METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA

Presentación del tema: "METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA"— Transcripción de la presentación:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

14 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.: < CAPT. GLUC. > LIBER. AGL (EF. RANDLE) > PROD.HEPAT -STH: EF. BIFASICO: AGUDO: SIMIL INS. CRONIC (ACROMEG.): < CAPT < SENS INSUL > LIB AGL (DBT II)

15 Gluconeogénesis 1 3 6 GLUC. G 6 P F 6 P F 1-6 DIP PEP PIRUVATO - INSUL
G 6 PASA F 1-6 DIPASA INSUL GLUCAG PEPCK + - - + OA INSULINA GLUCAGON CATECOL. GLUCOC. + ASP MAL. ASP MAL. La gluconeogénesis es el proceso por el cual se reconvierten en glucosa algunos precursores no glucidicos. OA P C PIRUVATO

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

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

19 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) GLUCÓGENO GRASAS PROTEÍNAS

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

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

22 ADAPTACIONES MUSCULARES
CAMBIOS EN LOS SUBTIPOS DE FIBRAS SIN CAMBIOS EN LOS PORCENTAJES HIPERTROFIA DE FIBRAS ST AUMENTO DE CAPILARES h/10-15% AUMENTO DE MIOGLOBINA h/ 80% CAMBIOS EN LA FUNCIÓN MITOCONDRIAL (> TAMAÑO 35 % > No 15 %) INCREM. ENZ. OXID. (CT-CS-SDH-MDH) INCREM. QO2 h/ 2,7 VECES (h 4 l/h/g)

23 OTRAS ADAPTACIONES METABÓLICAS
DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA, DEL UMBRAL LACTICO Y DE LA CAPACIDAD MÁXIMA DE ACUMULACIÓN DE LACTATO CAMBIOS EN LA RELACIÓN DE INTERCAMBIO GASEOSO: R= VCO2/VO2, EN ESFUERZO SUBMÁXIMO ( ) Y MAXIMO ( ) POR > UTIL. DE AGL INCREM. DE LA DIFER. ARTERIO-VENOSA DE O2 CAMBIOS EN VO2 MAX. EN EJERC. SUBMAX. ( ) Y MÁXIMO ( ) CAMBIOS EN LAS ENZIMAS PRESENTES EN LA SANGRE (CPK-LDH-ALDOLASA- GOT-GPT) Y DE OTROS COMPON.

24 FACTORES FISIOLOGICOS QUE DETERMINAN LA CAPACIDAD AEROBICA
RESISTENCIA AEROBICA CORTA MEDIA LARGA 3-10’ ’ > 30’

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

26 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 - < [LACT] c/ >VEL. U.L. -DIFERENCIAS GENETICAS?

27 TRANSICION AEROBIA - ANAEROBIA
U. AER U. ANAER. FASE 1 VE FEO2 FECO2 =LACTATO PRED. ST I FASE 2 VE FEO2 FECO2 LACTATO FASE 3 VE FEO2 FECO2 LACTATO PRED. FT II 40-60% VO2 MAX % VO2 MAX

28 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