utilizacion de energia_por_el_musculo

10. UTILIZACIÓN DE 10. UTILIZACIÓN DE ENERGÍA POR EL ENERGÍA POR EL

MÚSCULOMÚSCULOLa energía para la contracción La energía para la contracción

muscular procede del ATP (ATP → muscular procede del ATP (ATP → ADP+Pi). Este nucleótido es ADP+Pi). Este nucleótido es regenerado por distintos sistemas regenerado por distintos sistemas dependiendo de la situación dependiendo de la situación Sistema de la creatina fosfatoSistema de la creatina fosfato Glucolisis anaerobiaGlucolisis anaerobia Oxidación de sustratos.Oxidación de sustratos.

FUENTES DE ENERGÍA EN FUENTES DE ENERGÍA EN EL EJERCICIOEL EJERCICIO

Dependen de la intensidad del ejercicio Dependen de la intensidad del ejercicio así podemos distinguir:así podemos distinguir: Reposo: el músculo utiliza Reposo: el músculo utiliza

principalmente ácidos grasos principalmente ácidos grasos Trabajo: el músculo consume ATP que Trabajo: el músculo consume ATP que

proviene deproviene de CPCP Glucosa procedente del glucógeno Glucosa procedente del glucógeno Glucosa procedente de la sangreGlucosa procedente de la sangre AGAG

Producción de energíaProducción de energíaLactato

Ciclo de CoriCiclo de Cori

Ciclo de la Ciclo de la alanina/glucosaalanina/glucosa

Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa

Reacciones catabólicas y Reacciones catabólicas y anabólicasanabólicas

SISTEMA DE LA CREATINA SISTEMA DE LA CREATINA FOSFATOFOSFATO

El músculo utiliza un compuesto forforilado,El músculo utiliza un compuesto forforilado,(fosfágeno) la creatina fosfato (fosfocreatina, (fosfágeno) la creatina fosfato (fosfocreatina, PC) como reserva energética. La PC, a PC) como reserva energética. La PC, a diferencia de lo que ocurre con el ATP, no diferencia de lo que ocurre con el ATP, no participa directamente en las reacciones de participa directamente en las reacciones de transferencia de energía, sino como transferencia de energía, sino como depósito, transfiriendo su energía en forma depósito, transfiriendo su energía en forma de enlace fosfato al ADP, para originar ATP. de enlace fosfato al ADP, para originar ATP. La reacción está catalizada por la creatina La reacción está catalizada por la creatina quinasa. La creatina se sintetiza a partir del quinasa. La creatina se sintetiza a partir del aminoácido glicina.aminoácido glicina.

SISTEMA DE LA CREATINA FOSFATO

PC +ADP C +ATPCK

SISTEMA DE LA CREATINA SISTEMA DE LA CREATINA FOSFATOFOSFATO

Concentraciones (mM)

ATP PC

Músculo esquelético 5 20

Musculo cardiaco 1,5 2

Músculo liso 2 0,7

FUENTES DE ENERGÍA EN FUENTES DE ENERGÍA EN EL EJERCICIO: EL EJERCICIO: INTENSIDADINTENSIDAD

FUENTES DE ENERGÍA EN FUENTES DE ENERGÍA EN EL EJERCICIO: DURACIÓNEL EJERCICIO: DURACIÓN

FUENTES DE ENERGÍA EN FUENTES DE ENERGÍA EN EL EJERCICIOEL EJERCICIO

En el trabajo intenso (sprint) el PC se agota a En el trabajo intenso (sprint) el PC se agota a los 15 segundos, y el ATP casi al mismo tiempo. los 15 segundos, y el ATP casi al mismo tiempo. El organismo humano renueva diariamente El organismo humano renueva diariamente cantidad de equivalente al peso corporal. cantidad de equivalente al peso corporal.

La glucólisis es activa durante 3-4 minutos es La glucólisis es activa durante 3-4 minutos es máxima en los ejercicios intensos que duran 1-2 máxima en los ejercicios intensos que duran 1-2 min. En estos casos el láctico (lactato) en el min. En estos casos el láctico (lactato) en el músculo puede aumentar de 1mmol/kg de músculo puede aumentar de 1mmol/kg de músculo a 25. La oxidación mantiene las músculo a 25. La oxidación mantiene las necesidades energéticas durante horas. El necesidades energéticas durante horas. El aumento del láctico produce inhibición de la aumento del láctico produce inhibición de la glucólisis de la glucogenolísis y disminución de glucólisis de la glucogenolísis y disminución de la contracción (ver más adelante)la contracción (ver más adelante)

MEDICION DE LA UTILIZACIÓN MEDICION DE LA UTILIZACIÓN DE ENERGÍA EN EL EJERCICIO DE ENERGÍA EN EL EJERCICIO

AERÓBICOAERÓBICO Calorimetría directa: difícil de realizar. Calorimetría directa: difícil de realizar. Calorimetría indirecta: medición de gases respiratorios.Calorimetría indirecta: medición de gases respiratorios.

La cantidad de oxigeno necesaria para la combustión La cantidad de oxigeno necesaria para la combustión diferente en hidratos de carbono, aminoácidos y grasas. diferente en hidratos de carbono, aminoácidos y grasas. De esta forma se establecen dos índices,De esta forma se establecen dos índices,

P/O (formación de ATP/consumo de oxígeno), sólo se P/O (formación de ATP/consumo de oxígeno), sólo se puede medir “puede medir “in vitroin vitro””

Grasas = 5,6Grasas = 5,6 Glucosa = 6,3Glucosa = 6,3

cociente respiratorio CR= VCO2/VO2 (producción de cociente respiratorio CR= VCO2/VO2 (producción de carbónico /consumo de oxígeno)carbónico /consumo de oxígeno)

glucosa = 1glucosa = 1 palmítico = 0,7palmítico = 0,7 Aminoácidos = 0,8Aminoácidos = 0,8

CRCR El coeficiente El coeficiente

respiratorio puede respiratorio puede analizarse, midiendo analizarse, midiendo el consumo de el consumo de oxígeno y la oxígeno y la producción de CO2 producción de CO2 mientras que el mientras que el individuo realiza individuo realiza ejercicio y nos da una ejercicio y nos da una idea de la naturaleza idea de la naturaleza del combustible que del combustible que se está utilizando se está utilizando

CRCRCR Energía producida

kcal/L O2% utilización

H.C grasas

0,71 4,69 0,0 100,0

0,75 4,74 15,6 84,4

0,80 4,80 33,4 66,6

0,85 4,86 50,7 49,3

0,90 4,92 67,5 32,5

0,95 4,99 84,0 16,0

1,00 5,05 100,0 0,0El valor de CR en reposo es de 0,78-0,8 es decir en esta situación se utilizan más grasas que H.C.

CR: limitaciones del CR: limitaciones del métodométodo

Presupone que el O2 permanece Presupone que el O2 permanece constante en el organismo (hemoglobina, constante en el organismo (hemoglobina, mioglobina), lo cual es aproximadamente mioglobina), lo cual es aproximadamente correcto, y que la liberación de CO2 en el correcto, y que la liberación de CO2 en el pulmón es la misma que en las células, lo pulmón es la misma que en las células, lo que es incorrecto.que es incorrecto.

No considera la oxidación de aminoácidos, No considera la oxidación de aminoácidos, que en el ejercicio de larga duración puede que en el ejercicio de larga duración puede representar el 10% del aporte energético.representar el 10% del aporte energético.

No considera las consecuencias de la No considera las consecuencias de la acumulación de lactato en el músculo.acumulación de lactato en el músculo.

Métodos estimativos: Métodos estimativos: PWC 170PWC 170

Physical Work Capacity 170 Physical Work Capacity 170 (Wahlund) 1948: se realizará en (Wahlund) 1948: se realizará en prácticas.prácticas.

CCONSECUENCIAS DE LA CCONSECUENCIAS DE LA UTILIZACIÓN DE ENERGÍA EN EL UTILIZACIÓN DE ENERGÍA EN EL

EJERCICIO ANAERÓBICOEJERCICIO ANAERÓBICOCuando se realiza un ejercicio anaeróbico la Cuando se realiza un ejercicio anaeróbico la

demanda de oxigeno no se mantiene al demanda de oxigeno no se mantiene al principio , en el cual ésta es mayor que el principio , en el cual ésta es mayor que el consumo. Esto crea un “déficit de O2”, que es consumo. Esto crea un “déficit de O2”, que es equivalente al exceso de consumo en el equivalente al exceso de consumo en el postejercicio. Este déficit se debe a postejercicio. Este déficit se debe a recuperación del sistema ATP/PCrecuperación del sistema ATP/PC gluconeogénesis/glucogenogénesis a partir del gluconeogénesis/glucogenogénesis a partir del

lactatolactato recuperación del gasto de O2/producción de CO2 recuperación del gasto de O2/producción de CO2

inicialinicial recuperación de la temperaturarecuperación de la temperatura

(post-exercise oxygen consumption)

Umbral de lactato Umbral de lactato

La concentración normal de lactato La concentración normal de lactato es aproximadamente de 1 mmol/L es aproximadamente de 1 mmol/L de sangre. El umbral de lactado e de sangre. El umbral de lactado e expresa en función del O2 expresa en función del O2 consumido y expresa el punto en el consumido y expresa el punto en el que comienza a acumularse en que comienza a acumularse en sangre (OBLA, onset blood lactate sangre (OBLA, onset blood lactate accumulation =2-4 moles/litro O2.accumulation =2-4 moles/litro O2.

Este umbral es más alto en los Este umbral es más alto en los sujetos entrenados sujetos entrenados

Umbral de lactato Umbral de lactato

CONSUMO ENERGÉTICO CONSUMO ENERGÉTICO EN REPOSO Y EJERCICIOEN REPOSO Y EJERCICIO

El consumo de O2 en reposo es de 0,3 L/min., o lo que El consumo de O2 en reposo es de 0,3 L/min., o lo que es lo mismo, de 18L/h o de 432 L/día. Si tenemos en es lo mismo, de 18L/h o de 432 L/día. Si tenemos en cuenta que en reposo el CR es aproximadamente de cuenta que en reposo el CR es aproximadamente de 0,8 lo que equivale a 4,8 kcal/L O2, el gasto calórico 0,8 lo que equivale a 4,8 kcal/L O2, el gasto calórico diario en reposo será de 4,8 x 432 =2.074 kcal.. Es diario en reposo será de 4,8 x 432 =2.074 kcal.. Es decir si en un individuo medimos su consumo de O2, decir si en un individuo medimos su consumo de O2, podemos aproximar con bastante exactitud cual es su podemos aproximar con bastante exactitud cual es su consumo energético. El valor anterior define lo que se consumo energético. El valor anterior define lo que se denomina “denomina “METABOLISMO BASALMETABOLISMO BASAL”, es decir el ”, es decir el gasto calórico en condiciones basales.Estas gasto calórico en condiciones basales.Estas condiciones se definen por:condiciones se definen por: Sueño anterior a la prueba de al menos 8 horasSueño anterior a la prueba de al menos 8 horas 12 horas de ayuno antes de la prueba12 horas de ayuno antes de la prueba Realización a temperatura de 22ºCRealización a temperatura de 22ºC Ruido, luz etc.. controladosRuido, luz etc.. controlados

El MB en individuos normales está en relación conEl MB en individuos normales está en relación con Masa muscularMasa muscular Sexo (más alto en hombres por tener mayor masa Sexo (más alto en hombres por tener mayor masa

muscular)muscular) Superficie corporal (mas alto cuanto más alta es ésta)Superficie corporal (mas alto cuanto más alta es ésta) EdadEdad

El MB aumenta en circunstancias patológicas:El MB aumenta en circunstancias patológicas: HipertiroidismoHipertiroidismo EstrésEstrés

Disminuya en el hipotiroidismo.Disminuya en el hipotiroidismo. El consumo calórico desde este valor basal de El consumo calórico desde este valor basal de

aproximadamente 2.000 Kcal., puede elevarse a aproximadamente 2.000 Kcal., puede elevarse a 10.0000 en deportistas con esfuerzo importante.10.0000 en deportistas con esfuerzo importante.



CAPACIDAD MÁXIMA PARA EL EJERCICIOCAPACIDAD MÁXIMA PARA EL EJERCICIOEl ejercicio aumenta las demandas de O2 del El ejercicio aumenta las demandas de O2 del

organismo, hasta que se llega a un límite, el organismo, hasta que se llega a un límite, el consumo máximo de O2 (VO2max), también consumo máximo de O2 (VO2max), también llamado capacidad aeróbica máxima. Este llamado capacidad aeróbica máxima. Este parámetro es considerado, generalmente, como parámetro es considerado, generalmente, como el que mejor se correlaciona con el ajuste el que mejor se correlaciona con el ajuste cardiorrespiratorio de un deportista.cardiorrespiratorio de un deportista.

La VO2max es el parámetro que, a corto plazo, La VO2max es el parámetro que, a corto plazo, más se modifica con el entrenamiento. Tras más se modifica con el entrenamiento. Tras varias semanas se logra duplicar o triplicar su varias semanas se logra duplicar o triplicar su valor, y además es el parámetro que más valor, y además es el parámetro que más influye sobre los mejores resultados que se influye sobre los mejores resultados que se obtiene tras esas semanas.obtiene tras esas semanas.

LA VO2 es la LA VO2 es la cantidad de O2 cantidad de O2 consumido (mL)/ Kg consumido (mL)/ Kg de peso corporal de peso corporal /minuto y está en /minuto y está en rela-ción con el rela-ción con el trabajo reali-zado y trabajo reali-zado y el consumo el consumo energético.energético.

En igualdad de En igualdad de marca, por ejemplo marca, por ejemplo maratón, es mejor maratón, es mejor aquel que la have a aquel que la have a valores más bajos de valores más bajos de VO2VO2

Valores de VO2mValores de VO2m

•Adulto sedentario: 20 mL/kg/min

•Joven varón activo: 44-50 (mujer, 38-42)

•A partir de los 30 años disminuye un 1% anual

•Los máximos históricos están en 94 (hombre) y 74 (mujer)

FATIGAFATIGA

Sensación de cansancio + reducción Sensación de cansancio + reducción del rendimiento muscular.del rendimiento muscular.

CAUSASCAUSAS Sistemas energéticosSistemas energéticos DesechosDesechos Sistema nerviosoSistema nervioso Mecanismo contráctil Mecanismo contráctil

FATIGAFATIGA Sistemas energéticosSistemas energéticos

Agotamiento de PC/ATP. Este sistema se agota Agotamiento de PC/ATP. Este sistema se agota rápidamente y esto depende en gran parte del ritmo rápidamente y esto depende en gran parte del ritmo que se mantenga.que se mantenga.

Agotamiento del glucógeno muscular. Existe una Agotamiento del glucógeno muscular. Existe una correlación entre este parámetro y la intensidad correlación entre este parámetro y la intensidad dureza del ejercicio que el deportista percibe. Cuanto dureza del ejercicio que el deportista percibe. Cuanto más bajo es el glucógeno el esfuerzo se percibe más bajo es el glucógeno el esfuerzo se percibe mayor. El “muro” de los maratonianos se debe al mayor. El “muro” de los maratonianos se debe al agotamiento del glucógeno; esto sucede más agotamiento del glucógeno; esto sucede más rápidamente en las fibras rápidas que en las lentas, y rápidamente en las fibras rápidas que en las lentas, y se agota antes en el gemelo que en el vasto externo y se agota antes en el gemelo que en el vasto externo y en el sóleo.en el sóleo.

El agotamiento del glucógeno hepático hace que El agotamiento del glucógeno hepático hace que aparezca hipoglucemia, con sus síntomas.aparezca hipoglucemia, con sus síntomas.

Productos de desecho: Productos de desecho: Ácido láctico: se eleva mucho más en los Ácido láctico: se eleva mucho más en los

sprinters que en los fondistas. Debido a la sprinters que en los fondistas. Debido a la liberación de protones (el láctico produce liberación de protones (el láctico produce lactato y H+) el pH del músculo disminuye, lactato y H+) el pH del músculo disminuye, pudiendo pasar de 7,2 (normal) a 6,4 pudiendo pasar de 7,2 (normal) a 6,4 (agotmmiento)(agotmmiento)

A pH 6,9 se inhibe la glucólisis muscularA pH 6,9 se inhibe la glucólisis muscular A pH 6, 4 se inhibe la glucogenolisis y la interacción A pH 6, 4 se inhibe la glucogenolisis y la interacción

de la miosina con la actinade la miosina con la actina

Tras un sprint el pH tarda más de 30 min. Tras un sprint el pH tarda más de 30 min. En recuperarseEn recuperarse

FATIGAFATIGA

Factores neurogénicos:Factores neurogénicos: Disminución de la secreción de Disminución de la secreción de

acetilcolinaacetilcolina Cambio en la actividad de la acetilcolin Cambio en la actividad de la acetilcolin

esterasaesterasa Elevación del umbral de la membrana Elevación del umbral de la membrana

para despolarizarsepara despolarizarse Disminución de la sensibilidad del Disminución de la sensibilidad del

receptor de acetilcolinareceptor de acetilcolina Disminución del K+ intracelularDisminución del K+ intracelular

FATIGAFATIGA

Adaptaciones Adaptaciones neuromusculares: al neuromusculares: al

entrenamientoentrenamiento El entrenamiento facilita que se El entrenamiento facilita que se

movilicen más unidades motoras, movilicen más unidades motoras, posiblemente a través de una posiblemente a través de una mejor coordinación entre los mejor coordinación entre los estímulos y las inhibiciones estímulos y las inhibiciones (como las procedentes del (como las procedentes del órgano tendinoso de Golgi) o, órgano tendinoso de Golgi) o, simplemente, reclutando más simplemente, reclutando más unidades motorasunidades motoras


entrenamientoentrenamiento Hipertrofia muscular: no es la responsable Hipertrofia muscular: no es la responsable

del aumento de la fuerza a corto plazo, pero del aumento de la fuerza a corto plazo, pero si en entrenamientos largos. La hipertrofia de si en entrenamientos largos. La hipertrofia de un órgano puede deberse a dos hechos:un órgano puede deberse a dos hechos: Aumento del tamaño de las células, fibras Aumento del tamaño de las células, fibras

musculares en nuestro caso, que contienen más musculares en nuestro caso, que contienen más miofibrillas.miofibrillas.

Aumento en el número de las células que Aumento en el número de las células que componen el órgano. Está demostrada en estudios componen el órgano. Está demostrada en estudios con animales (gatos), y en culturistas y se supone con animales (gatos), y en culturistas y se supone que este crecimiento se realiza, sobre todo, a que este crecimiento se realiza, sobre todo, a expensas de fibras rápidas.expensas de fibras rápidas.


entrenamientoentrenamiento Además, hay que distinguir la Además, hay que distinguir la

llamada “hipertrofia temporal”, que llamada “hipertrofia temporal”, que se produce tras un ejercicio, en la se produce tras un ejercicio, en la que no hay aumento del tamaño de que no hay aumento del tamaño de las fibras ni en su número sino las fibras ni en su número sino aumento en el volumen debido aumento en el volumen debido principalmente a edema (inflamación principalmente a edema (inflamación muscular aguda) muscular aguda)

Alteraciones muscularesAlteraciones musculares

Atrofia: por denervación (parapléjicos, Atrofia: por denervación (parapléjicos, poliomielitis), inmovilización. Afecta poliomielitis), inmovilización. Afecta más a las fibras rápidas.más a las fibras rápidas.

Inflamación muscular agudaInflamación muscular aguda Inflamación muscular tardíaInflamación muscular tardía AgujetasAgujetas Lesiones Lesiones

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