosinontrol transportertransportertransportertransporter))))

Classe 2:Classe 2:Classe 2:Classe 2:

� GLUT 5 (frutose)GLUT 5 (frutose)GLUT 5 (frutose)GLUT 5 (frutose)

� GLUT 7,9 e 11GLUT 7,9 e 11GLUT 7,9 e 11GLUT 7,9 e 11

Transportador de Glicose - GLUT

glicoseglicoseglicoseglicoseglicoseglicoseglicoseglicose

EXERCÍCIOEXERCÍCIOEXERCÍCIOEXERCÍCIOEXERCÍCIOEXERCÍCIOEXERCÍCIOEXERCÍCIO INSULINAINSULINAINSULINAINSULINAINSULINAINSULINAINSULINAINSULINA

GLUT 4

CélulaCélulaCélulaCélula

GGGG

GLICÓLISEGLICÓLISEGLICÓLISEGLICÓLISE

TECIDO ADIPOSO(+) Captação de glicose(+) Síntese de glicerol-P(+) Captação de AG

(+) LLP(+) ‘Turn over’ de TG(-) Lipólise

(-) LH sensível

FÍGADO(+) Glicoquinase(+) Síntese Glicogênio(+) ‘Turn over’ TG(+) Sínteses Protéica(-) Liberação de Glicose

(-) Glicogenólise(-) Neoglicogênese

(-) Cetogênese

MÚSCULO(+) Captação de glicose(+) Síntese de glicogênio(+) Captação de aa(+) Síntese Protéica(-) Liberação de aa

INSULINA

Período Pós-prandial

Jejum / restrição alimentar

GLUCAGON

(+) Liberação de Glicose (fígado)

(+) Glicogenólise

(+) Neoglicogênese(+) Neoglicogênese

(+) Lipólise no Tecido Adiposo

(+) Síntese de Corpos Cetônicos

HOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASE� Glicose

INSULINA

+ Glicogênese

HOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASEHOMEOSTASE� Glicose

GLUCAGON

+ Glicogenólise+ Gliconeogênese

Pâncreasα = Glucagonβ = InsulinaD = Somatostatina (-Insulina/+Glucagon)

SUBSTRATOS – PÓS ABSORTIVO

SUBSTRATOS - JEJUM

SUBSTRATOS – JEJUM INTERMEDIÁRIO

SUBSTRATOS – JEJUM PROLONGADO

CARBOIDRATOS & EXERCÍCIO E NUTRIÇÃO

GLICOSE

� GLICÓLISE � Glicólise anaeróbica = Glicose → Lactato

� Eritrócitos(Hemáceas), Medula Renal e Músculo

� Glicose aeróbia = Glicose → CO2 + H2O� SNC, Músculo …

� GLICOGÊNESE = Glicose → Glicogênio

� GLICOGENÓLISE = Glicogênio → Glicose

� Fígado = manter a glicemia

� Músculo = uso local

� GLICONEOGÊNESE

� aa, Lactato (músculo e hemáceas), Glicerol → Glicose

� Somente no Fígado

METABOLISMO DA GLICOSE

GLICOSE

Piruvato

Glicose-6P RiboseDNARNA

Piruvato

CKCKCKCKCKCKCKCK Citrato

Acetil-CoaOAA

α-Cetoglutarato

PRODUÇÃO DE ATP

1 molécula de GLICOSE

Glicólise = 10 ATPGlicólise = 10 ATP

CK = 30 ATP

- 2 ATP = Hexoquinase + PFK

Total 38 ATP

GLICOSE

GlicogênioGlicose-1P

Glicose-6P

Frutose-6P

Frutose-1,6 Bifosfato

Diidroxiacetona Gliceraldeído-3P

Fosforilase

Fosfofrutoquinase

FosfoglucomutaseHexoquinaseGlicoquinase

ATP

ADP

ATP ADP

VIA GLICOLÍTICA(GLICÓLISE)

1,3-Bifosfoglicerato

3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

Piruvato quinaseATP

ADP

ATP

ADP

Fosfogliceratoquinase

G

L

I

C

ÓÓ

L

I

S

E

GLICÓLISE:1a etapa

GLICÓLISE:2a etapa

GLICÓLISEe seus produtose seus produtos

REDUÇÃO e OXIDAÇÃO: Efeito REDOX

OXIDAÇÃO: perda de elétrons

REDUÇÃO: ganho de elétrons

EFEITO REDOX

CICLO DE CORI

PIRUVATO

PIRUVATO

LACTATO

NADH + H+

NAD+

ALANINA

ATP

α-cetoglutarato

Glutamato

Lactato DesidrogenaseAlanina Aminotransferase

ACETIL-CoA

NAD+

NADH

OXALOACETATO

ATP

ADP

Piruvato DesidrogenaseLactato Carboxilase

Citrato

Isocitrato

Malato

Oxaloacetato Acetil-Coa

Malato Desidrogenase Citrato Sintase

NAD+

NADH

PiruvatoPiruvato DesidrogenasePiruvato Carboxilase

ATP

ADP

CICLO DE KREBS

α-Cetoglutarato

Succinil-Coa

Succinato

FumaratoIsocitrato Desidrogenase

α-Cetoglutarato Desidrogenase

Succinato Desidrogenase

Succinil-Coa Sintetase

NAD+

NADH

NAD+

NADH

FAD

FADH

ATP

ADP

CICLO DE KREBS

CO2

CO2

Exercício x Substrato

Tipo de substrato

• Capacidade metabólica do tecido

• Disponibilidade do Substrato e O2

Início da atividade – Metabolismo Glicolítico

Exercício x Substrato

ATIVIDADES COM BAIXA DEMANDA ENERGÉTICA

� Fibras do tipo I

� Lentidão no suprimento de O2

� 1ª a 2ª min - CP e Glicólise anaeróbia

� > 2ª min. – Equilíbrio de O2

� Tempo do exercício depende da [ ] de glicose

� Fibras do Tipo I ativas: captação de lactato → piruvato

� [ ] Lactato ↑ no início da atividade, com a manutenção da

intensidade ↓

� Depleção de Glicogênio em exercício intenso = 1 a 2 hs

Exercício x Substrato

ATIVIDADES COM GRANDE DEMANDA ENERGÉTICA

� Recrutamento das fibras IIa e com ↑ do esforço, IIb

� O ↑ Consumo de O2 = ↑ Intensidade

� Com a maior participação das fibras IIb:

� Piruvato > Capacidade CK� Piruvato > Capacidade CK

� Formação de Lactato

� ↑ Lactato sanguíneo

� Capacidade glicolítica > Metabolismo oxidativo

� Capacidade de degradação do CHO – Dp atividade da Fosforilase

� IIb (8,8 U/g) > IIa (5,8 U/g) > I(2,8 U/g)

� Atividade muito intensa

� – o Glicogênio musc. não é depletado no ponto de fadiga

DEPLEÇÃO DO GLICOGÊNIO

Músculo Quadríceps, Durante exercício na bicicleta.

REGULAÇÃO DA QUEBRA DE GLICOGÊNIO

CONCENTRAÇÃO DE ADRENALINA

CICLO DE CORI

NEOGLICOGÊNESE

Ocorre na presença de ATP

� Lactato� Repouso – Eritrócitos� Exercício – recuperação

� Glicerol� Exercício - ↓ Contribuição� Jejum prolongado – Importante

� Alanina / Glutamina

NEOGLICOGÊNESENEOGLICOGÊNESE

• Ocorre na presença de ATP

• Lactato•Repouso – Eritrócitos•Exercício – recuperação

• Glicerol• Exercício - ↓ Contribuição• Jejum prolongado – Importante

• Alanina / Glutamina

NEOGLICOGÊNESE

GLICOSE Glicose-6P

Frutose-6P

Frutose-1,6 Bifosfato

Diidroxiacetona Gliceraldeído-3P

1,3-Bifosfoglicerato

Frutose 1,6 bifosfatase

Glicose 6 Fosfatase

NEOGLICOGÊNESE(Fígado) 3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

Oxaloacetato

Malato

Malato Desidrogenase

Fosfoenolpiruvato Carboxilase (PEPCK)

Mitocôndria

Ressíntese de Glicogênio

Pós exercício

� Neoglicogênese e Dieta (+ potente)

�Insulina + Glicogênio Sintetase

�Reposição inicial = Independe da Insulina / �Reposição inicial = Independe da Insulina /

depende da magnitude da depleção

� Tempo de restauração – 24 a 36 hs

� Prioridade = Fibras I > II

� Consumo de CHO imediato = ↑↑↑ taxas de ressíntese

HARGREAVES, 2000 - Exercise and Sport Science; Nutrition in Sport.

Ressíntese de Glicogênio

Pós exercício

�Até 6 hs após – Glicose, Sacarose e CHO ↑ índice glicêmico

� Quantidade – 1,6 g / kg até 4 hs após

� Ingerir até 600 g CHO em 24 hs

� Consumo após ± 2 hs – Ressíntese prejudicada

� Tipo de CHO

Frutose – Glicogênio hepático

Glicose – Glicogênio muscular

HARGREAVES, 2000 - Exercise and Sport Science; Nutrition in Sport.

SUPLEMENTAÇÃO DE CHO

Antes - Dieta de Supercompensação

% CHO% CHO% CHO% CHO% CHO% CHO% CHO% CHO TempoTempoTempoTempoTempoTempoTempoTempo % VO% VO% VO% VO% VO% VO% VO% VO2 max2 max2 max2 max2 max2 max2 max2 max

50 90 70

Durante

�Atividades intensas e intermitentes

�Duração > 30 min.

�Tipo – Glicose, Sacarose

50 40 70

50 40 70

70 20 60

70 20 60

70 0 -

(Frutose - ↓ absorção)

Liquido ou Sólido

�QTD – 6-8%

30 – 60 g / hora

600 – 1200 ml / hora

Suplementação deSuplementação deSuplementação deSuplementação deCarboidratos eCarboidratos eCarboidratos eCarboidratos e

ReposiçãoReposiçãoReposiçãoReposiçãoHidroeletrolíticaHidroeletrolíticaHidroeletrolíticaHidroeletrolítica

ÁCIDO LÁTICO: Síntese

SÍNTESE DE ÁCIDO LÁTICO: LDH

OH

NADH/H+

LDH

... dentro da célula

O | |

H3C– C – C OH

O

OH|

H3C– C – C |H

OH

O

Ác. Pirúvico(cetoácido)

Ác. LáticoÁc. 2-hidroxi-propanóico

OH|

H3C– C – C |H

OH

O

... dentro da célula

KHCO3

-+Ácido lático

Bicarbonato de Potássio(tampão

=

OH |

H3C– C – C |H

OK

O

H2CO3

Lactato de Potássio

(tampãocelular)

eÁcido

Carbônico

H2O

CO2

OH |

H3C– C – C |H

OK

O

...porém no sangue...

NaHCO3-+

Lactato

HCO3-

OH |

H3C– C – C |H

ONa

O

Lactato de Potassio

e + K+

cél. musc.:BombaNa+/K+

TAMPONAMENTO DE LACTATO

C3H6O3 + KHCO3 →→→→ KC3H5O3 + H2CO3

célula Transportadores

de Kla: compatíveis

H2O CO2sangue

KC3H5O3 +NaHCO3 →→→→ NaC3H5O3 + K + HCO3-

de Kla: compatíveis com K+

• fígado• coração

cél. musc.:BombaNa+/K+

sangue

FORMAÇÃO DE CORPOS CETÔNICOSFORMAÇÃO DE CORPOS CETÔNICOSFÍGADOFÍGADO

AGLCORPOSCORPOSCORPOSCORPOSCETÔNICOSCETÔNICOSCETÔNICOSCETÔNICOS

Glicose

Glicose 6P Acil-Coa

Piruvato

Piruvato

Acil-Coa

CORPOSCORPOSCORPOSCORPOSCETÔNICOSCETÔNICOSCETÔNICOSCETÔNICOS

ββββββββ -------- OXOXOXOXOXOXOXOXAcetil-Coa

CKCKCKCKCKCKCKCKCitrato

Acetil-CoaOAA

DiabetesJejum prolongado‘Exercício’

(mitocôndria hepática)

TG

CK acetil-Coa

acetoacetil-CoaHMG sintase

CORPOS CETÔNICOS

HMGCoA

Acetoacetato

β-3 hidroxibutirato

HMGCoA = 3-hidroxi-3-metilglutarilCoa

HMG sintase

Liase

D-3 hidroxibutirato desidrogenase

FORNECIMENTO DE ATP

SUBSTRATO CONDIÇÃO ATP/MOL DE SUBSTRATO

Glicose

Aeróbica

Oxidação completa

38

Anaeróbica

Conversão a lactato

2

Aeróbica 39

Glicogênio

Aeróbica

Oxidação completa

39

Anaeróbica

Conversão a lactato

3

Palmitato Aeróbica

Oxidação completa

129

Acetoacetato Aeróbica

Oxidação completa

24

NEWSHOLME & LEECH, 83

AGL

Fígado

CONTROLE DA CETOSE

Insulina

Corposcetônicos

2-4 mM

((((----))))

Fadiga Central

Newsholme et al., 1987

Exercício

↑↑↑↑Lipólise

↑↑↑↑AGL(ligado a

Exercício

↓↓↓↓ BCAA (> utiliz.)

↑↑↑↑fTRP/ ↓↓↓↓BCAA:TRF

FADIGA CENTRAL: Modelo

↑↑↑↑AGL(ligado a albumina)

↑↑↑↑fTRP

↑↑↑↑ disponib. neuronio: ↑↑↑↑ SEROTONINA

↑↑↑↑fTRP/ ↓↓↓↓BCAA:TRF ganha competição em transportadores

↑↑↑↑ Captação neuronal

↑↑↑↑ SEROTONINA

Fadiga Central

ee

CHO/BCAA

Davis et al, 1992