TEMA 5 METABOLISMO ENERGÉTICO

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1 TEMA 5 METABOLISMO ENERGÉTICO

2 CONCEPTO DE FISIOLOGIA
Fisiología: Estudio de las interrelaciones entre las células, tejidos y órganos que a su vez forman el cuerpo humano. Fisiología del ejercicio: Trata de establecer las bases fisiológicas y las adaptaciones del cuerpo cuando es sometido a ejercicio físico.

3 SISTEMAS ENERGÉTICOS Y METABOLISMO DE LOS FOSFÁGENOS
El músculo esquelético se va a satisfacer de las reservas del organismo o de los nutrientes que se introducen. Lo que nos interesa es que esas reservas se transformen en energía mecánica (ATP) en movimiento, y que no se transformen en calor.

4 ATP Gracias al ATP se produce el movimiento, es la única forma utilizable de energía para la contracción muscular. ATP: molécula formada por la unión de una base nitrogenada (adenina), un monosacárido de 5 carbonos (Ribosa-pentosa) y 3 enlaces fosfatos. Dependiendo de la energía que necesite se rompe 1 ó 2 enlaces.

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6 SISTEMAS ENERGETICOS El músculo esquelético tiene 3 fuentes de energía: Sistema anaeróbico aláctico (sistema de los fosfágenos): formado por la PC y ATP. Ejercicios de gran potencia, es decir, elevadísima intensidad y pocos segundos de duración. Sistema anaeróbico láctico (glucólisis anaeróbica): formado por la glucólisis anaeróbica que produce ácido láctico. Actividades de aproximadamente 60 segundos a la máxima intensidad posible. Sistema aeróbico u oxidativo: HC, grasas y proteínas. Actividades de más de 120 seg.

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8 METABOLISMO DE LOS FOSFÁGENOS
En el músculo tenemos ATP y PC pero en poca cantidad: ATP: 0’5 seg PC: 2 seg En un ejercicio muy corto e intenso no se genera ATP, sino que se consume el ATP que hay en el músculo ATP + H2O ---> ADP + Pi ATPasa Cuando se consume el ATP se puede utilizar la PC para producir ATP. ADP+PC --->ATP+C Creatín quinasa

9 Esta acción de recuperar ATP se realiza cuando se produce la realización de esos ejercicios cortos e intensos. Si realizo un período de descanso lo que se produce es la resintetización de la PC. También se puede recuperar ATP cuando prolongo el ejercicio a menor intensidad, este ATP se produce mediante glucólisis y ese ATP inhibe a la creatínquinasa.

10 METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO EN EL EJERCICIO
HC: glucosa, galactosa, fructosa... La glucosa se absorbe directamente a nivel del intestino delgado por cotransporte activo Na-glucosa y ayudado de la insulina Glucosa Intestino glucosa glucosa glucosa 6P Posteriormente y en función de las necesidades energéticas del organismo la glucosa 6P puede: Reconvertirse en glucosa y salir de la célula hepática hacia otras células del organismo (músculo esquelético) Oxidarse en el ciclo de Krebs y cadenas de electrones para formar el ATP necesario para mantener la función hepática. Almacenarse en forma de glucógeno en el hígado. Degradarse en acetil-CoA para la posterior conversión en ácidos grasos.

11 Durante el ejercicio el glucógeno hepático se convierte en glucosa que pasa a la sangre (glucemia aumenta o permanece estable, sólo disminuye en ejercicios intensos de muy larga duración) El aporte de glucosa al músculo durante el ejercicio se realiza principalmente desde el glucógeno hepático (400g.), y en menor medida glucógeno muscular (100g.) Sólo los hidratos de carbono pueden realizar la glucólisis anaeróbica (sin oxígeno) 2 enzimas claves (hexoquinasa y fosfatasa)

12 GLUCÓLISIS ANAERÓBICA
Catabolismo de la molécula de glucosa para formar 2 moléculas de ácido pirúvico. Catalizado por diferentes enzimas.

13 Ciclo de krebs: Continua con el metabolismo del piruvato producido desde la glucosa (así como lípidos y proteínas), mediante la formación de la acetil-CoA. Función principal: liberar electrones (hidrogeniones) de la molécula de glucosa pasando posteriormente a la cadena respiratoria de las mitocondrias mediante el NAD+ y FAD, produciendo gran cantidad de energía. Fosforilación oxidativa: Transporte de electrones extraídos del hidrógeno que son pasados al oxígeno. Es el proceso mediante el cual se sintetiza ATP durante la transferencia de los electrones de NADH y FADH al oxígeno molecular.

14 Control de la glucólisis durante el ejercicio (enzimas que limitan el ciclo):
Fosfofructoquinasa (PFK): Cataliza el paso de Glucosa 6P a Fructosa 1’6 difosfato. Cuando tengo mucho ATP (también niveles elevados de ácidos grasos o de citrato) inhibo la PFK con lo cual se enlentece la glucólisis. Cuando disminuye el ATP, la PFK responde con el fin de aumentar la producción de energía al inicio de la contracción muscular. Lactatodeshidrogenasa (LDH): Pasa el piruvato a ácido láctico. Está en las fibras rápidas II. Fosforilasa: Ayuda a pasar el glucógeno a glucosa Disponibilidad de sustratos: no tener glucógeno o glucosa almacenado va a limitar la glucólisis.

15 Efectos del entrenamiento en la glucólisis:
Entrenamiento de resistencia no parece tener efectos sobre las enzimas glucolíticas (no efectos sobre la PFK), porque a > resistencia >nº de mitocondrias >ATP y por lo tanto + vía aeróbica. La actividad de la enzima hexoquinasa (encargada de pasar la glucosa a glucosa 6P y dejarla dentro del músculo) aumenta, con lo cual facilita la entrada la entrada de azúcares desde la sangre al músculo. Disminuye la actividad de la LDH, lo que hará que disminuya la producción de lactato.

16 GLUCOGENOLISIS Significa ruptura de glucógeno y depende de la enzima Fosforilasa. La Fosforilasa se inactiva con concentraciones elevadas de ATP y glucosa 6P.

17 GLUCOGÉNESIS Significa síntesis de glucógeno o hidratos de carbono a partir del piruvato. Es la ruta central del metabolismo de los hidratos de carbono y sigue el sentido inverso a la ruta metabólica de la glucólisis, excepto en tres etapas de la vía que se superan con reacciones alternativas.

18 NEOGLUCOGÉNESIS O GLUCONEOGÉNISIS
Síntesis de glucosa a partir de glicerol, lactato o aminoácidos, es decir, todos aquellos compuestos que no son hidratos de carbono Ciclo de cori Ciclo alanina-glucosa

19 METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
Son la despensa energética principal del organismo. Conforme la duración del ejercicio aumenta, aumenta también el protagonismo de los lípidos y por lo tanto más glucógeno muscular y hepático ahorramos. Los ácidos grasos que se utilizan pueden provenir de varias fuentes: ácidos grasos libres (adipocitos), lipoproteinas circulantes o triglicéridos almacenados en la célula muscular.

20 Triglicéridos: es un almacén de ácidos grasos (unión de glicerol+ácidos grasos). Las catecolaminas y la GH son las principales responsables en el inicio de la glucólisis estimulando a la lipasa hormona sensible que descompondrá los triglicéridos. *El Glicerol va al ciclo de la neoglucogénesis. Glicerol+alanina+lactato=glucógeno. Glicerol y ácidos grasos pasan a la sangre donde se une al transportador albúmina De la sangre los ácidos grasos pasan al músculo donde se unirá a CoA, formando acil-CoA

21 El acil-CoA debe entrar en la doble membrana de la mitocondria para su oxigenación, ayudado por la enzima de la carnitina (carnitín-translocasa), convirtiéndose primero en acil-carnitina y posteriormente nuevamente acil-CoA que será oxidado por ß- oxidación convirtiéndose en acetil-CoA para que pueda entrar en el ciclo de Krebs.

22 El entrenamiento de resistencia produce un aumento de la enzima lipasa hormona sensible (en un entrenado, la actividad de la enzima es de un 70% +). También tienen más mitocondrias. Los ácidos grasos son principalmente activados en las fibras tipo I. Estas fibras se van a reclutar cuando el ejercicio sea moderado con lo cual se va a activar esta vía. Los productos de degradación de los ácidos grasos (cuerpos cetónicos) también se utilizan. Se utilizan en una proporción muy pequeña, pero las personas entrenadas en resistencia cuando se les acaba todo son capaces de utilizarlos como fuente energética.

23 METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS
Durante muchos años se ha creído que no actuaban como productoras de energía. En los últimos años son consideradas como productoras de E en ejercicios muy prolongados. Representan del 3 al 18% de la energía total. En ejercicios de menos de 1 hora son intranscendentes. Tienen que ser ejercicios muy prolongados en los que cuando se empieza a utilizar proteínas empiezan a aumentar los aa alanina, leucina y urea (excretada por riñón)

24 Cuando el ejercicio físico se prolonga en el tiempo el catabolismo de las proteínas se puede poner en marcha mediante la aparición en sangre de: A) Producción de amonio B) Producción de urea C) Oxidación de aminoácidos A) Se relaciona con la intensidad del ejercicio. La producción de amonio es mayor cuando se utiliza más ATP del que se produce. B) La producción de urea aumenta durante esfuerzos de larga duración. El ciclo de la urea es capaz de aclarar de la sangre el amoniaco y otros compuestos. C) Es muy difícil comprobar realmente la oxidación de los aminoácidos como aporte energético a los procesos metabólicos que se desarrollan durante el ejercicio físico.

25 Necesidades nutricionales:
0,8 g/Kg Aumentará durante el crecimiento, la gestación, enfermedades, estrés. Disminuirá con la edad. Deportistas (1,2-2 g/Kg) Por lo tanto la suplementación con productos proteicos no será necesaria si se tiene una dieta rica, equilibrada y variada. Es muy importante para la oxidación de las proteínas tener un buen depósito de glucógeno y buena disposición de hidratos de carbono.

26 INTERACCIÓN DE LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS DURANTE EL EJERCICIO
Intensidad del ejercicio: al aumentar la intensidad del ejercicio, aumenta la contribución de los hidratos de carbono. Intensidades superiores al 75% del VO2 máx es fundamental la utilización de los hidratos de carbono. A un 50% utilizó más los lípidos. Duración: Conforme aumento la duración del ejercicio la intensidad decrece y las grasas harían su contribución principal. Si aumenta mucho el tiempo utilizaríamos proteínas. Condición física: conforme se está más adaptado al entrenamiento, se aumenta la utilización de los ácidos grasos y se preserva el glucógeno, lo que puede conllevar a ayudar a retrasar la fatiga

27 Niveles de hidratos de carbono preejercicio: si yo parto con depósitos llenos de glucógeno hepático y muscular, se retrasa la aparición de la fatiga. A un ritmo de maratón tendríamos glucógeno para 2 horas. Última comida preejercicio: es importante realizar una comida 2 horas antes del ejercicio rica en hidratos de carbono. Tª ambiental: la tasa de utilización de glucógeno muscular es mayor ante temperaturas elevadas