METABOLISMO CELULAR Y FUENTES BIOQUÍMICAS DE ENERGÍA DURANTE EL EJERCICIO AGUDO. Prof. Edgar Lopategui Corsino M.A., Fisiología del Ejercicio

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1 METABOLISMO CELULAR Y FUENTES BIOQUÍMICAS DE ENERGÍA DURANTE EL EJERCICIO AGUDO Prof. Edgar Lopategui Corsino M.A., Fisiología del Ejercicio

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4 TERMODINÁMICA MICA Primera Ley La Energía ni se Crea ni se Destruye, solo se Transforma de una Forma a otra Todas las Formas de Energía Son Intercambiables Segunda Ley Los Sistemas Vivientes se encuentran en un Alto Estado de Alteración, llamado Entropía * Implicación * Los Cambios Energético en lossistemasvivientes Tienden a ir desde un Estado Alto de Energía Libre a un Estado Bajo de Energía

5 Fuentes Energéticas: FUENTES PRIMARIAS DE ENERGÍA Sinónimos: Sustratos Combustibles Metabólicos Sustancias Nutricias Macromoléculas Macromoléculas: CHO PRO Grasas Ejemplos Sustratos: ATP PCr

6 Reservas de Combustible y Energía en el Cuerpo Hidratos de Carbono g kcal Glucógeno hepático Glucógeno muscular 500 2,050 Glucosa en líquidos cuerpo Grasas Total 625 2,563 Subcutánea y visceral 7,800 73,320 Intramuscular 161 1,513 Total 7,961 74,833 Nota. Estos estimados son basado en una masa (peso) corporal promedio de 65 kg (143 lb) con 12% de grasa.

7 REACCIONES QUÍMICAS Transforma la Energía de las Sustancias Nutricias A una Forma Biológicamente Utilizable (Anabolismo) Reacciones Endergónicas Aquellas Reacciones que Requiere que se le Añada Energía a los Reactivos (Sintetizar) Se le Suma/Utiliza Energía (Contiene más Energía Libre Que los Reacvtivos Originales) (Catabolismo) Reacciones Exergónicas Aquellas Reacciones que Liberan Energía cono Resultado de los Procesos Químicos Se Libera Energía

8 METABOLISMO Catabolismo Anabolismo Descomposición Síntesis Exergónica (Libera Energía) Endergónica nica (Utiliza Energía) Trabajan Acoplados

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13 Consumo de Avena Se Absorbe en Sangre como: Glucosa Se degrada la: Glucosa Catabólico/Exerg lico/exergónico Fosfocreatina (PCr) Almacenada en Músculos Se degrada la: PCr Energía (PCr) ATPasa Anabólico/Enderg lico/endergóniconico

14 Alimentos PCr REACCIONES ACOPLADAS: RESTAURACIÓN DEL ATP ADP + Pi + Energía (Productos) Rompe Al Romperse el ATP: Productos CATABÓLICO/EXERG LICO/EXERGÓNICO: Energía Energía Energía: se Recicla Energía Dirigida para: Restaurar ATP TRABAJO BIOLÓGICO: Contracción Muscular Rompe ATP Sintetiza ANABÓLICO/ENDERG LICO/ENDERGÓNICO: NICO: Utiliza Energía para: Restaurar ATP

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16 CHO PROTEÍNAS METABOLISMO GRASAS Anaeróbico ATP Energía Trabajo Biológico Aeróbico (Ausencia de O 2 ) (En Presencia de O 2 ) Secreción de Hormonas Transmisión Nerviosa Respiración Digestión

17 FUENTES DE ATP ANAERÓBICO (Sistema No Oxidativo) AERÓBICA (Sistema de Oxígeno geno) (Sistema Oxidativo) Sistema de ATP-PCr (Fosfágeno) Glucólisis Anaeróbico (Sist. Ácido Láctico) Glucólisis Aeróbica Ciclo de Krebs Sistema de Transporte Electrónico

18 METABOLISMO ANAERÓBICO

19 Sistema de ATP-PC (Fosfágeno) Fosfocreatina (PCr) Donación de Pi + Energía + ADP FUENTES DE ATP PRODUCCIÓN ANAERÓBICA Glucólisis Anaeróbica Degradación de Glucosa o Glucógeno Producto 2-3 Moles Ácido Pirúvico Ausencia de Oxígeno ATP 2-3 Moles Ácido Láctico PCr + ADP Creatina Fosfocinasa ATP + Creatina Energía (Reacciones Acopladas) Energía + Pi +ADP ATP Ganancia Energética 2-3 Moles ATP 2-3 Mol Ácido Láctico

20 SISTEMA DE ATP-PCr PCr (FOSFÁGENO)

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22 SISTEMA DE ATP-PCr PCr (FOSFÁGENO/FOSFAGÉNICO) NICO) (3-15 seg.) Alimentos (CHO, Grasas, PRO) (Catabolismo- Libera ENERGÍA para:) Reacción Acoplada (Creatina + Pi + Energía Fosfocreatina (PCr) (Unir/Formar/Sintetizar (Anabolismo/Endergónico) CK (Catabolismo) Forma (Anabolismo) ATP (Catabolismo) Energía Libre PCr) Contracción Muscular

23 SISTEMA DE ATP-PCr PCr: ACTIVIDAD MUSCULAR INTENSA/EXPLOSIVA (ANAERÓBICA) (Ej: : Eventos de Velocidad, Salto a lo Alto) Primeros pocos Segundos (3 a 15 segundos) Fosfocreatina (PCr) (Catabolismo) Creatinacinasa (CK) [ PCr Pi + Creatina + Energía ] Utilizada para Restaurar el ATP ATPasa [ ADP + Pi + Energía ATP ] Energía a Libre Trabajo Biológico (Ej:: Contracción n Muscular, Deportes Vigorosos de 3-15 Segundos)

24 RESTAURANDO ATP VÍA V PCr: TRABAJO BIOLÓGICO: Contracción Muscular Catabolismo (Exergónico) Anabílico (Endergónico) PCr Catabolismo (Exergónico) Cr

25 SISTEMA GLUCOLÍTICO (GLUCÓLISIS LISIS ANAERÓBICA) (1-3 minutos) Alimentos (CHO) Glucosa/Glucógeno Glucólisis lisis (Descomposición/Lisis de la Glucosa mediante Enzimas Glucolíticas ticas) Forma (Vía Reacciones Acopladas) ATP

26 SISTEMA GLUCOLÍTICO (GLUCÓLISIS LISIS ANAERÓBICA) Toma lugar en: Citoplasma/Sarcoplasma Requiere: 12 Reacciones Enzimáticas para la Descomposición n del Glucógeno en Ácido LácticoL

27 Ejercicios de Intensidad Elevada (Anaeróbicos)) (Ej( Ej: Velocidad 100 m) Viaja por la Sangre (99%) [ATP ATPasa ADP + Pi + Energía] Primeros Minutos (1-3 minutos) Alimentos (CHO) (Se Digieren y Catabolizan) Forma/Sintetiza (Anabolismo) Glucosa-1-Fosfato (Insulina) Glucogénesis (Síntesis- Anabolismo - de Glucógeno) (Su Catabolismo Forma Foma) ATP Glucógeno Hepático (Hígado) (Catabolismo (cuando se necesita Energía) del ATP) Glucogenólisis(Glucagón) (Degradamiento- Catabolismo - del Glucógeno) (Forma) (Anabolismo) Glucosa-1-Fosfato Glucosa-6-Fosfato (Enzimas (Anabolismo) Aeróbicas) ATPasa Reacciones [ADP + Pi + Energía ATP] Acopladas Ácido Pirúvico Sin O 2 Ácido Láctico 1 Mol de Glucosa (Catabolizado) 2 Moles de ATP Ganancia Neta 1 Mol de Glucógeno (Catabolizado) 3 Moles de ATP

28 SISTEMA GLUCOLÍTICO (GLUCÓLISIS LISIS ANAERÓBICA (Catabolismo, forma:) Glucosa-6-Fosfato (Cataboliza, forma:) Ácido Pirúvico Ausencia de O 2 (Forma Desecho Metabólico:) Ácido Láctico Músculos Esqueletales (Intramuscular) Se Acumula en Líquidos Corporales (Ej: Sangre) En un Evento de Velocidad (Ej: 100m - 800m) Dificulta Función Enzimática Glucolítica Catabolismo Glucógeno Disponibilidad de Energía Ácido Láctico (25 mmol/kg) (Causa) Acidosis Metabólica ( ph; Acidificación) FATIGA Capacidad Combinar el Calcio de las Fibras Impide la Contracción Muscular

29 SISTEMA GLUCOLÍTICO (GLUCÓLISIS LISIS ANAERÓBICA) Ácido Láctico (C 3 H 6 O 8 ) (Disocia rápidamente) Libera H + Compuesto Restante se Une con Na + ó K + (Forma) Sal (LACTATO)

30 METABOLISMO AERÓBICO

31 METABOLISMO AERÓBICO: SISTEMA OXIDATIVO Grasas (Triglicéridos) (Betaoxidación) Ácidos Grasos Libres (AGL) (Respiración Celular) Oxidación (Con O 2 ) Catabolismo de CHO (Glucosa-6-Fosfato) GLUCÓLISIS AERÓBICA (2 [Glucosa] a 3 [Glucógeno] moles de ATP) Ácido Pirúvico O 2 Presente Acetil-CoA (Acetil Coenzima A) Proteínas (Compuestas de: Aminoácidos) Deaminación Aminoácidos Forma: 1 mol ATP (Glucosa) 2 moles ATP (Glucógeno) CICLO DE KREBS (Ciclo de Ácido Cítrico) Elimina CO 2 (Vía Pulmones) H + H + CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES (Fosforilación Oxidativa) Ocurre en la Mitocondria O 2 H + H 2 O Forma: Producción Neta: 38 moles ATP (Glucosa) 39 moles ATP (Glucógeno)

32 GLUCÓLISIS AERÓBICA Y LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRÓNES

33 CICLO DE KREBS:

34 Glucólisis Aeróbica SISTEMA OXIDATIVO (METABOLISMO AERÓBICO Ciclo de Krebs Cadena de Transporte de Electrones Producción Neta/Total de Energía (ATP) a partir de CHO Glucógeno 39 Moléculas de ATP Glucosa 38 Moléculas de ATP (Usado para convertirse en) (1 mol ATP Glucosa-6-Fosfato)

35 FOSFORILACIÓN N OXIDATIVA:

36 TRIGLICÉRIDOS RIDOS (Almacenes de: Células Grasas en Fibras Esqueletales) (Enzima: LIPASA) Lipólisis 1 Molécula: GLICEROL Degrada Trigicéridos en 3 Moléculas: ÁCIDOS GRASOS LIBRES (AGL) (Transportados por) Sangre ( Concentración de AGL) (Entran por difusión a las) Fibras Musculares Mitocondrias AGL Activados Enzimáticamente con Energía del ATP Catabolismo Enzimático de los AGL (Betaoxidación) CICLO DE KREBS H + CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES (Productos) ATP H 2 O CO 2 Ácido Acético (Convierte en) Acetil CoA

37 METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS N 2 Urea (Convertida en) Excretada por la Orina Require ATP (se Gasta Energía) PROTEÍNAS Deaminación/Catabolismo n/catabolismo (Alanina) Convierten en Glucosa (Gluconeogénesis) Aminoácidos (Leucina) Convierten en Productos Intermedios Ácido Pirúvico Acetil CoA Entran en el Proceso Oxidativo Aporte de Energía (ATP) 5% - 10% del Total de Energía Consumida No se Considera Significativo el Metabolismo de las Proteínas

38 INTERACCIÓN DE LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS ILUSTRANDO EL SISTEMA ENERGÉTICO PREDOMINANTE

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