Particularidades de los Sistemas Energéticos Sistema anaeróbico aláctico Sistema anaeróbico láctico Sistema aeróbico Producción: Araceli Serna Gutiérrez

En las cabezas de miosina Imaginar todo el proceso de contracción en la célula y miofibrilla. La fuente de energía inmediata para la actividad muscular es la reacción de desintegración del ATP ¿cuál ATP? Almacenado En las cabezas de miosina ATP+H2O ADP + H3PO ATP-asa Miosina + Liberación de Energía Durante la hidrólisis del enlace macroérgico terminal del ATP se desprende una cantidad de energía que oscila entre 30 y 46kj por 1 mol de ATP. Kj????? Mol??? Mmjj ya empezamos!

Mol= Es la cantidad de una sustancia que contiene 6 Mol= Es la cantidad de una sustancia que contiene 6.022 X 1023 unidades de dicha sustancia 1Mol de H= 6.022 X 1023 átomos de H 1Mol de H2O= 6.022 X 1023 átomos de H2O 1Mol = Peso atómico o Peso molecular de una sustancia. Peso atómico: lo podemos tomar de la tabla periodica en gramos. Peso Molecular: es la suma de los pesos atómicos de los átomos de un compuesto Mol Gramos ATP 507 Cr 131.13 CrP 210.10 Glucosa 180 Ácido Láctico 573 1Kj 4.2Kcal

2.53g ATP por cada kg de músculo Durante la hidrólisis del enlace macroérgico terminal del ATP se desprende una cantidad de energía entre 7.1 kcal y 10.95kcal aprox por cada 507g de ATP (1 mol de ATP) 2.53g ATP por cada kg de músculo Cuanto ATP tenemos almacenado?? (participación) 5mMol por kg de músculo. 1Mol ATP 1000mMol 1mM ATP 0.001Mol 1Mol ATP = 1000mM 507g 5mM ATP ? 1000mM ATP 507g

Sistema Anaeróbico Alactico Combustible: -Creatínfosfato ó Fosfocreatina(CrP) -ADP Enzima necesaria: Creatinfosfoquinasa Lugar donde se realiza: “En las miofibrillas” Este es el primer sistema en intervenir para la producción de ATP y transcurre con velocidad máxima hasta que se agoten las reservas CrP. Cuantas reservas de CrP tenemos en los musculos?? Metabolitos Macroenergéticos Conc. en músculos mM/Kg Conc. en músculos g/kg CrP 15-16 ATP 4-6 3.15 – 3.36 2.02 -3.

Y ese ATP producido hacia donde se va o para que sirve.....’? Pc + ADP ATP + c Y ese ATP producido hacia donde se va o para que sirve.....’? Viaja hacia el miofilamento grueso hacia las cabezas de miosina para que se pueda llevar a cabo la contracción muscular.

Contracción Muscular

¿Qué es la Fosfocreatina? Creatina: Biomolécula Sencilla (C4H9O2N3), también denominada ácido guanidinacético. Es un aminoácido muy especial pues no entra en la composición de las proteínas (no forma proteínas); sino es un producto final del metabolismo de la glicina, de la arginina y de la metionina. La característica principal de esta substancia es que es capaz de unirse con una molécula de ácido fosfórico formando un enlace de alta energía con el fósforo. El producto resultante es la fosfocreatina (P Cr).   En el músculo la creatina se encuentra en un 40% en forma aislada y el 60% restante en forma de fosfocreatina, es decir, en la forma cargada energéticamente. En un hombre de 70 Kg. de peso corporal hay unos 120 gramos totales de creatina  

Fosfocreatina: (C4H9PO5N3) también denominada ácido creatin-fosfórico y creatin-fosfato Es la reserva más abundante de energía en forma de enlaces fosfato que hay en el músculo y el mecanismo más rápido para recuperar el ATP. La cantidad de P Cr es una de la limitaciones más importantes en el rendimiento muscular en actividades de alta potencia. La disponibilidad de creatina libre se ha considerado fundamental para la recuperación de la fosfocreatina. Los últimos estudios demuestran que el uso de fosfocreatina empieza a disminuir después de 2 segundos de ejercicio máximo.

Pc + ADP ATP + c *Al agotarse las reservas de Pc en los músculos aprox en una tercera parte la velocidad de la reacción comienza a disminuir. Al tiempo de 29s las reservas de Pc casi estan agotadas y por lo tanto la obtencion de ATP por este sistema es muy lento. *La reacción de la creatinofosfoquinasa es facilmente reversible. *Tan pronto como la producción de ATP por medio de la creatinofosfoquinasa empieze a decaer la glucolisis anaerobia comenzara a desepeñar su función (a los 30 s’) ¿Como sabe la célula cuando iniciar el sitema de glucolisis anaerobica? Las enzimas fosforilasa y hexoquinasa se empiezan a activar cuando detectan una alta concentración de ADP y fosfato inorgánicoen en el sarcoplasma

Sistema Anaeróbico Láctico Combustible: Glucogeno o glucosa Enzima necesaria: Varias (10) Hexoquinasa,fosforilasa, Fosfofructoquinasa, Piruvatoquinasa, Lactato deshidrogenasa Lugar donde se realiza: En el sarcoplasma Durante este proceso los reactivos o combustibles (glucogeno y glucosa) se desintegran por medio de las enzimas hasta que se forma ácido láctico y ATP. Al fin del primer minuto este sistema esta trabajando a velocidad máxima y es la fuente principal de ATP. Sin embargo, con la duración del ejercicio, el agotamiento de las reservas de glucogeno y la disminución de la actividad de las enzimas debido a la producción de ácido láctico, provocan la caída de la velocidad.

Cantidad Aproximada de Ácido Láctico y ATP que se produce Por kg de tejido muscular Por peso corporal total mMol (30kg de musculo) Ácido láctico formado(g) 2 - 2.3 60 - 70 ATP producido (mM) 33 - 38 1000 - 1200 ATP producido (g) 16.731 – 19.22 507- 608.4 Glucogeno o glucosa ATP + Ácido Láctico

¿Qué pasa con el ATP producido? Este viaja desde el sarcoplasma hasta la miofibrilla especificamente al miofilamento grueso, especificamente a la cabeza de miosina donde es hidrolizado para generar energía y se pueda dar la contracción.

¿Qué pasa con el ácido láctico producido? Una parte de él se reconvierte a ácido piruvico (lactate shuttle o mecanismo puente de transporte de lactato)(en la célula muscular*) Se convierte a glucosa en el hígado (gluconeogenesis) En su viaje hacia el hígado, cuando sale hacia la sangre puede toparse con el sitema buffer Se acumula en el músculo (celula muscular)

Una parte de el ácido láctico se reconvierte a ácido piruvico (lactate shuttle o mecanismo puente de transporte de lactato) La ultima de las 10 reacciones de la glucolisis anaérobica es reversible. Ácido pirúvico Ácido Láctico * Una vez que el ácido láctico (debido a que reacciona con el oxígeno inhalado) es reconvertido a ácido pirúvico (citoplasma) este entra a la mitrocondria para ser convertido a Acetil Co-A y de ahí pasar hacia los demas procesos. *Esto puede suceder en el sarcoplasma de la propia célula en la que tuvo lugar la producción de ácido láctico (F IIA ó F IIB), o bien en otras células del organismo (FI).

Se convierte a glucosa (gluconeogenesis) (en el hígado) 2.El A. Láctico llega al hígado y se convierte a glucosa, la cual se vacía hacia la sangre para su uso en las células 1.Músculo produce ácido láctico y se vierte a la sangre Celula muscular Celula hepatica Sangre Glucosa Glucosa ** Piruvato Piruvato Ácido Láctico Ácido Láctico

Todo esto con la finalidad de no almacenar tanto ácido láctico Celula hepatica Sangre muscular Sistema Tampon El ácido láctico atravieza facilmente la membrana celular de los musculos trabajando y se transporta hacia la sangre En la sangre se pone en interacción con el sistema tampón de bicarbonato (buffer o tampon) El ácido láctico es amortiguado por la reacción con bicarbonato de sodio. Con lo cual los iones hidrógeno(los que dan la acidez) son eliminados formando Lactato, agua y CO2 Sistema Tampon NaHCO3 + CH3CH/OH/COOH CH3CH/OH/COONa + H2O + CO2 Bicarbonato de sodio Ácido láctico Agua Dioxido de carbono Lactato Todo esto con la finalidad de no almacenar tanto ácido láctico

*Las enzimas y proteínas pierden su función a un pH ácido Se acumula Se dice que la acumulación de ácido láctico produce la fatiga muscular, debido a: *Las enzimas y proteínas pierden su función a un pH ácido La troponina se ve afectada, y se imposibilita la formación del complejo actomiosina. Ácido Láctico El aumento de ácido láctico en el sarcoplasma de los musculos produce un cambio de presión osmótica. En este caso el agua proveniente del medio intracelular, llega al interior de las fibras musculares provocando su hinchamiento y rigidez

El aumento de la ácidez, la elevación de la presión de CO2, y el consumo del glucógeno intensifican la ventilación pulmonar y el suministro de oxígeno a los musculos (celulas) trabajando. Provocando que se inicie asi el ?? Sistema Aeróbico

Sistema Aeróbico Glucogeno Glucosa Grasa ATP Proteínas Combustible: Glucogeno, glucosa, grasas y puede llegar hasta proteínas Enzima necesaria: Varias (10) Hexoquinasa,fosforilasa, Fosfofructoquinasa, Piruvatoquinasa, deshidrogenasa, complejos enzimaticos I, II, III..etc Lugar donde se realiza: En el sarcoplasma y la mitocondría (la mayoría de los procesos se realiza en la mitocondría) Durante este proceso los reactivos o combustibles (glucogeno, glucosa, grasas y proteínas) se desintegran (catabolismo) por medio de las enzimas hasta que se forma ATP. Glucogeno Glucosa Grasa Proteínas ATP Procesos metabolicos

Una vez producido el ATP por medio de este sistema, este sale de la mitocondria con ayuda de una enzima(isoenzima) llamada creatinofosfoquinasa, la cual la transporta hasta la miofibrilla Por kg de tejido muscular Por peso corporal total mMol (30kg de musculo) Glucogeno en los músculos(g) 13-15 400 - 450 ATP producido (M) 2.8 - 3.2 87 - 98

ADP + ADP ATP + AMP Reacción de la mioquinasa *Otra forma de obtener ATP Se desarrolla en los músculos con el aumento considerable de la concentración de ADP. ATP+H2O ADP + H3PO ATP-asa Miosina + Liberación de Energía ADP + ADP ATP + AMP Tal situación surge con una fatiga muscular, cuando la velocidad de las reacciones de producción de ATP no es igual a la velocidad de su hidrólisis. Por eso puede considerarse como un mecanismo de emergencia. Tambien es considerada un intensificador metabólico ya que un aumento en la concentración de AMP es una señal para que la fosfofructoquinasa y de este modo aumentar la velocidad de la glucolisis

Aerobio% Láctico % Aláctico% 5 10 20 25 40 60 70 80 90 99 30 50 35 27 18 9 1 85 15 3 2 - 0 a 2’’ 20’’ a 35’’ 35’’ a 1’ 1’ a 2’ 2’ a 5’ 5’ a 10’ 10’ a 35’ 35’ a 90’ 90’ a 6h + de 6h Recuerden que esto es de manera muy general, depende mucho del atleta y de su entrenamiento. Si se fijan algunos porcentajes no se relacionan del todo con el tiempo, esta tabla es solo para que se den una idea de que utilizamos los tres sistemas.