Cambios energeticos y

metabolicos durante el ejercicio

Jose Galgani, PhD

Profesor Asistente

Dept. de Nutricion, FM, U. Chile

jgalgani@med.uchile.cl

Contenidos

Determinantes celulares de ATP

Capacidad oxidativa y adaptacion al

ejercicio

Sensores metabolicos

Determinantes de la adaptacion metabolica

Fuentes y sistemas de generacion de ATP

Flujo de sustratos durante el ejercicio

Estudio del metabolismo energetico durante

ejercicio

Produccion y gasto de ATP

Gasto energetico en ejercicio

0

2

4

6

8

10

12

14

MET

(GE

ac

t/G

Eb

asa

l)

Capacidad oxidativa muscular

y capacidad aerobica maxima

r = 0.66

p = 0.002

10

15

20

25

30

35

35 40 45 50 55 60

Citra

te s

yn

tha

sea

ctiv

ity

(nm

ol/

min

/mg

pro

tein

)

VO2max (ml O2/kg FFM/min)

Adaptacion al ejercicio

Mayor flujo sanguineo y

nutricional al musculo

Endocrinology 2003

AMPK Regulation and Actions

Fatty acid, TG, cholesterol

& protein synthesis

Gluconeogenesis

Ion transport

Hypoxia

Exercise

AMPKK PPases

ATP generation ATP usage

Glucose

deprivation

+ -

Fatty acid oxidation

Glucose transport (muscle)

Glycolysis (heart)

AMP

AMPK

?

Ruderman&Prentki Nature Rev 2004

Mecanismo de accion de AMPK:

metabolismo de glucosa

Mecanismo de accion de AMPK:

metabolismo de acidos grasos

Mutantes de AMPK

Costford et al. Plos 2007

Mutantes de AMPK tienen menor

contenido de glicogeno

Costford et al. Plos 2007

Mutantes de AMPK tienen similar

composicion de fibras musculares y

menor contenido de TG

Costford et al. Plos 2007

Determinantes de los cambios

metabolicos durante el ejercicio

• Intensidad y duracion

• Contenido de sustratos energeticos (ej, contenido

de glicogeno muscular)

• Nivel de entrenamiento (ej, atleta)

• Condiciones geneticas (ej, mutantes de AMPK)

• Otros (ej, sexo, estado nutricional, diabetes, etc.)

Determinantes de los cambios

metabolicos durante el ejercicio

• Intensidad y duracion

• Contenido de sustratos energeticos (ej, contenido

de glicogeno muscular)

• Nivel de entrenamiento (ej, atleta)

• Condiciones geneticas (ej, mutantes de AMPK)

• Otros (ej, sexo, estado nutricional, diabetes, etc.)

Determinantes de los cambios

metabolicos durante el ejercicio

• Intensidad y duracion

• Contenido de sustratos energeticos (ej, contenido

de glicogeno muscular)

• Nivel de entrenamiento (ej, atleta)

• Condiciones geneticas (ej, mutantes de AMPK)

• Otros (ej, sexo, estado nutricional, diabetes, etc.)

Flexibilidad metabolica y

resistencia insulinica

Galgani et al. Diabetes 2008

Influence of glucose disposal rate

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

Fasting Insulin

Not valid comparison of

glucose oxidation with

different amount of glucose.

CO2

CO2

IR

IS

IS

IR

Re

spira

tory

qu

otie

nt

Galgani et al. AJP 2008

Fuentes de energia durante

el ejercicio

• Fosfocreatina

• Glicolisis

• Oxidacion de glucosa y acidos

grasos

Fuentes de energia durante

el ejercicio

• Fosfocreatina

• Glicolisis

• Oxidacion de glucosa y acidos

grasos

Metabolismo de creatina

Fosfocreatina durante ejercicio

Respuesta al ejercicioen sujetos con Miotonia

Fuentes de energia durante

el ejercicio

• Fosfocreatina

• Glicolisis

• Oxidacion de glucosa y acidos

grasos

Glicolisis

Ciclo de Krebs

Integracion del metabolismo

energetico

Ejercicio de variada

intensidad y corta duracion

(VO2max)

Cuociente respiratorio

durante VO2max

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Cu

oc

ien

tere

spira

tori

o(V

CO

2/V

O2)

Tiempo (min)

Oxidacion de glucosa y acidos grasos

respecto a la intensidad del ejercicio

Venables et al. AJP 2005

Ejercicio de variada

intensidad y larga duracion

Concentracion arterial de glucosa y

lactato durante el ejercicio

0

1

2

3

4

5

6

Reposo 5 10 20 30 40

Art

eri

al c

on

ce

ntr

atio

n (

mm

ol/

l)

Gluc_65

Gluc_130

Gluc_196

Lact_65

Lact_130

Lact_196

Wahren et al. JCI 1971

Concentracion arterial de acidos grasos

libres durante el ejercicio

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Reposo 10 20 40

Art

eri

al c

on

ce

ntr

atio

n (

mm

ol/

l)

FFA_65

FFA_130

FFA_196

Wahren et al. JCI 1971

Tasa lipolitica durante ejercicio

Diferencia arterio-venosa (musculo) de

glucosa y lactato durante el ejercicio

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

Reposo 5 10 20 30 40

A-V

[fe

mo

ral]

(m

mo

l/l)

Gluc_65

Gluc_130

Gluc_196

Lact_65

Lact_130

Lact_196

Wahren et al. JCI 1971

Diferencia arterio-venosa (higado) de

glucosa y lactato durante el ejercicio

-8

-6

-4

-2

0

2

4

Reposo 5 10 20 30 40

A-V

[h

iga

do

] (m

mo

l/l)

Gluc_65

Gluc_130

Gluc_196

Lact_65

Lact_130

Lact_196

Wahren et al. JCI 1971

Flujo de glucosa muscular en

funcion de la carga de trabajo

Efecto de la glucosa exogena

de glucosa y acidos grasos

sobre la oxidacion de sustratos

durante el ejercicio

Efecto de la infusion de lipidos

Ravussin et al. AJP 1986

Efecto de la ingestion de glucosa

Ravussin et al. AJP 1986

Glucosa es el principal

combustible durante el ejercicio

Ravussin et al. AJP 1986

La intensidad determina la cantidad y

procedencia de los lipidos oxidados

Integracion de las fuentes de

energia durante el ejercicio

Influencia del contenido mitocondrial sobre la oxidacion de lipidos durante ejercicio

Influencia del contenido mitocondrial sobre la oxidacion de lipidos durante ejercicio

Respuesta

plasmatica

Oxidacion de lipidos y concentracion

plasmatica de acidos grasos libres