Aula 1 - ATP

00:17:52
https://www.youtube.com/watch?v=_d5Vw_HIguw

Zusammenfassung

TLDRThis lecture introduces bioenergetics, focusing on energy flow in nature and the human body. The speaker discusses the definition of bioenergetics, emphasizing the importance of energy in maintaining life. Energy is defined as a physical entity capable of performing work, and its forms include nuclear, thermal, luminous, mechanical, electrical, and chemical energy. The discussion highlights ATP as the primary energy carrier in cells and explains how the body converts energy from food into mechanical and electrical forms. Key differences between physical activity and exercise are outlined, along with the metabolic pathways involved in energy production, including aerobic and anaerobic processes. The significance of the sun as the energy source for life and the principle of energy conservation are also covered.

Mitbringsel

  • 🌱 Bioenergetics studies energy flow vital for life.
  • ⚡ ATP is the primary energy carrier in living cells.
  • 🔄 Energy is never lost, only transformed between forms.
  • 🌞 The sun is the main energy source for life on Earth.
  • 🍽️ Food is converted into chemical energy for bodily functions.
  • 🏋️‍♂️ Physical activity increases caloric expenditure above resting levels.
  • 🏃‍♀️ Exercise is structured and aimed at improving fitness levels.
  • 📊 Different forms of energy include nuclear, thermal, and chemical.
  • 🔬 Metabolism involves complex pathways for energy production.
  • 🚀 Continuous regeneration of ATP is essential for sustaining life.

Zeitleiste

  • 00:00:00 - 00:05:00

    This lesson begins with an introduction to bioenergetics, emphasizing the flow of energy both in nature and our bodies. The speaker highlights the importance of understanding basic concepts in chemistry and physics to facilitate communication. Bioenergetics relates to the physiological and biochemical aspects of energy flow necessary for life, focusing on the conservation and transformation of energy from one form to another in biological systems, primarily involving food as a source of chemical energy.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    As the lesson progresses, the distinction between physical activity and exercise is made. Physical activity is defined as any activity that increases energy expenditure above resting levels, whereas exercise is structured and aimed at improving specific physical conditioning aspects. The concept of metabolism is introduced, focusing on ATP (adenosine triphosphate) as the fundamental energy source for vital functions, explaining the ATP hydrolysis process which releases energy for bodily functions and muscle contraction.

  • 00:10:00 - 00:17:52

    The presentation dives into metabolic pathways that synthesize ATP, highlighting aerobic and anaerobic processes. Aerobic pathways utilize oxygen for energy production and are suited for long-duration activities, while anaerobic pathways operate without oxygen, supporting short bursts of intense effort. The lesson concludes by reiterating that ATP is crucial for maintaining energy levels in the body and that it must be continuously resynthesized to meet energy demands, connecting back to the earlier concepts introduced in the session.

Mind Map

Video-Fragen und Antworten

  • What is bioenergetics?

    Bioenergetics is the study of energy flow essential for life and the conservation of life, focusing on the energetic aspects of biology.

  • What is ATP?

    ATP (adenosine triphosphate) is the primary energy carrier in cells, necessary for various biological functions.

  • What is the difference between physical activity and exercise?

    Physical activity is any activity that increases caloric expenditure above resting levels, while exercise is a planned, controlled form of physical activity intended to improve fitness.

  • How does the body obtain energy from food?

    The body converts energy from food into usable forms like mechanical and electrical energy through metabolic pathways.

  • What are the main pathways for energy production in the body?

    The main pathways include aerobic pathways (using oxygen) and anaerobic pathways (without oxygen), which include glycolysis and creatine phosphate pathways.

  • What are the main forms of energy?

    The main forms of energy include nuclear, thermal, luminous, mechanical, electrical, and chemical energy.

  • What is the significance of the sun in bioenergetics?

    The sun is the fundamental source of energy for life on Earth, as it powers photosynthesis, which converts solar energy into chemical energy.

  • How is energy conserved in biological systems?

    Energy is not lost but converted from one form to another, following the principle of conservation of energy.

  • What role does ATP play in muscle contraction?

    ATP provides the energy necessary for muscle contraction, hormone production, and other energy-requiring processes in cells.

  • What is the calorific value of ATP?

    The hydrolysis of 1 mole of ATP releases approximately 7 to 12 kilocalories of energy.

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    Olá essa é a nossa primeira aula a aula
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    sobre bioenergética iniciaremos a aula
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    discutindo sobre o fluxo de energia na
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    natureza e Claro no nosso organismo
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    passaremos então a alguns aspectos
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    básicos de química de física para que
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    possamos uniformizar a nossa linguagem e
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    a partir daí tornar a nossa comunicação
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    mais fácil no segundo momento
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    iniciaremos a discussão das relações
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    desse sistema de fluxo de energia no
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    organismo com aspectos de exercício boa
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    aula pois bem para iniciarmos a
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    discussão devemos lembrar que
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    bioenergética significa Bio Vida
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    energética energia Ou seja é a parte da
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    fisiologia é a parte da bioquímica que
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    discute os aspectos de fluxo energético
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    para a vida paraa manutenção da vida pra
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    Conservação da vida pois bem quando se
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    fala de bioenergética nós temos que
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    entender em primeiro lugar o que
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    significa energia energia é uma palavra
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    que vem do grego en dentro energia
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    trabalho fundamentalmente energia é uma
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    entidade física que é capaz de produzir
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    trabalho é capaz de realizar trabalho
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    Além disso nós temos que lembrar que
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    essa energia é uma entidade que não se
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    perde nós não podemos formar energia nós
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    não podemos perder energia o que se pode
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    é transformar energia de uma forma em
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    outra Ou seja eu tenho fundamentalmente
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    A Conservação dessa energia e os
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    diferentes entes os diferentes sistemas
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    trocam energia de diferentes formas
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    entre si Quais são as principais formas
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    de energia energia nuclear energia
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    térmica energia luminosa energia
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    mecânica energia elétrica e energia
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    química pois bem quando nós temos por
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    exemplo uma eh explosão nuclear essa
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    fonte fundamental de energia que é que
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    está contida no núcleo das moléculas no
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    núcleo dos átomos melhor dizendo H nós
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    temos uma eh liberação de energia muito
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    intensa sobre a forma de quê de energia
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    térmica de energia luminosa de energia
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    mecânica e de também de energia química
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    pois bem é claro que nós não Esperamos
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    que o nosso organismo faça esse tipo de
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    eh trabalho na realidade o que nós temos
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    é a transformação da energia química que
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    nós obtemos a partir por exemplo dos
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    alimentos em energia mecânica em energia
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    elétrica afinal de contas os nossos
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    potenciais de ação que fazem com que o
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    nosso sistema nervoso eh funcione são
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    dependentes dessa forma de energia ao
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    mesmo tempo nesses processos de
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    conversão de energia química e energia
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    elétrica e energia mecânica para que a
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    gente possa se movimentar para que eu
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    possa acionar a musculatura para que eu
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    possa falar para que possa acionar a
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    musculatura para que eu possa possa
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    respirar ã ao mesmo tempo eu também tem
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    uma parte de conversão de energia em
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    energia térmica sobre a forma de calor
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    então na realidade nós estamos
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    constantemente transformando uma forma
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    de energia em outra forma de energia a
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    energia repetindo ela não é perdida ela
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    é simplesmente transformada convertida
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    de uma forma em outra e nós sempre temos
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    o mesmo valor total de energia pois bem
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    a fonte fundamental de energia paraa
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    vida no nosso planeta vem do Sol no sol
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    nós temos violentas explosões nucleares
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    e essa forma de energia ela é convertida
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    em ondas eletromagnéticas que chegam até
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    a terra sob a forma de luz e calor pois
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    bem mas como é que nós podemos usar essa
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    forma de calor essa forma de energia na
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    realidade nós não podemos nós dependemos
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    de seres fotossintetizantes que irão
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    converter essa energia energia obtida a
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    partir do sol eh em uma forma de energia
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    química o se aques fotossintetizantes
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    irão captar a CO2 e água e produzir
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    então C6 h12 o6 ou seja uma molécula de
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    glicose Além disso outros compostos
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    orgânicos serão produzidos nesse
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    processo mas o fundamental é entender
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    que nós iremos então nos alimentar
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    desses seres para extrair para obter
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    deles as fontes fundamentais de energia
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    química para que nós possamos converter
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    essa energia em energia mecânica energia
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    elétrica energia térmica e assim por
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    diante pois bem Além disso nós temos que
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    fazer algumas diferenças terminológicas
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    primeira coisa O que é a atividade
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    física atividade física é qualquer
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    atividade que gera um gasto calórico
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    acima do repouso como esse ciclista que
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    aí está trabalhando carregando uma certa
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    carga aí um certo ã uma um certo volume
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    Ah e a partir daí despendendo energia
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    acima dos valores de repouso isso é a
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    atividade física mas bem o que é
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    exercício exercício é sempre atividade
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    física porém eh sob a forma eh
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    controlada sob uma forma
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    eh programada e com a intenção de
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    melhorar algum elemento do
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    condicionamento físico tais como força
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    resistência potência velocidade e assim
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    por diante então todos esses aspectos
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    são relacionados e a exercício pois bem
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    desse exercício eu preciso obter energia
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    então para que eu consiga realizá-lo
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    seja atividade física seja exercício da
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    onde vem tudo isso Ah isso é fácil vem
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    desse simpl remmo mapa metabólico como
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    vocês podem ver Álvaro desistir eu vou
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    simplesmente abandonar a disciplina que
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    eu não vou conseguir entender pois bem
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    nós iremos destacar alguns elementos
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    desse imenso mapa metabólico que são os
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    mais importantes para que a gente
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    entenda o que que é mais importante pra
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    nossa disciplina pois bem a primeira
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    coisa é entender que a fonte fundamental
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    de energia para as nossas funções vitais
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    é o ATP e o que é esse ATP é uma
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    molécula formada por uma adenosina como
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    vocês podem ver aqui e três grupamentos
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    fosfato essa molécula é a molécula
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    fundamental para a transferência de
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    energia entre as nossas células nas
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    nossas células para que eu obtenha
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    energia dessa molécula eu preciso
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    hidrolizar e como é que eu vou fazer
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    isso bom nós vamos reagir o ATP com água
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    e a partir dessa reação catalizado por
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    uma enzima chamada ATP ase nós temos a
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    quebra nessa ligação de Alta Energia e
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    nós temos portanto se eu quebro a
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    ligação aqui eu tenho na realidade um
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    ADP porque sobram dois fosfatos apenas
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    então ao invés de um trifosfato de
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    adenosina eu teri um difosfato de
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    adenosina eu tenho mais um fosfato
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    inorgânico um fosfato livre e algo entre
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    sete a 12 kilocalorias por mol ou seja
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    cada mol de ATP irá
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    eh liberar uma faixa de 7 a 12 kcor e
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    essa energia que eu usarei então pra
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    minha contração muscular pra produção de
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    um hormônio para geração de um potencial
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    de ação e assim por diante é claro que
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    cada célula tem a sua atpase e
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    específica na realidade se comparamos a
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    atividade ou o tipo de atpase do músculo
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    cardíaco do músculo esquelético do
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    neurônio da célula renal e assim por
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    diente elas são sim diferentes mas de
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    qualquer forma o mecanismo Global o
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    mecanismo genérico É sempre o mesmo pois
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    bem só que pra gente continuar
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    conversando nós precisamos desenvolver
  • 00:07:43
    alguns conceitos básicos quais são esses
  • 00:07:45
    conceitos básicos a primeira coisa é o
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    que é um
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    mol o mol é um número que foi
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    desenvolvido por Amadeu avogadro lá no
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    século XIX né Na realidade na virada do
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    século X 18 pro século XIX e basicamente
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    o que o mol é ele é uma medida de
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    quantidade uma medida de quantidade de
  • 00:08:08
    moléculas número de moléculas ou átomos
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    ora mas que número é esse é o número de
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    avogado ou seja
  • 00:08:17
    6,02 x 10 na 23 se vocês quiserem saber
  • 00:08:21
    exatamente o que esse número representa
  • 00:08:22
    desloquem essa ví 23 casas paraa direita
  • 00:08:26
    e vocês vão ter noção do que isso
  • 00:08:27
    representa ela é uma medida de
  • 00:08:29
    quantidade ou seja 1 mol representa 6,02
  • 00:08:33
    x 10 na 23 moléculas do do elemento ao
  • 00:08:38
    Qual tu está te referindo Vamos dar um
  • 00:08:40
    exemploa
  • 00:08:42
    eh C6 H2 o6 é uma molécula bastante
  • 00:08:45
    conhecida glicose ora Quanto é ou quanto
  • 00:08:50
    representa 1 mol de glicose para isso eu
  • 00:08:52
    preciso conhecer a massa molar de cada
  • 00:08:54
    um dos átomos que compõe no caso o
  • 00:08:57
    carbono a massa molar do carbono é 12 ou
  • 00:09:01
    seja como eu tenho seis moléculas seis
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    átomos de carbono nessa molécula 6 x 12
  • 00:09:07
    isso me dá 72 e o hidrogênio a massa
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    molar do hidrogênio é 1 ou seja eu tenho
  • 00:09:13
    12 hidrogênios vezes 1 eu tenho 12 e o
  • 00:09:17
    oxigênio a massa do oxigênio é 16 como
  • 00:09:21
    eu tenho 6 oxigênios eu tenho 6 x 16
  • 00:09:25
    isso me dá 96 Qual é o resultado 2 + 12
  • 00:09:30
    + 96 me dá 180 180 o quê GR portanto se
  • 00:09:36
    eu quiser medir 1 mol de glicose é
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    simples Eu pego uma boa balança pego
  • 00:09:42
    glicose pura e peso 180 g dessa glicose
  • 00:09:47
    Qual é o resultado eu tenho 1 mol de
  • 00:09:50
    glicose isso vale para qualquer outra a
  • 00:09:54
    substância qualquer outra molécula
  • 00:09:56
    qualquer outro átomo inclusive o ATP
  • 00:09:58
    voltando tanto que a gente estava
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    discutindo 1 mol de ATP ele é capaz de
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    produzir 7 a 12 kilocalorias só que aí
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    nós voltamos a ter um outro problema o
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    que é uma caloria pois bem caloria é uma
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    quantidade de energia é uma quantidade
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    de energia suficiente e necessária para
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    elevar 1 g de água em 1 GC uma caloria
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    ela corresponde a aproximadamente
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    4.18 J tá então uma quantidade de
  • 00:10:29
    energia portanto a Hidrólise do ATP ela
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    libera de 7 a 12 kilocalorias por mol
  • 00:10:37
    pois bem começamos agora a falar à uma
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    linguagem relativamente eh homogênea
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    começamos a falar a mesma língua só que
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    tem mais alguns detalhes importantes
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    nessa história por exemplo a gente usa
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    com muita frequência multiplicadores das
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    unidades tá Quais são os mais conhecidos
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    quilo Mega giga são multiplicadores
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    bastante conhecidos e bastante usados
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    kilograma o que que é um kilog é 10 na
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    terce gram 10 na Tera é 1000 ou seja 1
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    kg corresponde a 1000 G hectolitro
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    hectolitro é o quê 10 na 2 ou seja 100 l
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    e assim por diante nós vamos
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    multiplicando
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    ã nós estamos muito acostumados com giga
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    mega e Tera em termos de informática tá
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    quando falamos de informática nós
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    dizemos Ó o meu computador tem um disco
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    de 1 TB ou de 500 GB e isso são
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    multiplicadores porque senão nós
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    teríamos que falar de que 1 GB na
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    realidade é o quê 1000 milhão bilhão ou
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    seja 1 bilhão de bytes já imaginaram a
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    gente falar assim ó ó eu quero comprar
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    um HD de 1 bilhão de bytes é muito mais
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    fácil falar que que eu quero de 1 GB ou
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    de 1 TB que é 1 trilhão e assim
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    sucessivamente ã vocês podem imaginar
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    que alguns computadores dos dos grandes
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    das grandes empresas de informática do
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    mundo hoje devem estar com computadores
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    da ordem de petabyte ou exabyte E assim
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    a coisa vai andar tá então nós temos uma
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    série de unidades multiplicadoras que a
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    gente usa eh com uma certa frequência
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    dependendo do que que tu tá usando se é
  • 00:12:26
    massa se é byte de informático se é herz
  • 00:12:30
    se é wat que é uma medida de potência
  • 00:12:32
    herz é uma medida de frequência e assim
  • 00:12:33
    por diante Assim como nós temos
  • 00:12:35
    multiplicadores nós temos divisores n e
  • 00:12:38
    quando a gente fala de divisor nós
  • 00:12:40
    falamos de dess cente mil e assim por
  • 00:12:42
    diante ã todo mundo conhece o milímetro
  • 00:12:46
    né Por que que o que que é o milímetro é
  • 00:12:49
    1 milésimo porque 10 na Men 3 é 1
  • 00:12:52
    milésimo de metro ou seja 1
  • 00:12:55
    mm quando eu falo de micr
  • 00:12:59
    é 1 milionésimo um nanômetro é um
  • 00:13:02
    bilionésimo e assim sucessivamente a
  • 00:13:05
    gente pode usar milivolt fent litro
  • 00:13:09
    centmetro miliampere micrograma picomol
  • 00:13:13
    o que que é um picomol é 10 na Men 12
  • 00:13:17
    mol todos vocês já sabem o que é Mol
  • 00:13:20
    então dividam Aquela quantidade de mol
  • 00:13:24
    por 10 na Men 12 ou seja 1000 milhão
  • 00:13:28
    bilhão tril Ou seja é 1 trilionésimo do
  • 00:13:31
    número de avogadro que é 6,02 x 10923
  • 00:13:34
    vejam que à medida que a gente vai
  • 00:13:36
    usando essas unidades isso começa a
  • 00:13:38
    fazer mais sentido é importante que a
  • 00:13:41
    gente conheça isso para que não haja
  • 00:13:43
    confusões em termos de quantidades em
  • 00:13:46
    termos de intensidades dependendo do que
  • 00:13:49
    nós estamos medindo pois bem as
  • 00:13:52
    principais unidades que a gente usa são
  • 00:13:54
    comprimento que é metro corrente
  • 00:13:56
    elétrica em ampere ja e assim assim por
  • 00:13:59
    diante Newton é muito comum a gente usar
  • 00:14:01
    isso para medida de força potência wat
  • 00:14:03
    pressão Pascal então tem várias unidades
  • 00:14:06
    aqui e elas podem tanto ser
  • 00:14:08
    multiplicadas quanto divididas
  • 00:14:10
    dependendo da magnitude do que nós
  • 00:14:12
    estamos medindo pois bem eh voltando
  • 00:14:16
    então pra parte da fisiologia o ATP qual
  • 00:14:18
    é a massa de ATP que nós temos se vocês
  • 00:14:22
    pegarem um indivíduo de 70 kg esse
  • 00:14:26
    indivíduo terá de massa de ATP
  • 00:14:29
    aproximadamente 50 G pois bem essa
  • 00:14:31
    informação é uma informação ainda frágil
  • 00:14:33
    porque afinal de contas nós não sabemos
  • 00:14:35
    exatamente quanto nós somos capazes de
  • 00:14:38
    produzir com 50 g de ATP
  • 00:14:42
    Eh vamos fazer um exercício de
  • 00:14:44
    imaginação em 24 horas quanto é que
  • 00:14:46
    vocês acreditam que eu degradaria dessas
  • 00:14:49
    50 g de
  • 00:14:50
    ATP pois bem imaginaram então tá O
  • 00:14:55
    resultado é
  • 00:14:57
    190 kg
  • 00:14:59
    Como assim isso parece não fazer sentido
  • 00:15:01
    porque afinal de contas de 50 G eu estou
  • 00:15:04
    degradando 190 kg
  • 00:15:07
    eh Isso parece uma verdadeira Usina
  • 00:15:11
    energética Apesar afinal de contas como
  • 00:15:13
    é que eu consigo manter um sistema
  • 00:15:16
    funcionando por horas por 24 horas a
  • 00:15:20
    partir de 50 G isso dá uma impressão de
  • 00:15:23
    uma verdadeira Usina pois bem a o
  • 00:15:26
    mecanismo é bastante simples na
  • 00:15:29
    realidade quando nós degradamos o ATP
  • 00:15:32
    como vocês podem ver aqui eu formo ADP e
  • 00:15:36
    fosfato nesse processo eu libero energia
  • 00:15:39
    O que é que tem que ocorrer quase que
  • 00:15:41
    imediatamente eu preciso reconstituir
  • 00:15:45
    esse ATP mas como é que eu faço essa
  • 00:15:47
    reconstituição Ora eu reuno o ADP com o
  • 00:15:50
    fosfato que ali está mas para isso eu
  • 00:15:54
    preciso de energia eu preciso de um
  • 00:15:56
    aporte energético e e esse aporte
  • 00:15:59
    energético vem das diferentes vias
  • 00:16:01
    metabólicas que irão manter
  • 00:16:04
    continuamente a recin de ATP ou seja nós
  • 00:16:08
    estamos continuamente degradando o ATP e
  • 00:16:11
    continuamente reconstituindo o ATP
  • 00:16:14
    continuamente liberando energia pela
  • 00:16:16
    Hidrólise do ATP e continuamente e
  • 00:16:19
    reconstituindo esse ATP por veio por
  • 00:16:21
    meio das vias metabólicas quais são
  • 00:16:24
    essas pois bem as vias aeróbias são
  • 00:16:27
    aquelas que utilizam oxigênio no seus
  • 00:16:29
    sistemas nós iremos discutir isso na
  • 00:16:31
    hora certa quais são essas vias
  • 00:16:33
    principalmente o sistema glicolítico o
  • 00:16:36
    sistema lipolítico e o sistema
  • 00:16:39
    proteolítico essas vias são utilizadas
  • 00:16:41
    para atividades de mais longa duração e
  • 00:16:44
    de mais baixa intensidade Então são vias
  • 00:16:47
    demoradas são vias complexas e que irão
  • 00:16:50
    usar o oxigênio irão usar ou glicose ou
  • 00:16:54
    lipídios ou proteínas como fonte de
  • 00:16:56
    energia mas nós também podemos fazer a
  • 00:16:58
    mesma coisa por via anaeróbia e quais
  • 00:17:01
    são essas vias anaeróbias são as vias da
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    creatina fosfato e da glicólise essas
  • 00:17:08
    duas vias eh também irão liberar energia
  • 00:17:11
    de forma a manter a recin de ATP mas sem
  • 00:17:14
    a participação de oxigênio e portanto
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    por uma via por um mecanismo anaeróbio
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    pois bem eh Quais são as mensagens que
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    nós temos que H entender de toda essa
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    aula o ATP é a molécula fundamental de
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    oferta energética para manutenção das
  • 00:17:30
    nossas funções vitais as suas reservas
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    são extremamente limitadas Portanto ele
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    tem que ser
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    ressintetizado continuamente e a taxa de
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    ressíntese desse ATP depende do gasto
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    energético da
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    atividade muito bem essa é a nossa aula
  • 00:17:47
    até a
  • 00:17:50
    próxima
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