Sistemas energéticos en el ejercicio

Sistemas energéticos en el ejercicio.

Prof. Nicolás Zapata S.

Transferencia de energía.

- Las grasas. - H de C. - Proteínas.

Ceder su energía química.

Fosforilar ATP.

Energía mecánica.

Sistemas energéticos.

• Fosfocreatina (ATP-PCr).

• Glucolisis Anaeróbica.

• Fosforilacion oxidativa.

- O2 (citosol celular)

+ O2 (mitocondria)

Sistemas energéticos en función al tipo de sustrato utilizado.

Metabolismo de los fosfágenos.

• ATP y PCr (fosfágenos).

• Fosfatos de alta energía.

• Proporciona E necesaria para el inicio de la contracción muscular.

• Ejemplo contracción isométrica de cuádriceps 50-75%. (ATP=5 segundos, PCr= 14 s., glucolisis anaeróbica desde el 5° segundo).

Fosfocreatina.

Las cantidades son de 3 a 5 veces mayor que el ATP disponible en musculo.

Cuando finaliza el ejercicio la PCr es rápidamente re sintetizada.

Diversos estudios han demostrado aumentar las concentraciones de PCr basales gracias a la

suplementación de creatina, y esto puede mejorar el rendimiento durante actividades de alta intensidad.

(Casey, 2000).

Metabolismo de los H. de Carbono.

• Glucosa, permite obtener energía en condiciones Aeróbicas y Anaeróbicas.

Glucolisis Anaeróbica.

Glucosa Ac. Láctico (lactato) + E.

Glucolisis Aeróbica. (sistema oxidativo)

Glucosa E + CO2.

Metabolismo de los H. de Carbono.

• Cuando la glucosa entra a la célula (hígado o músculo) se transforma, se fosforila, quedando atrapada.

Vía de embden – Meyerhof.

Glucolisis anaeróbica (Vía de Embden Meyerhof).

Una molécula de glucosa entonces será transformada en dos moléculas de lactato + energía.

En resumen la ganancia neta es:

4 ATP – 2 ATP (por costo de activación).

= 2 ATP.





= 2 ATP.

Metabolismo de los H. de carbono.

Si no se utiliza la glucosa en primera instancia.

Se isomeriza. (Transforma en Glucógeno)

Músculo.

Fosfatasa.

350 – 400 grs.

Hígado

Glucosa - 6 -fosfatasa.

100 grs.

Metabolismo de los H. de carbono.

Entonces si la glucolisis anaeróbica comienza de una molécula de glucógeno (glucosa 1P),

¿Cuánta energía forma? R. 3 ATP.

Es decir si parte desde una Glucosa 1P (glucógeno), que desde una glucosa simple.

Principales enzimas involucradas.

Metabolismo aeróbico de la glucosa. Ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.

• Cuando la glucolisis finaliza con la introducción del acido pirúvico en la mitocondria como Acetil CoA, se denomina.

Glucolisis Aeróbica.

Fases del metabolismo.

Considerando que los tres últimos procesos son mitocondriales.

Transformación de piruvato en Acetil CoA.

• Cambio irreversible.

• Gracias a la PDH (piruvatodeshidrogenasa).

• Activada por la Adrenalina en ejercicio.

• En la membrana interna de la mitocondria.

• Se reduce un NAD en NADH, libera un CO2.

Ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs.

• Transformación completa de Acetil CoA.

• Extrayendo H+ introduciéndolos en NAD y FAD. (convirtiéndolos en NADH y FADH).

• Átomos de carbono en forma de CO2.

• Transferencia directa de GDP en GTP.

• Necesitando grupos acetil y H20.

• En resumen un ciclo de Krebs completo:

• Se reducen 3 NAD en NADH+.

• Un FAD en FADH+.

• Se genera un GTP a partir de un GDP. X2.

• Se obtienen 2 moléculas de CO2.

• Se utilizan 3 moléculas de H2O.

Ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs.

Cadena de electrones, fosforilacion oxidativa.

• Proceso bioquímico de dos procesos que se generan en el interior de la mitocondria.

1 Oxidación: exergónico, oxigeno acepta los átomos de hidrogeno captados de los nutrientes.

2 Fosforilación: Incorporación de grupo fosfato al ADP para resintetizar ATP.

• Los hidrógenos liberados:

• Glicolisis anaeróbica. (2)

• Transformación de piruvato en acetil CoA. (1x2=2)

• Ciclo de Krebs. (4x2=8)

• Son transportados por las coenzimas NAD y FAD, hasta el interior de la matriz mitocondrial.


• Allí se liberan descomponiéndose en H+ y un e-.

• Los electrones van pasando de un compuesto a otro en una cadena respiratoria o de transporte de electrones. Según el electrón va pasando de uno a otro, SE LIBERA ENERGÍA.


Balance energético.

• Obtención de átomos de H+.

- De NAD a NADH.

Glicolisis anaeróbica 1X2=2 NADH.

Procesos Aeróbicos (NADH y FADH).

2x4=8 NADH.

1x2=2 FADH.

• Desfosforilaciones (ATP-ADP).

- En la glucolisis anaeróbica 2.

• Fosforilaciones (ADP-ATP) - En la glucolisis 2

- En el ciclo de krebs. (1 GDP-GTP).

Balance energético.

En resumen.

• Por una molécula de glucosa se obtienen:

• 4-2=2 ATP citoplasmáticos, anaeróbico.

• 2 NADH+ citoplasmáticos, anaeróbico.

• 8 NADH+ mitocondriales, aeróbico.

• 2 FADH+ mitocondriales, aeróbico.

• 2 GTP= 2 ATP mitocondriales, aeróbico.

En resumen.

• Generación de energía por cada coenzima transportadora.

• NADH= 3 ATP

• FADH= 2 ATP.

• Por lo tanto obtendremos por una molécula de glucosa 38 ATP.

• Y por una molécula de Glucógeno 39.

Metabolismo de los lípidos.

• Almacenaje exclusivo como reserva energética en células musculares y adipocitos.

• Fuente inacabable, tomando protagonismo cuando el ejercicio realizado aumenta su duración.

• Se obtienen de los triglicéridos del tejido adiposo o de las células musculares.

• Sólo están presentes en el metabolismo aeróbico.

• Los estímulos lipolíticos son impulsados por la adrenalina y la baja de insulina.

• Los cuales activan la lipasa hormono sensible (LSH).

• Los ácidos grasos ya libres en el torrente son transportados por la albumina, formando un complejo llamado (acido graso libre) AGL.


• Los AGL son sintetizados principalmente en fibras oxidativas tipo I, que se activan fundamentalmente en ejercicios de baja y moderada intensidad.

• Durante ejercicios intensos = 80% CHO.

• Durante ejercicios moderado = 90% Lípidos.


• Cuanto más entrenado un musculo, mayor capacidad tiene para oxidar grasas.

• Se ha determinado a partir de los AGL oxidados:

• 50% proviene del torrente sanguíneo.

• 50% proviene del mismo músculo.


• Al momento de entrar el acido graso al miocito se debe activar mediante un proceso endergónico, elevando su nivel energético, transformándose en Acil CoA para entrar a la mitocondria y oxidarse.


• Existe un transportador específico del grupo acilo en la membrana mitocondrial.

• Carnitina: 75% síntesis endógena del hígado y el resto de la dieta.


• Betaoxidación.

Proceso metabólico por el cual se oxida el radical acilo en el carbono (beta) dando lugar a un nuevo Acil CoA + un acetil CoA. de 2 átomos de carbono.

Reduciendo un NADH y un FADH.

Generando esta transformación a lo largo de toda la cadena de C.


• Por ejemplo un acido graso de 18 átomos de carbono unido a su grupo acilo, sufrirá 8 B-oxidaciones, transformándose en 9 acetil CoA.


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Entrando cada Acetil CoA al ciclo de Krebs ya conocido, aportando los ATP correspondientes (12), más todos los que correspondan a los NADH o FADH producidos por la B-oxidación.


• 80% aminoácidos libres se encuentra en los músculos.

• Este los puede oxidar para usarlos como energía o liberarlos al plasma para ser precursores de glucosa en el hígado.

• Juegan un rol importante en el ejercicio prolongado, situado entre el 3% y 10% de la energía total generada. (Lemon, 1987).

Metabolismo de las proteínas.

• La oxidación depende de los otros sustratos y es mayor cuando los niveles de glucógeno son bajos.

• 10,4% de la energía total, almacenes de glucógeno depletados completamente.

• 4,4% de la energía total, almacenes de glucógeno repuestos. (Lemon, 1980)

• En un ejercicio de 60 minutos el aporte de energía a partir de los Aa parece no ser significativo.


• El Aa se libera del grupo amino, quedando un esqueleto de C, convirtiéndose en piruvato, Acetil CoA o un intermediario del ciclo de Krebs.

• Se ha descrito la utilización de al menos 6 Aa como combustible.


Isoleucina

Alanina

Leucina

Aspartato Glutamato

Valina

Interacción de los diferentes sistemas energéticos durante el ejercicio.

Interacción de los diferentes sistemas energéticos durante el

ejercicio.

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