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
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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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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
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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
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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
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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
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CLBF
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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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
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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
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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)
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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-
+
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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
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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+
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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)
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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
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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.)
+
-
+-
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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
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CLBF
ADAPTACIONES AL ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO AEROBICOENTRENAMIENTO AEROBICO
CARDIOVASCULARESRESPIRATORIASSANGUÍNEASMUSCULARESDE LAS FUENTES ENERGÉTICASMETABÓLICAS
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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)
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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
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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
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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)
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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.
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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’
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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
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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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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
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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