METABOLISMO Y BIOENERGETICA (PPTshare)

METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA: 

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

Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosfera: 

Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosfera CELULAS FOTOSINT. CELULAS HETEROTR. 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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CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS SISTEMAS BIOENERGÉTICOS

ENZIMAS: 

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

PROCESOS REDOX: 

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

FASES DEL METABOLISMO: 

FASES DEL METABOLISMO PROTEINAS POLISACARIDOS LIPIDOS AMINOAC. HEX.-PENTOS. AC.GR.- GLIC PIRUVATO ACETIL CoA KREBS NH3 H2O CO2 FASE I FASE II FASE III (ANFIB.) ADP+Pi ATP O2 TR.. ELECTR FOSF.OXID NAD+ NADH+H+ H+ Niacina Piruvato Decarboxilasa Tiamina(B1) FAD+ FADH2 Rivoflavina(B2) H+ Citrato Sintasa Ac.Pantoténico CoA Citrato Transaminasas Piridoxina (B6)

Glucólisis lenta y rápida: 

Glucólisis lenta y rápida Acido pirúvico Acido Láctico LDH Glucólisis rápida Glucosa Acido pirúvico Acetil CoA PDH Glucólisis lenta Krebs O CATC Citoplasma Mitocondria

CICLO DEL ATP - ADP: 

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

METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOS: 

METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOS ATP 6 µmoles/g músculo CP 20 µmoles/g músculo 1) ATP + H2O ADP + Pi + E (46KJ) 2) ADP + PC ATP 3) ADP + ADP ATP + AMP IMP 4) C + Pi PC (en reposo) ATPASA CPK AK NH2 AMP Deaminasa ADP Y AMP + ADP Y AMP y Ph bajo +

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P P P ~ ~ ADENOSINTRIFOSFATO (ATP) C=NH NH P ~ H3CN CH2 COOH C=NH NH H3CN CH2 COOH ADP ATP FOSFOCREATINA CREATINA TRANSFERENCIA DE FOSFATO CPK

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TRANSFERENCIA DE P ALTA ENERGÍA Fosfor.Oxidativa -Glicerol 3-P -Glucosa 6-P -Glucosa 1-6 Bif. -Otras fosforilaciones C ~ P CREATINA P ~ P ~ ATP ADP CICLO ATP-ADP Succinil CoA Fosfoenol-Piruv. 1-3 Bifosfogl

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ENERGÍA DEL SISTEMA FOSFÁGENO EN EL ORGANISMO

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

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

ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA FOSFÁGENO: 

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 y POTENCIA MUSCULAR MEJORAMIENTO DE LA HABILIDAD Y COORDINACIÓN (< GASTO ENERGÉTICO)

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS: 

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

GLUCOLISIS: 

GLUCOLISIS D-GLUCOSA PIRUVATO AC.LACTICO LACTATO + H+ C HO H C OH HO C H H C OH H C OH C H2OH C OOH C = O C H3 C OOH H O C H C H3 C OOH- + H+ HO C H C H3 L- Isomero fisiológico pK= 3,9 disociado a pH=7 PiruvatoDH Niacina

Control de la Glucólisis: 

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

FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE CAPTACION DE GLUCOSA: 

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)

Gluconeogénesis: 

Gluconeog é nesis PIRUVATO PIRUVATO OA ASP MAL. ASP MAL. OA PEPCK GLUC. G 6 P F 6 P F 1-6 DIP PEP P C F 1-6 DIPASA G 6 PASA INSULINA GLUCAGON CATECOL. GLUCOC. + + - - INSUL GLUCAG + - 1 3 6

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GLUCOGENO GLUCOSA- 1 P GLUCOSA- 6 P GLUCOSA UDP-GLUC GLUCOSA - 6 FOSFATASA GLUCOKINASA EXOKINASA FOSFOGLUCO MUTASA GLUCOGENOFOSFORILASA b inact A aciva P FKi FKa P PK A 4 AM Pc 5’ AMP GLUCAG (HEP) ADR.(MUSC) (RTA. L.) GLUCAGON INSULINA GLUCOGENO SINTASA + activa inactiva P GSK GSF INSULINA + PDE + METAB. DEL GLUCOGENO UDP PIRO F FF + - [CA++] (RTA. RAP.) + - + -

Efectos del entrenamiento sobre el sistema glucolítico: 

Efectos del entrenamiento sobre el sistema glucol í tico - > 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 LACTAT O -> [P- Y CH3O-] muscular (>amortiguación) -> [LACT] musc. y sang. Y > TOLERANCIA - > FUERZA MUSCULAR

ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO AEROBICO: 

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

ADAPTACIONES DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS: 

ADAPTACIONES DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS > CONCENTRACIÓN GLUCÓGENO > CONTENIDO ENZ. GLUCOLÍTICAS > UTILIZACIÓN EN EJERCICIO > CONTENIDO TGIM: HASTA 1,8 VECES > CONTENIDO PTAG Y CARNITINA TRANSLOCASA < CONC. DE MALONIL Co-a (INHIB.CARNITINA) > 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

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METABOLISMO LIPÍDICO TG AGL GLIC TG AGL GLIC ADIPOCITO CAPILAR MIOCITO TGIM AGL GLIC LPL LHS ENTEROCITO HEPATOCITO TG AGL GLIC TG AGL GLIC Ins + Catec Gluca Cort STH ACTH ADH MSH T4 + ATP PT CAT Malonil CoA GLUCOSA GLUCOSA GLUCOSA G-3P - Cuerpos Cetónicos LHS Lact Ins C.Cet. -

Metabolismo lipídico Interacción en el adipocito : 

Metabolismo lipídico Interacción en el adipocito GLUCOSA PIRUVATO Alfa Glicero-P TG GLICEROL AGL ACIL-CoA GLICEROL MEMBRANA PLASMÁTICA AGL GLUCOSA SANGRE ADIPOCITO GLUCÓLISIS CICLO TIGLICERIDO- ACIDO GRASO Reesterificación Lactato + Lactato

Metabolismo lipídico Regulación predominante en reposo, en músculo: 

Metabolismo lipídico Regulación predominante en reposo , en músculo CICLO GLUCOSA-ACIDOS GRASOS (DE RANDLE) AGL PTAG -AGL Acil CoA Acil CoA Acetil CoA Piruvato Piruvato PDH Glucosa Glucosa 6-P Fructosa 6-P Fructosa 1-6-P Glucógeno PFK CAT I CAT II Citrato - - - CITOPLASMA MITOCONDRIA CTC BETAOXIDACIÓN PTAG PLASMA MIOCITO

Metabolismo lipídico Regulación predominante en ejercicio, en músculo: 

Metabolismo lipídico Regulación predominante en ejercicio , en músculo AGCL AGCL Acetil CoA Piruvato CAT I CAT II Citrato - MITOCONDRIA CTC BETAOXIDACIÓN Malonil CoA - Acetil CoA ACC GLUCOSA INSULINA + ADRENALINA AGCM AGCM GLUCÓGENO GLUCÓLISIS PTAG TGIM AGL ligado a Albúmina PLASMA MIOCITO

Efecto de la Intensidad del Ejercicio sobre el Metabolismo de las Grasas: 

Efecto de la Intensidad del Ejercicio sobre el Metabolismo de las Grasas Durante el ejercicio de baja intensidad a entre el 50 al 70 % del VO2 máx. la fuente de energía principal parece provenir de las grasas , en tanto a intensidades superiores al 85 % del VO2 máx . la provisión fundamental proviene de los carbohidratos . A estas intensidades además del incremento de Malonil coA , se observa: el incremento de las concentraciones de lactato y la reducción del flujo sanguíneo en el tejido adiposo , y el reclutamiento incrementado de fibras tipo II (glucolíticas)

LEPTINA Y EJERCICIO: 

LEPTINA Y EJERCICIO LEPTINA TEJIDO ADIPOSO LEPTINA PLASMÁTICA HIPOTÁLAMO R Ob-R SACIEDAD RTA. 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 Sme.Resistencia a leptina en Obesos

ADAPTACIONES SANGUÍNEAS: 

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

ADAPTACIONES MUSCULARES: 

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. QO 2 h/ 2,7 VECES (h 4 l/h/g) > SENSIBILIDAD A INSULINA < [MALONIL Co A] (- ) de Carnitina Transferasa AUMENTO DE LPL MUSCULAR

OTRAS ADAPTACIONES METABÓLICAS: 

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= VCO 2 /VO 2, EN ESFUERZO SUBMÁXIMO ( ) Y MAXIMO ( ) POR > UTIL. DE AGL INCREM. DE LA DIFER. ARTERIO-VENOSA DE O 2 CAMBIOS EN VO 2 MAX. EN EJERC. SUBMAX. ( ) Y MÁXIMO ( ) CAMBIOS EN LAS ENZIMAS PRESENTES EN LA SANGRE (CPK-LDH-ALDOLASA- GOT-GPT) Y DE OTROS COMPON.

FACTORES FISIOLOGICOS QUE DETERMINAN LA CAPACIDAD AEROBICA: 

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

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FACTORES FISIOLOGICOS PARA LA PERFOMANCE DE RESISTENCIA CAPACIDADES DE PERFOMANCE CAPACIDADES FUNCIONALES COMPONENTES MORFOLOGICOS 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

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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

FENOMENOS CONCOMITANTES PARA LA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICO: 

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. t é rmicos C) FENOMENOS NEUROMUSCULARES -FIBRAS ST (I) VT1 -FIBRAS FT (II) VT2 D) FENOMENOS NEUROENDOCRINOS -PICO DE CATECOLAMINAS