METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA Dr

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

Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosfera GLUCOSA ENERGIA SOLAR O 2 CELULAS FOTOSINT. CELULAS HETEROTR. H 2 O CO 2 CLBF

METABOLISMO REACCIONES: -CATABOLICAS -ANFIBOLICAS -EXERGONICAS -ENDERGONICAS -EXOTERMICAS -ENDOTERMICAS BIOENERGETICA SISTEMAS: -AN. ALACT. O FOSFAGENO -AN. LACT. O GLUCOLITICO -AEROBICO U OXIDATIVO LEYES DE LA TERMODINAMICA CLBF

ENZIMAS APOENZIMA -IONES: Mg++Mn++Cu++ Zn++Na+K+ HOLOENZIMA COFACTOR ENZIMATICO APO COF CLBF -COENZIMAS: FAD-FMN (B 2) NAD-NADP (PP) Co. A (Ac. Pantot. ) -GRUPOS PROST: HEM (Catal)

PROCESOS REDOX METABOLISMO INTERMEDIO SINTESIS=ANABOLISMO DEGRADAC. =CATABOLISMO -ATP + COENZ. REDUC. CLBF -NADH+H+ -NADPH+H+ -FADH 2 -FMNH 2 COENZ. OXIDAD -NAD+ -NADP+ -FAD+ -FMN+

FASES DEL METABOLISMO PROTEINAS FASE I POLISACARIDOS AMINOAC. HEX. -PENTOS. FASE II LIPIDOS AC. GR. - GLIC PIRUVATO ACETIL Co. A FASE III (ANFIB. ) KREBS FOSF. OXID TR. . ELECTR O 2 NH 3 CLBF H 2 O ADP+Pi ATP CO 2

COMB. O 2 CICLO DEL ATP - ADP CATABOLISMO ADP ATP TRABAJO MECANICO Pi Pi TRABAJO DE TRANSP. TRABAJO DE BIOSINT. Pi CLBF CO 2 H 2 O

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

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

ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA FOSFÁGENO l l CLBF 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)

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

GLUCOLISIS D-GLUCOSA PIRUVATO AC. LACTICO CHO COOH HCOH C= O HOCH CH 3 LACTATO + H+ COOH- + H+ HOCH CH 3 HCOH CH 2 OH CLBF L- Isomero fisiológico p. K= 3, 9 disociado a p. H=7

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

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) CLBF

Gluconeogénesis 1 3 GLUC. G 6 P F 6 P G 6 PASA + - 6 INSULINA GLUCAGON CATECOL. GLUCOC. F 1 -6 DIP + PEPCK OA INSUL + GLUCAG ASP MAL. OA PC PIRUVATO CLBF PIRUVATO - F 1 -6 DIPASA - PEP

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

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 CH 3 O-] muscular (>amortiguación) --> [LACT] musc. y sang. Y > TOLERANCIA -- > FUERZA MUSCULAR CLBF

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

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-Co. A > ACTIV. ALANINA < CATAB. DE A. A. (< NH 4 CLBF PIRUVATO TRANSAMINASA - < UREA - < OXID. AA)

LEPTINA Y EJERCICIO CATECOLAM. SACIEDAD RTA. INMUNE LIB. FACT. CRECIM. DESARR. SEXUAL LIB. CORTISOL HIPOTÁLAMO + R Ob-R R BETA 3 LEPTINA PLASMÁTICA LEPTINA TEJIDO ADIPOSO R BETA 3 + LEPTINA PLAQUETAS CLBF + - AGREGACIÓN -EJERCICIO -DIETA HIPOC. -PERD. PESO -FNT -OBESIDAD LEPTINA = SACIEDAD

ADAPTACIONES SANGUÍNEAS l l l l CLBF 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 l l l l CLBF 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)

OTRAS ADAPTACIONES METABÓLICAS l l l CLBF 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 RESISTENCIA AEROBICA CLBF CORTA 3 -10’ MEDIA 10 -30’ LARGA > 30’

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

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. NH 4 - < 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 U. AER. FASE 1 U. ANAER. FASE 2 VE VE VE FEO 2 FECO 2 LACTATO =LACTATO PRED. ST I PRED. FT II 40 -60% VO 2 MAX CLBF FASE 3 70 -90% VO 2 MAX

FENOMENOS CONCOMITANTES PARA LA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICO A) FENOMENOS METABOLICOS -VO 2 -VCO 2 -CO 3 - HB - ANHIDRASA CARBONICA -GLUCOG. -GLUC. - PIRUVATO - LACTATO -ATP - ENZ. OXIDATIVAS - ENZ. GLUCOLITICAS B) FENOMENOS CARDIORESPIRATORIOS -FC - VS - VMC -VE - VE/VO 2 - VE/VCO 2 -PETO 2 - PETCO 2 -R -Regul. Resp: 1) SNC: corteza, bulbo 2) M. R. cv. o pulm. 3) Q. R. c. y p. 4) R. termicos CLBF C) FENOMENOS NEUROMUSCULARES -FIBRAS ST (I) VT 1 -FIBRAS FT (II) VT 2 D) FENOMENOS NEUROENDOCRINOS -PICO DE CATECOLAMINAS