Prof. D. Luis Manuel Soriano Marín RELACIÓN DE LOS SISTEMAS METABÓLICOS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA CON LOS DIFERENTES TIPOS DE ACTIVIDAD FÍSICA, LA ALIMENTACIÓN Y LA SALUD Prof. D. Luis Manuel Soriano Marín

CONCEPTOS IMPORTANTES ENERGÍA ALIMENTACIÓN Y NUTRIENTES ACTIVIDAD FÍSICA Y SALUD. ALIMENTACIÓN + EJERCICIO= SALUD. METABOLISMO: Metabolismo energético INTENSIDAD DEL EJERCICIO

METABOLISMO Los seres vivos somos máquinas químicas. Obtenemos nuestros componentes y energía mediante reacciones químicas.

Al conjunto de reacciones químicas de un ser vivo se le denomina metabolismo.

La inmensa mayoría de las reacciones químicas se producen en el interior de las células. Por eso es imprescindible conocer el metabolismo celular para comprender el metabolismo general de un individuo. Cada célula lleva a cabo miles de reacciones simultáneas 

La célula Todos los seres vivos estamos formados por una o más células El tamaño de las células es microscópico Epidermis de cebolla

La célula La célula es “lo más pequeño que tiene vida propia”, ya que es capaz, por sí misma, de nutrirse, relacionarse y reproducirse. Este protozoo es un ser vivo unicelular (formado por una sola célula). Una célula es capaz de originar dos células hijas dividiéndose (reproduciéndose).

El tamaño de las células en estos dos seres es el mismo La célula La célula constituye la unidad estructural y funcional básica de los seres vivos, ya que es capaz de realizar por sí misma las tres funciones vitales: Nutrición, Relación y Reproducción. El tamaño de las células se mide en micras (1 micra = 0,000001 m) Los seres vivos más pequeños tienen menos células Los seres vivos muy grandes están formados por billones de células El tamaño de las células en estos dos seres es el mismo

El tamaño de las células es microscópico El tamaño de las células es microscópico. La forma es muy variable, como puedes ver aquí: Glóbulos rojos Músculo liso Músculo cardiaco Células nerviosas Paramecio Dinoflagelados Diatomeas Células vegetales Espiroqueta Glóbulo blanco

Tú comenzaste siendo una célula, luego dos, luego cuatro… ¿Cuántas células crees que tienes ahora?

¿sabrías decir cuantas células aproximadamente tiene el cuerpo humano? 50 BILLONES 30 BILLONES

¡Es el número de células que tiene tu organismo! ¡30.000 mil millones! ¡Es el número de células que tiene tu organismo! Células Células de la sangre Glóbulos blancos Glóbulos rojos Músculo Capa grasa del abdomen Esófago Cartílago Hueso

¿Cómo es una de tus células? Membrana celular Citoplasma citosol Regula el intercambio de sustancias Agua y sustancias disueltas Orgánulos Núcleo Contiene el ADN o material genético

Experimenta en el laboratorio

Las células se agrupan en tejidos. Los tejidos se organizan en órganos. Los órganos se organizan en aparatos y sistemas: Locomotor (muscular y óseo) Respiratorio Digestivo Excretor Circulatorio Endocrino Nervioso Reproductor

Los elementos constitutivos de la célula son fundamentalmente: Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Presentándose otros muchos elementos en proporciones más bajas.

Los átomos de estos elementos se unen entre sí para formar moléculas. Estas pueden ser inorgánicas como el agua (el constituyente más abundante de nuestro organismo), También pueden ser orgánicas como los Glúcidos, Lípidos Proteínas

METABOLISMO 1.- Tipo de transformación de las sustancias La Bioquímica aborda el estudio del metabolismo desde dos vertientes 1.- Tipo de transformación de las sustancias Clase de Transformacion Tipo de Metabolismo Descomposición Catabolismo Síntesis, formación Anabolismo 2.- Según el objetivo del proceso Metabólico Objetivo del Proceso Tipo de Metabolismo Producción de Energía Metabolismo Energético Síntesis de biomoléculas Metabolismo Plástico

Las reacciones metabólicas nos han de servir para conseguir los materiales de los que estamos hechos y energía para seguir viviendo.

METABOLISMO ENERGÉTICO NOSOTROS NOS VAMOS A OCUPAR DEL METABOLISMO ENERGÉTICO

Metabolismo Mapa de conceptos Origen del término Definición

CAMBIO O TRANSFORMACIÓN G E N D L A P B METABOLISMO SE DERIVA DE METABOLE SE DEFINE COMO QUE SIGNIFICA CAMBIO O TRANSFORMACIÓN ¿QUE TRANSFORMAMOS ? A LOS NUTRIENTES PARA OBTENER LOS CUALES SON A TRAVÉS DE NECESARIAS CARBOHIDRATOS LÍPIDOS PROTEÍNAS VITAMINAS MINERALES AGUA MASA Y ENERGÍA REACCIONES QUÍMICAS NECESARIA PARA CONOCIDAS COMO REACCIONES METABÓLICAS CRECER, MOVERSE, REPRODUCIRSE, ETC.

¿CÓMO SE DEFINE AL METABOLISMO? Es el conjunto de reacciones químicas que le permiten a la célula o al organismo, la producción de masa y energía

REACCIONES METABÓLICAS Mapas de conceptos Anabolismo Catabolismo

EL INTERIOR DE LA CÉLULA REACCIONES METABÓLICAS EL INTERIOR DE LA CÉLULA SON DE DOS TIPOS OCURREN EN DEL GRIEGO DEL GRIEGO CATABÓLICAS CATABOLE ANABOLE ANABÓLICAS SON LAS QUE QUE SIGNIFICA SON LAS QUE DEGRADAN MOLÉCULAS COMPLEJAS HASTA MOLÉCULAS SIM PLES HACIA ABAJO HACIA ARRIBA PRODUCEN MOLÉCU LAS COMPLEJAS A PARTIR DE MOLÉCULAS SIMPLES POR LO QUE POR LO QUE SE DESGASTAN MATERIALES SE PRODUCEN NUEVOS MATE-RIALES Y SE AL-MACENA ENER-GÍA CRECER, MOVERSE REPRODUCIRSE, ETC. Y SE PRODUCE NECESARIO PARA ENERGÍA Y MA-TERIA PRIMA EJEMPLO EJEMPLO CARBOHIDRATOS CO2 + H2O + ENERGÍA

CO2 + H2O + E DE LO COMPLEJO A LO SIMPLE CATABOLISMO ANABOLISMO GLUCOSA DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO 4. ¿Cómo defines Catabolismo y Anabolismo?

REACCIONES DEL METABOLISMO Y DESEMPEÑO DE UN DEPORTISTA 5. ¿QUE SUCEDE DURANTE EL CATABOLISMO DEL LEVANTADOR DE PESAS? 6. ¿QUE SUCEDE DURANTE SU ANABOLISMO? 7. ¿POR QUÉ ALGUNOS DEPORTISTAS CONSUMEN ANABÓLIZANTES ANTES DE UNA COMPETICIÓN? http://www.jabefitness.com/anabolismo-y-catabolismo-muscular-i/ http://www.prozis.com/blog/es/anabolizantes-naturales-que-son-hacen/

METABOLISMO ENERGÉTICO Glucógenolisis: Degradación del glucógeno liberando glucosas Glucolisis: Degradación de la glucosa en dos moléculas de ac. Pirúvico con la formación de dos moléculas de ATP Fermentaciones: Proceso de obtención de energía , mediante reacciones de oxidación - reducción , en el que no intervienen complejos enzimáticos transportadores de electrones. El aceptor final de los electrones es una molécula orgánica

METABOLISMO ENERGÉTICO Glucógenogénesis: Formación de glucógeno en la célula animal, a partir de glucosa y de ATP. Gluconeogénesis: Formación de glucosa a partir de ac. Pirúvico. Biosíntesis de Ac. Grasos, y triglicéridos Biosíntesis de Nucleótidos.

Todas las reacciones metabólicas están catalizadas por enzimas específicos Actúan secuencialmente: El producto final de una reacción es el producto inicial de la siguiente Hay rutas convergentes y divergentes. Hay rutas que tienen metabolitos intermedios comunes, lo que permite una conexión entre unas rutas y otras Las rutas metabólicas básicas son comunes para la mayoría de los organismos Hay otras que son especificas del tipo de tejido o de organismo Hay dos grandes grupos de reacciones metabólicas: Catabólicas y Anabólicas

Cuadro sinóptico Catabolismo Anabolismo Fabrica biomoléculas Degrada biomoléculas Fabrica biomoléculas Produce energía (la almacena como ATP) Consume energía (usa las ATP) Implica  procesos de oxidación Implica procesos de reducción Sus rutas son convergentes Sus rutas son divergentes Ejemplos: glucólisis, ciclo de Krebs, fermentaciones, cadena respiratoria Ejemplos: fotosíntesis, síntesis de proteínas

LA PRINCIPAL FUENTE DE ENERGÍA ES…….. ATP el ATP se genera en las mitocondrias como resultado de la respiración celular 2007-2008

la característica más importante del metabolismo en el tejido muscular es la de estar altamente especializado en la generación de ATP como fuente inmediata de energía.

MOLÉCULA DE ATP

ATP Es una molécula que se encuentra en todos los seres vivos La concentración o reserva de ATP celular es escasa y no se modifica con el entrenamiento, Es una molécula que se encuentra en todos los seres vivos ATP La célula muscular tiene la propiedad de adaptar la producción de ATP a las necesidades de energía de cada instante Esta molécula es utilizada por los músculos cuando requieren realizar un movimiento El ATP es un intermediario metabólico en el flujo energético entre los substratos energéticos y los procesos de energía a nivel celular. La célula muscular contiene una cantidad muy pequeña de ATP

El ATP interviene en los siguientes procesos metabólicos de la célula:

Importancia del ATP: Es importante ya que es la principal fuente de energía de los seres vivos y se necesita en casi todas las actividades celulares, entre ellas el movimiento muscular, la síntesis de proteínas, la división celular y la transmisión de señales nerviosas. Estructura del ATP   El ATP es altamente soluble en agua y muy estable en soluciones de pH entre 6.8 y 7.4, pero se hidroliza rápidamente a pH extremo. Por consiguiente, se almacena mejor como una sal anhidra. Producción del ATP: Primera forma de producir ATP: Metabolismo Anaeróbico (con déficit de oxigeno). Segunda forma de Producción de ATP: Glucólisis anaeróbica o sistema de ácido láctico. Tercera forma de reproducir ATP: metabolismo aeróbico (con presencia de oxígeno)

SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) ANAEROBICO ALÁCTICO PRIMERA FUENTE DE ENERGIA QUE UTILIZA EL MÚSCULO SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) ANAEROBICO ALÁCTICO PARA EJERCICIOS DE GRAN INTENSIDAD Y MUY POCA DURACIÓN

SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) ANAEROBICO ALÁCTICO Se caracteriza porque la obtención de la energía se realiza sin utilizar oxígeno, y sin generar sustancias residuales. no tiene acumulación de ácido láctico Este sistema emplea las reservas musculares de ATP y de fosfocreatina.

OBTENCIÓN DE ENERGÍA POR EL MÚSCULO PRIMERA FUENTE DE ENERGÍA: Es un nucleótido que contiene 3 enlaces de fosfato de elevada energía. Ésta se libera al romperse uno de los enlaces. Esta reacción es inmediata, no aeróbica y libera energía. En el proceso de contracción - relajación se gastan 3 ATP ATP

Es muy útil para las situaciones en las que se tiene que trabajar a una intensidad bastante elevada de manera intermitente, como esfuerzos explosivos cuya duración no supere los 4-5´´ o como muchos deportes de equipo en los que se produce una alternancia entre esfuerzos de alta intensidad y otros de intensidad más moderada. Esta vía se agota a los 15-20´´.

ATP Fosfocreatina (PC) Carbohidratos (HC) Ácidos grasos (AG) Las reservas de ATP de que dispone el músculo son escasísimas, y solo permiten contracciones que duran pocos segundos; por eso es preciso obtener o resintetizar ATP a partir de otras fuentes, como son: Fosfocreatina (PC) Carbohidratos (HC) Ácidos grasos (AG) Proteínas (P)

SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Las reservas de fosfocreatina suelen ser unas tres veces superiores a las de ATP. Representa la fuente más rápida de ATP para el uso por los músculos La (PC), es un compuesto formado por dos sustancias: un compuesto que forma creatina y fosfato. El enlace entre estas sustancias almacena una gran cantidad de energía química

SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Ventajas : No depende de una serie de reacciones químicas No tiene acumulación de ácido láctico Produce gran aporte de energía, pudiendo realizar un ejercicio a una intensidad máxima ( 90 al 100 % de la capacidad máxima individual)

SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Desventajas : Produce Relativamente Pocas Moléculas de ATP Sus reservas son muy limitadas, su aporte de energía dura hasta 20"

SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) La importancia de este sistema radica en la rápida disponibilidad de energía, más que en la cantidad, y también en la rápida recuperación de los niveles iniciales de PC.

Sistema glucólisis anaeróbica METABOLISMO ANAERÓBICO LÁCTICO SEGUNDA FUENTE DE ENERGÍA QUE UTILIZA EL MÚSCULO Sistema glucólisis anaeróbica METABOLISMO ANAERÓBICO LÁCTICO

Características de este sistema: glucólisis anaeróbica En ejercicios de alta intensidad Obtiene la energía a partir de la degradación de la glucosa  que se produce en ausencia de oxígeno Provoca acumulación de lactato en el músculo

Sistema glucólisis anaeróbica Genera ATP sin la participación de oxigeno Las reacciones enzimáticas se producen en el citisol ,citoplasma o sarcolema. Como resultado de las mismas se generan lactato. Este sistema energético predomina en los gestos deportivos de alta intensidad , pero de mayor duración que los del sistema ATP-PC EJ : atletismo 200- 400 –800 mts. La fuente primaria del lactato es la descomposición de un carbohidrato llamado glucógeno. El glucógeno se descompone y se convierte en una substancia llamada piruvato3 y durante este proceso produce energía. Muchas veces nos referimos a este proceso como energía anaeróbica porque no utiliza oxigeno. Cuando el piruvato se descompone aún más, produce más energía. Esta energía es aeróbica porque este proceso adicional utiliza oxigeno. Si el piruvato no se descompone, generalmente se convierte en lactato.

Sistema glucólisis anaeróbica EL DESARROLLO DE ESTE SISTEMA ES MUY IMPORTANTE PARA DEPORTISTAS. 200 MTS 400MTS 800 MTS.

Sistema aeróbico u oxidativo TERCERA FUENTE DE ENERGÍA QUE UTILIZA EL MÚSCULO Sistema aeróbico u oxidativo

Sistema aeróbico u oxidativo ESTE SISTEMA SI UTILIZA OXIGENO PARA SU FUNCIONAMIENTO. *LAS REACCIONES DE ESTE SISTEMA OCURREN INTEGRAMENTE EN EL INTERIOR DE LA MITOCONDRIA.

Sistema aeróbico u oxidativo Hidratos de Carbono Grasas Proteínas Combustible Químico Utilizado

ESTE SISTEMA PREDOMINA EN TODAS LAS ACTIVIDADES DE BAJA INTENSIDAD Y DE LARGA DURACION EL DESARROLLO DE ESTE SISTEMA ES IMPORTANTE PARA EL INCREMENTO DEL RENDIMIENTO DEPORTIVO

TAMBIEN ES IMPORTANTE PARA MEJORAR LA SALUD SISTEMA AEROBICO TAMBIEN ES IMPORTANTE PARA MEJORAR LA SALUD

RELACION DE LA RESISTENCIA CON LOS SISTEMAS ENERGETICOS ANAEROBICO ALACTICO ANAEROBICO LACTICO AEROBICO COMBUSTIBLE: PC COMBUSTIBLE:GLUCOGENO COMBUSTIBLE: GLUCOGENO , AGL , AA POTENCIA: 3”- 5” POTENCIA : 30” 40” POTENCIA : 3’ 10’ + CAPACIDAD : 15”- 20” CAPACIDAD: 60” 90” CAPACIDAD : MUY LARGA

Clasificación según el tiempo de trabajo Duración Clasificación Energía suministrada por 1 a 4 segundos Anaerobio ATP (en los músculos) 4 a 10 segundos ATP + CP 10 a 45 segundos ATP + CP + glucógeno muscular 45 a 120 segundos Anaeróbica, láctica Glucógeno muscular 120 a 240 segundos (2min a 4min) Aerobio Anaerobio + Glucógeno muscular + ácido láctico 240 a 600 segundos (4min a 10min) Aerobico Glucógeno muscular + ácidos grasos

SISTEMAS ENERGÉTICOS FACTORES A CONSIDERAR ANAERÓBICO ALÁCTICO ANAERÓBICO LÁCTICO AERÓBICO INTENSIDAD MÁXIMA MÁXIMA - SUBMÁXIMA SUBMÁXIMA - MEDIA BAJA DURACIÓN Potencia 4'' a 6'' / 8'' 40'' - 60'' 5' - 15' Capacidad Hasta 20'' Hasta 120'' Hasta 2 - 3 horas COMBUSTIBLE QUÍMICO: ATP/PC ALIMENTICIO: GLUCÓGENO ALIMENTICIO: GLUCÓGENO, GRASAS, PROTEÍNAS ENERGÍA MUY LIMITADA LIMITADA ILIMITADA DISPONIBILIDAD MUY RÁPIDO RÁPIDO LENTO SUB-PRODUCTOS NO HAY ÁCIDO LÁCTICO AGUA Y DIÓXIDO DE CARBONO CUALIDADES MOTORAS ASOCIADAS Velocidad, Fuerza máxima, Potencia Resistencia a la velocidad, Resistencia anaeróbica. Resistencia aeróbica, Resistencia muscular. UTILIZACIÓN Actividades intensas y breves Actividades intensas de duración media Actividades de baja-media intensidad y duración larga OBSERVACIÓN N° 1: ATP/PC N° 2: GLUCÓLISIS N° 3: OXIDATIVO

Ejercicios de potencia anaeróbica. PODEMOS HACER UNA CLASIFICACIÓN DE LOS EJERCICIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA METABÓLICO: Ejercicios de potencia anaeróbica. Ejercicios de resistencia anaeróbica. Ejercicios de potencia aeróbica. Ejercicios de resistencia aeróbica. Potencia: la capacidad de desarrollar la mayor intensidad por unidad de tiempo Resistencia, la capacidad de mantener esa alta intensidad el mayor tiempo posible.

Si todavía no te has perdido, te recuerdo que estamos estudiando cómo el cuerpo obtiene la energía necesaria tanto para vivir como para realizar ACTIVIDAD FÍSICA, es decir estudiamos EL METABOLISMO ENERGÉTICO. ¿Serías capaz de hacer un resumen de lo visto hasta ahora?

UN REPASO DESDE EL PRINCIPIO AHORA UN REPASO DESDE EL PRINCIPIO !!!NO!!! TRANQUILOS ..ERA UNA BROMA ¡OH NO, VAYA TOSTÓN! GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN