bioenergética
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Karen I. Soto, PhD
Tipos de Energía
Solar Térmica
Química Eléctrica
Mecánica Nuclear
Metabolismo Celular
Anaeróbico Aeróbico
Alactácido Ciclo de Krebso Fosfágenos
Lactácido oGlucólisis
Transporte deElectrones
Fosfágenos o ATP-PC
ATP ADP + P +
ADP + PC ATP + C
Nota: Reservas de Fosfato de Creatina están limitadas en el músculo.
Energía
CPK
Glucólisis
Glucosa (sangre) Glucosa-6-fosfato Glucógeno muscular
ATP ADP
Fructosa 1,6-difosfato
ATP
ADP
PiruvatoGlucólisis rápida (anaeróbica) Glucólisis lenta (aeróbica)
Lactato Ciclo de Krebs en Mitocondria
4 ADP
4 ATP
Resumen de la Glucólisis
A.AnaeróbicoB.Ocurre en el citoplasmaC.Producción de ATP (glucosa)
+ 4 ATP paso 7 y 10- 2 ATP paso 1 y 3 2 ATP
D. Producción de ATP (glucógeno)+ 4 ATP paso 7 y 10- 1 ATP paso 3 3 ATP
E. 2 NADH + H+F. 2 PiruvatosG. 2 Lactatos menos los NADH + H+
Ciclo de Krebspiruvato
Acetil Co A
NAD+
NADH + H+CO2
citrato
succinato
oxaloacetato
2NAD+
2 NADH = H+
2 CO2
FAD
FADH2
NAD+
NADH + H+
GDP
GTPADP
ATP
ácidos grasosaminoácidos
aminoácidos
Ocurre en la mitocondria
Resumen – Formación de Acetil CoA
A.No usa O2 pero requiere O2 para ocurrir
B. Ocurre en la matriz de la mitocondria
C. No produce ATP
D. 2 NADH + H+
E. 2 CO2
F. 2 Acetil CoA
Resumen del Ciclo de Krebs
A.No usa O2 directamente pero requiere O2
B.Ocurre en la mitocondria
C.2 ATP (paso 5)
D.5 NADH + H+ (pasos 3,4 y 8)
E.2 FADH2 (paso 6)
F.6 CO2
Transporte de ElectronesNADH
Deshidrogenasa de NADH
CoQ
Citocromos
O + H2 = H2O
ADP + Pi
ADP + Pi
ADP + Pi
ATP
ATP
ATP
FADH2
Factores Limitantes del Metabolismo Celular
Vía Metabólica Enzima limitante Estimula Inhibe
Fosfágenos CPK ADP ATP
Glucólisis Fosfofructokinasa ADP,Pi,ph ATP,CPcitratoph
Ciclo de Krebs Deshidrogenasa de ADP, NAD, ATP, citrato Ca+ NADH
Transporte de Oxidasa de ADP, Pi ATP electrones citocromos
Intensidades de Ejercicio
• 90 – 100% --- Predomina ATP-PC
• 75 – 90% --- Predomina Glucólisis
• < 75% --- Predomina Oxidación
Basado en Capacidad Máxima del Individuo
Metabolismo de Grasas
Triglicéridos se rompen en –Ácidos Grasos y Glicerol
Ácidos grasos se rompen vía β-oxidaciónse convierte en Acetil CoA
Luego procede a NADH, FADH2 y CO2
Siempre hay balance entre uso de grasas y CHO
Metabolismo de Proteínas
Amino ácidos no son fuente deenergía preferida
Sólo se usan aeróbicamente y proveenentre 5-10% del total de ATP
Amino ácidos se rompen (de-aminación) y entran como Acetil CoA o piruvato
Triglicéridos Glucógeno Proteínas
Ácidos grasos Glicerol Glucosa Amino ácidos
Piruvato
Acetil CoA
Ciclo de Krebs
Contribución de Vías Metabólicas durante Ejercicio MáximoFunción de la Duración
Segundos Minutos
% Aeróbico 10 20 30 40 65 85 95 98 99
% Anaeróbico 90 80 70 60 35 15 5 2 1
10 30 60 2 4 10 30 60 120
Duración del Ejercicio Máximo
Duración y Contribución Energética
Kraemer, WJ. Essentials of Strength Training and Conditioning . Human Kinetics Pub. 2000.
Universidad de Montana – btc.montana.edu/olympics
Fuentes de Energía y su Uso
Deporte
SistemaFosfágeno
GlucólisisAnaeróbica
MetabolismoAeróbico
Béisbol Alto Bajo -
Baloncesto AltoModerado a
alto-
Boxeo Alto Alto -
Eventos de campo Alto - -
Gimnasia Alto Moderado -
Maratón - - Alto
Natación y carreras tipo sprint
AltoModerado a
alto-
Natación y carreras de fondo
-Moderado a
altoAlta
Tenis Alta - -
Voleibol Alto Moderado -
Lucha Olímpica Alto Alto -
Levantamiento Olímpico
Alto - -
Varios Deportes y la Contribución Metabólica
Suministro de Energía y Duración
Factores a Nivel Celular que Afectan el Uso del Sustrato
Disponibilidad del Sustrato
Reservas de glucógeno y lípidos en el músculo
Glucosa en la sangre
Lipólisis en tejido adiposo y ácidos grasos en la sangre
Flujo de sangre al músculo
Amino ácidos en el músculo
Disponibilidad de Oxígeno
Necesario para el transporte de electrones
Actividad de Enzimas
Concentración Retroalimentación pH
Nivel de Hormonas en el Plasma
Factores Externos que Influyen en el Uso de Sustrato
Ejercicio previo y Nutrición
Composición de las Fibras Musculares
Modalidad, intensidad y duración del ejercicio
Entrenamiento previo
Ambiente (temperatura, humedad, altura)
Drogas (cafeína, efedrina)
Gasto Energético
¿ Cómo se calcula ?
Calorimetría Directa
Calorimetría Indirecta -
Consumo de Oxígeno (VO2)
Comida + O2 ATP (función celular) + CO2 + H2O + CALOR
Calor
Depende de la Tasa Metabólica
1.Metabolismo Basal2.Actividad Física3.Efecto Termogénico de la Comida
Medido en Kilocalorías - kcal
Tasa de Intercambio Respiratorio - RER
RER = VCO2/VO2
Indica uso de Sustrato
CHO - 1.00Grasa - 0.71Proteína - 0.82Mixto - 0.85
OBLA o Umbral de Lactato
Representa punto donde se depende más del metabolismo Anaeróbico o cambia de aeróbico a anaeróbico.
50-60% VO2max
en no-atletas
70-90% VO2max
En atletas
Gráfica de Stephen Seiler, PhD Agder College, Noruega
Destino del Lactato Producido
1.Gluconeogénesis en el hígado (transportado en la sangre)
2. Ciclo de Krebs en el músculo activo
3. Gluconeogénesis o Ciclo de Krebs en músculono activo (transportado en la sangre)
Deuda de Oxígeno o EPOC
University of Colorado - Dr. Lynch
VO2
(l/min)
Reposo Ejercicio Recuperación
Déficit de O2
Deuda de O2
Estado Estable
Deuda de Oxígeno en EjercicioSub-máximo
Porción rápida
Porción lenta
Ejercicio sostenible con un consumo de oxígeno estable
Pago de la Deuda de Oxígeno
Oxígeno consumido sobre lo necesario luego del ejercicio y bajo condiciones de reposo
Fase Rápida
Re-establecimiento de las reservas de ATP y PCr
Fase Lenta
Remoción y utilización del ácido láctico
Recuperación de GlucógenoRecuperación de Glucógeno
FatigaFatiga Periférica (músculo)
Disponibilidad de Sustratos
GlucógenoPCrAcumulación de
MetabolitosÁcido lácticoIones de H+
(acidez)Mecanismo Contráctil
ElectrolitosCa++Fatiga Central
Bajo Nivel de Glucosa (SNC)
Acidez Metabólica
Acumulación de Ácido Láctico
Aumento de Iones de Hidrógeno – H+
Competencia de Ca++ y H+ por Troponina
Inhibición de la Contracción Muscular
Tétano Muscular – Calambres of Fatiga
Disminución en Producción de ATP
Fatiga Central - SNC
Disminución de Glucosa al SNC
Disminución en Concentración de ATP en SNC
Competencia por la Glucosa Sanguínea
Alteración del Abastecimiento Energético
Disminución en Precisión, Coordinación y Calidad de Decisión en la Ejecución
Rendimiento Deficiente
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