O fornecimento energético é fundamental para a contração muscular. Isto acontece pela capacidade que o músculo tem de transformar energia química em energia mecânica. Um elemento fundamental em todo este processo é o ATP (trifosfato de adenosina), que é um composto altamente energético capaz de fornecer energia para a contração. Ele funciona como uma pilha dentro da célula, armazenando energia que a qualquer momento pode ser libertada de acordo com a fórmula:ATP -+ ADP + P + 7300 calorias. O conteúdo de ATP intracelular (moles de ATP/grama de fibra muscular) proporciona energia que permite a atividade muscular durante poucos segundos.Na prática a contração muscular é bastante mais duradoura, o que significa que ao mesmo tempo em que há degradação de ATP há também a sua re-síntese, a partir do ADP recentemente formado, através de dois processos como o seu nome indica, há transferência das ligações de fósforo previamente formadas a partir de moléculas de fosfocreatina e com intervenção da enzima creatinofosfoquinase (CPK).Fosfocreatina + ADP <-> Creatina + ATPEsta reação química acontece durante o esforço. Na situação de repouso dá-se a reação inversa, ou seja, a fosforização da creatina, com reposição dos níveis citoplasmáticos de fosfocreatina. A re-síntese do ATP acontece no sarcoplasma, sem oxigênio, e daí denominar-se a este tipo de metabolismo de anaeróbico alático, ou seja, sem formação de ácido láctico. Apesar de o conteúdo de fosfocreatina na célula (20-30 moles de PC/grama de tecido muscular) ser bastante superior ao de ATP, a sua reserva é também limitada e apenas fornecem energias para contrações musculares inferiores há dez segundos. Então, a partir desta duração de esforço a célula vai obter o seu ATP através de outras vias.
É um processo menos rápido do que o anterior, em que há criação de novas ligações de fósforo a partir da oxidação dos substratos energéticos, ou seja, dos hidratos de carbono e gorduras principalmente. Também as proteínas poderão ser usadas mas de um modo muito pouco representativo. Daqui resulta energia que se vai armazenando sob a forma de A TP, a tal pilha ou bateria intracelular. Antes de abordarmos as vias fosforilativas é importante abordar o que acontece imediatamente antes delas: a glicólise, ou via de Embden Meyerhof, que acontece no citoplasma e na ausência de oxigênio. A glicólise consiste no desdobramento da glicose até à formação de ácido pirúvico, com formação de dois ATP. A partir da formação do ácido pirúvico é a existência ou a ausência de oxigênio que vai determinar se o ácido pirúvico vai entrar na mitocôndria e se integre no ciclo do ácido cítrico (ou de Krebs ou ciclo dos ácidos tri carboxílicos), ou se permanece no citoplasma e seja metabolizado até ácido láctico, respectivamente.
Glicólise aeróbica ou fosforilação oxidativa
Consiste no desdobramento da glicose até aos produtos finais COz e H20, com libertação de energia, exigindo a presença de oxigênio. Esta via tem duas localizações na célula; uma inicial que acontece no citoplasma, com formação de ácido pirúvico, e outra no interior das mitocôndrias. Esta via implica, como é óbvio, uma oxigenação adequada. Glicose + 2ATP + 6O2 -> 6O2 + 6H2O + 40ATP Este tipo de metabolismo é altamente rendível (saldo positivo de 38 ATP), pois a partir de uma molécula de glicose obtêm-se numerosas moléculas de ATP. Deste modo é possível manter um esforço por largos períodos de tempo, sendo o esforço limitado pelas reservas dos nutrientes energéticos. É também chamado de aeróbico por depender da existência de oxigênio.
Glicólise anaeróbica
Quando a oxigenação da célula muscular é inadequada e quando há necessidade de energia, a célula vai metabolizar o ácido pirúvico, na ausência de oxigênio e no citoplasma, formando ácido láctico e pouca energia. Glicose + 2ATP -> 2 ácido láctico + 4ATP Por cada molécula de glicose metabolizada resulta um saldo positivo de duas moléculas de ATP. É um tipo de metabolismo pouco rendível, que leva ao rápido esgotamento dos substratos energéticos, determinando um esforço de curta duração. Não deixa, no entanto, de ser importante, pois é uma via alternativa encontrada pela célula em circunstâncias mais adversas no que se refere ao fornecimento de oxigênio. O ácido láctico forma-se em grandes quantidades. Mais freqüentemente ele passa para o sangue, através do qual se dirige para o fígado onde poderá ser reconvertido em glicose, a qual entrará em novo ciclo metabólico. O processo pelo qual há síntese de glicogênio a partir de compostos não glicídicos (ácido láctico, gorduras, etc.) é chamado neoglicogênese. Mas se houver melhoria das condições circulatórias locais que levem ao aumento da oxigenação, como acontece no período imediato após um esforço bastante intenso e/ou rápido, ele poderá ser reconvertido em ácido pirúvico e este entrar no ciclo de Krebs. A fração H da desidrogenase láctica (LDH-H) é a enzima responsável por este processo. No entanto, e apesar destes dois destinos, o ácido láctico pode acumular-se localmente, assim como o ião H+, fazendo baixar o pH e originando acidose. Esta situação é responsável pela inibição das enzimas envolvidas na contração muscular e parece ser a causa das cãibras musculares que acontecem no decorrer de esforços demasiado violentos ou duradouros. Para se quantificar o ácido láctico formado, ou o componente anaeróbico de determinado esforço, pode-se ou determinar a lactacidemia (normal inferior a 1,2 mmol/l) ou determinar a diferença arteriovenosa da concentração sanguínea de lactato, no respectivo circuito vascular muscular, o que dá um resultado mais correto. A glicose metabolizada por via aeróbica ou anaeróbica é o principal substrato energético utilizado em esforços intensos e de curta duração ou na fase inicial de qualquer esforço.
Oxidação das gorduras
As gorduras constituem um substrato energético importante. São armazenadas no organismo sob a forma de triglicerídeos, provêm ou da dieta ou da transformação de outros nutrientes (glicose, por exemplo). Por ação das enzimas lípases sobre os depósitos de gordura há libertação de ácidos gordos que poderão ser utilizados diretamente pela célula. Da B-oxidação dos ácidos gordos, na qual são retirados dois átomos de carbono em cada ciclo, origina-se uma grande quantidade de energia, tanto maior quanto maior o comprimento da cadeia. Por exemplo, se o ácido gordo tiver 6 átomos de carbono (como a glicose) há formação de 44 moles de ATP (na glicose eram 38); outro exemplo: o ácido palmítico que tem 16 átomos de carbono.C12 H32 O2 + 23O2 -> B. oxidação -> 16CO2+ 16H2O + 135ATP Como se vê desta reação química, a presença de oxigênio é essencial para a oxidação dos ácidos gordos, pois não há via anaeróbica de oxidação das gorduras. Esta é apenas um privilégio da glicose. E a partir da oxidação das gorduras que se obtém a maior parte da energia consumida em repouso e em esforços prolongados e submáximos, o que tem imenso interesse prático para as pessoas que desejam perder peso à custa do consumo de gorduras. Os indivíduos treinados, e muito provavelmente devido a grandes adaptações hormonais, apresentam uma maior capacidade de mobilização de ácidos gordos durante o esforço. Os fundistas, por exemplo, têm como principal substrato energético as gorduras, enquanto os sprinters queimam principalmente glicose. Durante um jogo de squash gasta-se menos gordura do que durante um exercício aeróbico, como por exemplo, a marcha. Esta tem bastante mais interesse em termos de emagrecimento do que o tal jogo de squash, apesar de este ser bastante exigente em termos de esforço físico.
Oxidação das proteínas (aminoácidos)
As proteínas são formadas a partir de aminoácidos e têm como principal função a sua atividade enzimática e suporte estrutural. Como fornecedoras de energia desempenham um papel muito pequeno. Calcula-se que a energia que se obtém a partir dos aminoácidos, quer em repouso quer em esforço, e em condições normais, é sempre inferior a 2% do total consumido.
