CLBF METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA Dr. Carlos Benítez Franco.
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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
CLBF
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
CLBF
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
CLBF
PROCESOS REDOXPROCESOS REDOX
METABOLISMO INTERMEDIO
SINTESIS=ANABOLISMO DEGRADAC.=CATABOLISMO
-ATP +
-NADH+H+-NADPH+H+-FADH2-FMNH2
-NAD+-NADP+-FAD+-FMN+
COENZ.REDUC.
COENZ.OXIDAD
CLBF
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
CLBF
CICLO DEL ATP - ADPCICLO DEL ATP - ADP
CATABOLISMO
ATPADP
O2COMB.
CO2 H2O
TRABAJOMECANICO
TRABAJO DE TRANSP.
TRABAJODE BIOSINT.
Pi
Pi
Pi
CLBF
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
CLBF
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
CLBF
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)
CLBF
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-
+
CLBF
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
CLBF
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+
CLBF
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)
CLBF
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
CLBF
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.)
+
-
+-
CLBF
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
CLBF
ADAPTACIONES AL ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO AEROBICOENTRENAMIENTO AEROBICO
CARDIOVASCULARESRESPIRATORIASSANGUÍNEASMUSCULARESDE LAS FUENTES ENERGÉTICASMETABÓLICAS
CLBF
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)
CLBF
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
CLBF
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
CLBF
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)
CLBF
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.
CLBF
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?
CLBF
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
CLBF
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