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CLBF METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA Dr. Carlos Benítez Franco.

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1 CLBF METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA Dr. Carlos Benítez Franco

2 CLBF Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosfera CELULAS FOTOSINT. CELULAS HETEROTR. GLUCOSA O2 H2O CO2 ENERGIA SOLAR

3 CLBF METABOLISMO BIOENERGETICA REACCIONES: -CATABOLICAS -ANABOLICAS -ANFIBOLICAS -EXERGONICAS -ENDERGONICAS -EXOTERMICAS -ENDOTERMICAS SISTEMAS: -AN. ALACT. O FOSFAGENO -AN. LACT. O GLUCOLITICO -AEROBICO U OXIDATIVO LEYES DE LA TERMODINAMICA

4 CLBF ENZIMAS HOLOENZIMA COFACTOR ENZIMATICO -IONES: Mg++Mn++Cu++ Zn++Na+K+ -COENZIMAS: FAD-FMN (B2) NAD-NADP (PP) CoA (Ac.Pantot.) -GRUPOS PROST: HEM (Catal) APOENZIMA APO COF

5 CLBF PROCESOS REDOX METABOLISMO INTERMEDIO SINTESIS= ANABOLISMO DEGRADAC.= CATABOLISMO -ATP + -NADH+H+ -NADPH+H+ -FADH2 -FMNH2 -NAD+ -NADP+ -FAD+ -FMN+ COENZ. REDUC. COENZ. OXIDAD

6 CLBF FASES DEL METABOLISMO PROTEINAS POLISACARIDOS LIPIDOS AMINOAC. HEX.-PENTOS. AC.GR.- GLIC PIRUVATO ACETIL CoA KREBS NH3 H2O CO2 FASE I FASE II FASE III (ANFIB.) ADP+Pi ATP O2 TR.. ELECTR FOSF.OXID

7 CLBF CICLO DEL ATP - ADP CICLO DEL ATP - ADP CATABOLISMO ATPADP O2 COMB. CO2 H2O TRABAJO MECANICO TRABAJO DE TRANSP. TRABAJO DE BIOSINT. Pi

8 CLBF METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOS ATP 6 µmoles/g músculo CP 20 µmoles/g músculo 1) ATP + H2O ADP + Pi + E (46KJ) 2) ADP + PC ATP 3) ADP + ADP ATP + AMP 4) C + Pi PC (en reposo) ATPASA CPK AK

9 CLBF CONTENIDO DE ATP Y CP EN EL CUADRICEPS HUMANO mg por 100 g de músculo (peso seco)

10 CLBF ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA FOSFÁGENO l INCREMENTO DE LA CONCENTRACION MUSCULAR DE ATP-CP l AUMENTO DE LAS ENZIMAS CPK Y MK l INCREMENTO DE LA FUERZA MUSCULAR l MEJORAMIENTO DE LA HABILIDAD Y COORDINACIÓN (> GASTO ENERGÉTICO)

11 CLBF METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS l 1) GLUCOLISIS l 2) GLUCONEOGENESIS l 3) GLUCOGENOGENESIS l 4) GLUCOGENOLISIS l 5) GLUCOGENESIS ATP GLUCOGENO GLUCOSA PIRUVATO LACT HEPATOCITO INS GLUCAG CATECOL INS GLUCAG CATECOL STH GLUCAG. + INS

12 CLBF GLUCOLISIS D-GLUCOSA PIRUVATO AC.LACTICO LACTATO + H+ CHO HCOH HOCH HCOH CH2OH COOH C = O CH3 COOH HOCH CH3 COOH- + H+ HOCH CH3 L- Isomero fisiológico pK= 3,9 disociado a pH=7

13 CLBF Control de la Glucólisis Control de la Glucólisis A) ENZIMAS LIMITANTES B) DISPONIBILIDAD DEL SUSTRATO -EXOKINASA KM: 100µM -GLUCOKINASA KM: 10 mM MUSC.HEP. Y MUSC. -PFK ADP - Pi - AMP CITR. - ATP - AGCL -PIRUVATOKINASA -PIRUV.DH -LDH (> actividad) AEROBICA ANAEROBICA [GLUCOSA] p: 5 mM INSULINA + +

14 CLBF FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE CAPTACION DE GLUCOSA 1) AUTORREGULACION DE GLUCOSA PLASMATICA: > O < 150 mg % 2) > [AGL]: AYUNO : < VELOC. CAPT MUSC. CARDIACO Y ESQUEL. (EF. RANDLE) PARA EVITAR DEFICIT CEREBRAL 3) TRAB. MUSCULAR: > VELOC. DE CAPT. MUSC. CARDIACO Y ESQUEL. (NO DEPENDIENTE DE INSULINA) 4) EF. HORMONALES: - INSULINA: > VEL.CAPT. MUSC. Y ADIP.(DIRECTAM) Y HEPAT. (IND.) -GLUCOCORT.: < CAPT. EN TEJ. PERIF. EF. PERMIS. SOBRE LIB. AGL (EF. RANDLE) + GLUCONEOG. (EF. PPAL.) -CATECOL.: LIBER. AGL (EF. RANDLE) > PROD.HEPAT -STH: EF. BIFASICO: AGUDO: SIMIL INS. CRONIC (ACROMEG.): LIB AGL (DBT II)

15 CLBF Gluconeogénesis Gluconeogénesis PIRUVATO OA ASP MAL. OA PEPCK GLUC. G 6 P F 6 P F 1-6 DIP PEP P C F 1-6 DIPASAG 6 PASA INSULINA GLUCAGON CATECOL. GLUCOC INSUL GLUCAG

16 CLBF GLUCOGENO GLUCOSA- 1 P GLUCOSA- 6 P GLUCOSA UDP-GLUC GLUCOSA - 6 FOSFATASA GLUCOKINASA EXOKINASA FOSFOGLUCO MUTASA GLUCOGENOFOSFORILASA b inact A aciva P FKi FKa P PK A 4 AM Pc 5 AMP GLUCAG(HEP) ADR.(MUSC) (RTA. L.) GLUCAGON INSULINA GLUCOGENO SINTASA + activainactiva P GSK GSF INSULINA + PDE + METAB. DEL GLUCOGENO UDP PIRO FFF +- [CA++] (RTA. RAP.)

17 CLBF Efectos del entrenamiento sobre el sistema glucolítico - > ACT. FOSFORILASA Y EXOKINASA - < ACT. LDH - = O > ACT. PFK - > SENSIB. BETA ADREN. - > DEPOS. DE GLUCOG. - CAMBIO DE LA CURVA DE POT. Y CAP. GLUCOL. - DESPLAZ. DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA - > CAPAC.OXIDATIVA CARDIACA DE LACTATO - > CAPAC. ACLARAM. HEPATICO DE LACTATO (> ENZ. GLUCONEO, > VMC, = Q HEPAT.) - > ACLARAM. RENAL DE LACTATO - > ACLARAM. MUSC. INACTIVOS DE LACTATO - -> [P- Y CH3O-] muscular (>amortiguación) - -> [LACT] musc. y sang. Y > TOLERANCIA - - > FUERZA MUSCULAR

18 CLBF ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO AEROBICO CARDIOVASCULARES RESPIRATORIAS SANGUÍNEAS MUSCULARES DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS METABÓLICAS

19 CLBF ADAPTACIONES DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS > CONCENTRACIÓN GLUCÓGENO > CONTENIDO ENZ. GLUCOLÍTICAS > UTILIZACIÓN EN EJERCICIO > CONTENIDO TGIM: HASTA 1,8 VECES > CONTENIDO PTAG Y CARNITINA TRANSLOCASA > ACTIV. ENZ. LIPOLÍTICAS (LHS Y LPL adip: 70 %) > CAPAC. LIBER. AGL DEL ADIPOCITO > ACT. ENZ. BETAOXIDATIVAS (TIOLASA) > CAPACIDAD OXIDATIVA AGL: 30 % > UTIL. DE AGL CON AHORRO DE GLUCÓGENO < [LEPTINA] P : FACTOR DE SACIEDAD > ACTIV. ENZ. QUE OXIDAN LEUCINA h/ ACETIL-CoA > ACTIV. ALANINA PIRUVATO TRANSAMINASA < CATAB. DE A.A. (< NH4 - < UREA - < OXID. AA)

20 CLBF LEPTINA Y EJERCICIO LEPTINA TEJIDO ADIPOSO LEPTINA PLASMÁTICA HIPOTÁLAMO R Ob-R SACIEDAD RTA. INMUNE LIB.FACT.CRECIM. DESARR. SEXUAL LIB.CORTISOL R BETA EJERCICIO -DIETA HIPOC. -PERD. PESO -FNT - OBESIDAD + LEPTINA PLAQUETAS R BETA3 CATECOLAM. + AGREGACIÓN LEPTINA = SACIEDAD

21 CLBF ADAPTACIONES SANGUÍNEAS l INCREMENTO ABSOLUTO DEL VOLUMEN SANGUÍNEO, PLASMÁTICO Y DE LA HB. l AUMENTO DEL VOLUMEN INDIVIDUAL Y LA CANTIDAD TOTALDE ERITROCITOS l DISMINUCIÓN DEL HTO Y HAPTOGLOBINA l DISMINUCIÓN DE FE++, TRANSFERRINA Y FERRITINA l AUMENTO DEL 2-3 DPG l AUMENTO DE RETICULOCITOS POR EPO Y STH l DISMIN.DE FUNCIÓN LEUCOCITICA CON INCREMENTO DE CELULAS NK l DISMINUCIÓN DE LOS MECAN. HEMOSTÁTICOS

22 CLBF ADAPTACIONES MUSCULARES l CAMBIOS EN LOS SUBTIPOS DE FIBRAS SIN CAMBIOS EN LOS PORCENTAJES l HIPERTROFIA DE FIBRAS ST l AUMENTO DE CAPILARES h/10-15% l AUMENTO DE MIOGLOBINA h/ 80% l CAMBIOS EN LA FUNCIÓN MITOCONDRIAL (> TAMAÑO 35 % > No 15 %) l INCREM. ENZ. OXID. (CT-CS-SDH-MDH) l INCREM. QO 2 h/ 2,7 VECES (h 4 l/h/g)

23 CLBF OTRAS ADAPTACIONES METABÓLICAS l DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA, DEL UMBRAL LACTICO Y DE LA CAPACIDAD MÁXIMA DE ACUMULACIÓN DE LACTATO l CAMBIOS EN LA RELACIÓN DE INTERCAMBIO GASEOSO: R= VCO 2 /VO 2, EN ESFUERZO SUBMÁXIMO ( ) Y MAXIMO ( ) POR > UTIL. DE AGL l INCREM. DE LA DIFER. ARTERIO-VENOSA DE O 2 l CAMBIOS EN VO 2 MAX. EN EJERC. SUBMAX. ( ) Y MÁXIMO ( ) l CAMBIOS EN LAS ENZIMAS PRESENTES EN LA SANGRE (CPK-LDH-ALDOLASA- GOT-GPT) Y DE OTROS COMPON.

24 CLBF FACTORES FISIOLOGICOS QUE DETERMINAN LA CAPACIDAD AEROBICA RESISTENCIA AEROBICA CORTA MEDIA LARGA > 30

25 CLBF FACTORES FISIOLOGICOS PARA LA PERFOMANCE DE RESISTENCIA CAPACIDADES DE PERFOMANCE CAPACIDADES FUNCIONALES COMPONENTES MORFOLOGICOS 1) r: 0,97 2) r: 0,94 3) r: 0,91 4) r: 0,89 5) r: 0,59 6) r: 0,54 E. COYLE

26 CLBF ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA OXIDATIVO - > CONCENTRACION Y ACTIV. ENZ. OXIDATIVAS MUSC. - > NRO CRESTAS, TAMAÑO Y CANT.MITOCONDRIAL - > DEPOSITO DE LIPIDOS Y GLUCOGENO INRACELULAR - > CAPILARIZACION MUSCULAR Y > VMC - < ACT. DE LA ENZ.2-OXOACIDO DH (AHORRO DE AA) - < CATAB. DE AA: < PROD. NH4 - < PROD. UREA - < OXIC. AA - MEJOR CAPACIDAD BUFFER PROTEICA (Hb) Y PLASMATICA - > USO DE LIP. COMO COMB. CON < ACT. GLUCOLITICA: EN REPOSO, EN EJERC.MOD., EN RECUP.: 1) > USO TG IM c/ < [AGL] PLASM. 2) > MOVIL. TG TEJ. ADIPOSO: POR > SENSIB. BETA ADR. EN ESF. Y > [CATEC.] Y < [INS] EN REPOSO - VEL. U.L. -DIFERENCIAS GENETICAS?

27 CLBF TRANSICION AEROBIA - ANAEROBIA FASE 1 VE FEO2 FECO2 =LACTATO PRED. ST I FASE 2 VE FEO2 FECO2 LACTATO FASE 3 VE FEO2 FECO2 LACTATO PRED. FT II U. AER. U. ANAER % VO2 MAX 70-90% VO2 MAX

28 CLBF FENOMENOS CONCOMITANTES PARA LA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICO A) FENOMENOS METABOLICOS -VO2 -VCO2 -CO3- HB - ANHIDRASA CARBONICA -GLUCOG.-GLUC.- PIRUVATO - LACTATO -ATP - ENZ. OXIDATIVAS - ENZ. GLUCOLITICAS B) FENOMENOS CARDIORESPIRATORIOS -FC - VS - VMC -VE - VE/VO2 - VE/VCO2 -PETO2 - PETCO2 -R -Regul. Resp: 1) SNC: corteza, bulbo 2) M.R. cv. o pulm. 3) Q.R. c. y p. 4) R. termicos C) FENOMENOS NEUROMUSCULARES -FIBRAS ST (I) VT1 -FIBRAS FT (II) VT2 D) FENOMENOS NEUROENDOCRINOS -PICO DE CATECOLAMINAS


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