CLBF

METABOLISMO Y METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA BIOENERGETICA DE LA

ACTIVIDAD FISICAACTIVIDAD FISICA

Dr. Carlos Benítez Franco

CLBF

Ciclo del Carbono y el Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosferaOxígeno en la biosfera

CELULASFOTOSINT.

CELULASHETEROTR.

GLUCOSA

O2

H2O

CO2

ENERGIA SOLAR

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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

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ENZIMASENZIMAS

HOLOENZIMA

COFACTORENZIMATICO

-IONES: Mg++Mn++Cu++ Zn++Na+K+

-COENZIMAS: FAD-FMN (B2) NAD-NADP (PP) CoA (Ac.Pantot.)

-GRUPOS PROST: HEM (Catal)

APOENZIMA

APOCOF

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PROCESOS REDOXPROCESOS REDOX

METABOLISMO INTERMEDIO

SINTESIS=ANABOLISMO DEGRADAC.=CATABOLISMO

-ATP +

-NADH+H+-NADPH+H+-FADH2-FMNH2

-NAD+-NADP+-FAD+-FMN+

COENZ.REDUC.

COENZ.OXIDAD

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FASES DEL METABOLISMOFASES DEL METABOLISMOPROTEINAS POLISACARIDOS LIPIDOS

AMINOAC. HEX.-PENTOS. AC.GR.- GLIC

PIRUVATO

ACETIL CoA

KREBS

NH3 H2O CO2

FASE I

FASE II

FASE III(ANFIB.)

ADP+PiATP

O2TR.. ELECTR

FOSF.OXID

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CICLO DEL ATP - ADPCICLO DEL ATP - ADP

CATABOLISMO

ATPADP

O2COMB.

CO2 H2O

TRABAJOMECANICO

TRABAJO DE TRANSP.

TRABAJODE BIOSINT.

Pi

Pi

Pi

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METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOSFOSFAGENOS

ATP 6 µmoles/g músculo

CP20 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

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

REPOSO EJ.MOD EJ.INT.

2

8

2

4

2

0,050

1

2

3

4

5

6

7

8

[ ATP-CP](mg %)

REPOSO EJ.MOD EJ.INT.

SITUACION

ATP

CP

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ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA FOSFÁGENODEL 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)

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METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

1) GLUCOLISIS 2) GLUCONEOGENESIS 3) GLUCOGENOGENESIS 4) GLUCOGENOLISIS 5) GLUCOGENESIS

ATP

GLUCOGENO

GLUCOSA

PIRUVATO LACT

HEPATOCITO

152

3 4INS

GLUCAGCATECOL

INS

GLUCAGCATECOLSTH

GLUCAG.

+

INS +

-

-

+

INS-

+

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GLUCOLISISGLUCOLISIS

D-GLUCOSA PIRUVATO AC.LACTICO LACTATO + H+

CHO

HCOH

HOCH

HCOH

HCOH

CH2OH

COOH

C = O

CH3

COOH

HOCH

CH3

COOH- + H+

HOCH

CH3

L- Isomerofisiológico

pK= 3,9disociado a pH=7

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Control de la Control de la Glucólisis Glucólisis

A) ENZIMAS LIMITANTES

B) DISPONIBILIDAD DEL SUSTRATO

-EXOKINASA KM: 100µM

-GLUCOKINASA KM: 10 mM

MUSC. HEP. Y MUSC.

-PFKADP - Pi - AMP

CITR. - ATP - AGCL

-PIRUVATOKINASA

-PIRUV.DH -LDH (> actividad) AEROBICA ANAEROBICA

[GLUCOSA] p: 5 mM

INSULINA

+

INSULINA+

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FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE CAPTACION DE VELOCIDAD DE CAPTACION DE GLUCOSAGLUCOSA1) 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)

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GluconeogGluconeogéénesisnesis

PIRUVATO

PIRUVATO

OA

ASP MAL.

ASP MAL.

OAPEPCK

GLUC. G 6 P F 6 P F 1-6 DIP PEP

P C

F 1-6 DIPASAG 6 PASA

INSULINAGLUCAGONCATECOL.GLUCOC.

+ +- -

INSUL

GLUCAG+

-

1 3 6

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GLUCOGENOGLUCOGENO

GLUCOSA- 1 P

GLUCOSA- 6 P

GLUCOSA

UDP-GLUC

GLUCOSA - 6FOSFATASA

GLUCOKINASAEXOKINASA

FOSFOGLUCOMUTASA

GLUCOGENOFOSFORILASA

binact

Aaciva P

FKi

FKa P

PK A

4 AM Pc 5’ AMPGLUCAG(HEP)ADR.(MUSC) (RTA. L.)

GLUCAGON INSULINA

GLUCOGENO SINTASA

+

activa inactiva P

GSK

GSF

INSULINA+

PDE

+

METAB. DEL GLUCOGENOMETAB. DEL GLUCOGENO

UDP PIRO FFF

+-

[CA++](RTA. RAP.)

+

-

+-

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Efectos del entrenamiento Efectos del entrenamiento sobre el sistema sobre el sistema glucolglucolííticotico- > 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

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ADAPTACIONES AL ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO AEROBICOENTRENAMIENTO AEROBICO

CARDIOVASCULARESRESPIRATORIASSANGUÍNEASMUSCULARESDE LAS FUENTES ENERGÉTICASMETABÓLICAS

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ADAPTACIONES DE LAS ADAPTACIONES DE LAS FUENTES ENERGÉTICASFUENTES 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)

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LEPTINA Y EJERCICIOLEPTINA Y EJERCICIO

LEPTINA TEJIDO ADIPOSO

LEPTINA PLASMÁTICA

HIPOTÁLAMO

R Ob-R

SACIEDADRTA. INMUNE

LIB.FACT.CRECIM. DESARR. SEXUAL

LIB.CORTISOL

R BETA3

+

-

-EJERCICIO-DIETA HIPOC.-PERD. PESO

-FNT-OBESIDAD

+

LEPTINA

PLAQUETAS

R BETA3

CATECOLAM.

+

AGREGACIÓN LEPTINA = SACIEDAD

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ADAPTACIONES SANGUÍNEASADAPTACIONES 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

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ADAPTACIONES MUSCULARESADAPTACIONES 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)

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OTRAS ADAPTACIONES OTRAS ADAPTACIONES METABÓLICASMETABÓLICAS

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.

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FACTORES FISIOLOGICOS QUEFACTORES FISIOLOGICOS QUEDETERMINAN LA CAPACIDAD DETERMINAN LA CAPACIDAD AEROBICAAEROBICA

FACT. SANG.

FACT. CARD RESPIR

FACT. MUSC.

FACT. METAB.

FACT. BIOMEC

GLOB.R. VMC % FSTI DEPOS. LIP.GLU

ECON. MOVIM

HTO. CAPIL. DENS. MITOC.

[LACT.]

DISTRIB POT. Y TECN.

HB. F.RESP. ENZ.CL. (ICDH)

TRANS. AE-AN. (UL-UV)

VOLUM PLASM.

% VO2 MAX.

CAPAC. BUFFER

RESISTENCIA AEROBICA

CORTA MEDIA LARGA 3-10’ 10-30’ > 30’

CLBF

Títu lo d e l d iag ram a

R E S . a l M O V IM

V O 2 d e P E R F .

D E N S .C A P . V O L .S IS T. A C T. E N Z . A E R

V O 2 M A X . D IS T.P O T.y TE C N % F .S TI

V O 2 U .L . E C O N .M O V . E F IC .M E C A N .

P O T.o V E L . U .L .

P O T. d e P E R F .

V E L .d e P E R F O M

FACTORES FISIOLOGICOS PARA LA PERFOMANCE DE RESISTENCIA

CAPACIDADESDE PERFOMANCE

CAPACIDADESFUNCIONALES

COMPONENTESMORFOLOGICOS

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

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- < [LACT] c/ >VEL. U.L.

-DIFERENCIAS GENETICAS?

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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.

40-60% VO2 MAX 70-90% VO2 MAX

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FENOMENOS CONCOMITANTES PARA FENOMENOS CONCOMITANTES PARA LA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICOLA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICO

A) FENOMENOS METABOLICOS-VO2-VCO2-CO3- HB - ANHIDRASA CARBONICA-GLUCOG.-GLUC.- PIRUVATO - LACTATO-ATP - ENZ. OXIDATIVAS - ENZ. GLUCOLITICASB) 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