curso meds 2009 ( cajigal)
TRANSCRIPT
25/09/2009
Curso de entrenamiento MEDS
Jorge Cajigal M.Sc.
Temario: Bioenergtica de los deportes Sistemas energticos Sustratos energticos Metabolismo del lactato
Factores limitantes en la capacidad y potencia aerbica VO2 max Umbral Anaerbico Eficiencia Mecnica
Factores limitantes en la capacidad y potencia anaerbica Valoracin del trabajo anaerbico Dficit de O2
Zonas y mtodos de entrenamiento
1
25/09/2009
Clula Muscular
HIGADO
glucgeno glucosa
CELULA MUSCULAR glucgeno glucosa 6-P PCr
ATP lactatoADIPOSITO
piruvato
TAGglicerol AGL
ciclo de Krebs
H2O CO2
O2TAG---AGL
aa
2
25/09/2009
Sustratos y fuentes encargados de la RESINTESIS de ATP
SUSTRATOS:
MECANISMOS:
CHO LIPIDOS PROTEINAS
AERBICO ANAERBICO FOSFAGENOS GLICOLTOCO
Tasa de resntesis de ATP/s
Fosfgenos Gliclisis anaerbica
Aerbico
15
30
60
180
Tiempo (s)
3
25/09/2009
FUENTES DE ENERGIA EN ATLETISMO (% DEL TOTAL) AER100 90 80 70 % del max 60 50 40 30 20 10 0 ANA LAC ANA FOSF
la nz am ie
Proporcin de las fuentes energticas en diferentes deportes
andinismo boxeo esgrima esqui alpino futbol arquero futbol del futbol medio gimnasia handbol judo nado sincron pesas rugby taekwondo tenis triatlon olim voleibol
AER 98 50 20 20 1 40 50 10 50 33 30? 1 30 33 20 95 30
ANA LAC 1 25 5 40 1 15 25 10 25 33 40? 4 40 33 5 3 0
30 0
ANA FOSF 1 25 75 40 98 45 25 80 25 33 30? 95 30 33 75 2 70
00 0 m ar at on
st pl
nt os
sa lto s
20 0
80 0
10 0
40 0
00
15
50
00
10
0
4
25/09/2009
Fosfgenos
Cr + ATP ==== PCr + ADPCK (delta G= -10,3 Kcal(mol) Kcal(mol)
ATP intracelular de reserva
Lactato, PCr y ATP i
5
25/09/2009
Regeneracin de PCr en funcin del tiempo de recuperacin post ejercicio 60 s al mximoresntesis de PCr
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 30 60 90 tiempo (s) 120 150 180
% resntesis
6
25/09/2009
Gliclisis: Gliclisis: 10 enzimas
glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi----- 2 pyruvate + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O Ver animacin en marcadores de firefox: http://www.1lec.com/Biochemistry/How%20Glycolysis%20Work/index.html
GliclisisGLUCOSA 2 ATP PFK NAD + H2 = NADH2 4 ATP BN= 2 ATP (3ATP glu3-P) glu3-
PIRUVATO
36 ATP
Acetil CoA
O2CO2 + H2O
7
25/09/2009
GliclisisGLUCOSA 2 ATP PFK NAD + H2 = NADH2 4 ATP BN= 2 ATP (3ATP glu3-P) glu3-
PIRUVATO + H2
LACTATOO2
Acetil CoA
At a physiological pH, lactic acid (pK=3.8) is almost fully dissociated to protons and lactate anions
8
25/09/2009
Evidencias actuales sobre metabolismo del lactatoJorge Cajigal MSc
Primera nocin del cido lcticoLouis Pasteur 1850 Retcher WM, Hopkins FG. Lactic acid in amphibian muscle. J Physiol 1907; 35: 247-309
A. V. Hill 1929
When excised frog muscles were stimulated to contract, lactate accumulated and fatigue ensued. When fatigued muscles were placed in oxygen-rich environments, lactate disappeared.
9
25/09/2009
Lactato en la historia Desecho metablico (1850 1950) Responsable de la acidosis metablica (1850 1968 - 2001) Metabolito inductor de fatiga muscular (1929 1999) Concentracin en sangre = produccin (1907 1984) 1984) Indicador de capacidad anaerbica (1950 1995)
Cintica del lactato post-ejercicio maximal.(Juel, 1997)
45 Lactato (mM/l de agua) 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Ejercicio
Recuperacin
Msculo Plasma venoso Plasma arterial Eritrocito
-3
0
2 7 Tiempo (m)
13
18
10
25/09/2009
Produccin y recambio de lactato(Bangsbo, 1998)
Arteria femoralFlujo sanguneo: 4.3 l/m
4.1 l/m
37mM/lCuadriceps
9.0 mM/l
Vena femoral 8.7 mM/l
Lactato: 5.0
mM/l0.2 l/m
Isquiotibiales/adductores
2mM/l
3.5 mM/l
Transportadores de lactato MCTClula muscular Medio externo Medio interno
H+C CProtena transportadora
H+ LacC H+ C H+Lac-
LacH+C H+Lac- C
11
25/09/2009
Transporte de lactato MCT Se han identificado 14 isoformas (desde 1986) MCT1 y MCT4 en msculo esqueltico MCT1 slo en msculo cardiaco MCT 2 en msculo esqueltico (?) MCT3 en tejido nervioso
Entrenamiento y MCT 1-4 1(Bonen, 2004) Bonen,Cambios en la cintica de lactato por modificacin MCT depende de:
Volumen Intensidad Frecuencia
12
25/09/2009
Transporte de lactato (Brooks, 2007) Transporte entre clulas Intercambio entre fibras I II Transporte asociado a glutamato en SNC Msculo corazn Msculo hgado (gluconeognesis)
Transporte intracelular: oxidacin mitocondrial (mitochondrial lactate oxidation complex) Sustrato gluconeognico Seal intracelular Incrementa produccin de ROS y regula 673 genes responsables de adaptacin muscular, translocacin de MCT 1 y biognesis mitocondrial (Brooks, 2007)
IIA
I IIX
13
25/09/2009
Relacin Lactato y H+ Causa efecto? (Wassermann, 1990)Lactato (mmol/L)
H+ (mmol/L)
FUENTES DE PRODUCCIN DE H+i
Hidrlisis ATP Gliclisis (cido Lctico???)
14
25/09/2009
TRANSPORTE DE H+ Lac / H+ Na+ / H+ HCO3- / H+
Efectos intracelulares de los H+ en el msculo (Rogberts, 2005) Alteracin del acoplamiento troponina Ca++:DISMINUCION DE FUERZA Aumento de la concentracin de Ca++ intracelular: DISMINUCION DE LA CAPACIDAD DE RELAJACION Alteracin en la actividad mitocondrial
15
25/09/2009
Efectos del incremento de H+ en LEC:
Estimulacin de terminaciones libres:
DOLOR
16
25/09/2009
17
25/09/2009
MCT1
Peroxisome proliferator activated-receptor coactivator-1 (PGC1)
18
25/09/2009
Lactato y aumento en la expresin de 673 genes(disminucin en 3 genes)
1 hora: Up-regulation de genes asociados a metabolismo de glucosa y gluconeognesis Down-regulation genes asociados a metabolismo de lpidos (LDL) 6 horas: Up-regulation de genes responsables de biognesis mitocondrial Down-regulation de cAMP-dependent protein kinase inhibitor beta Up-regulation de genes asociados a transporte, estrs oxidativo, apoptosis, crecimiento celular y seales de Ca++
19
25/09/2009
Lactato: metabolito intermediario
GLICOLISIS
LACTATO
MITOCONDRIA
Revisin bibliogrfica (Sport Medicine, 2006)
20
25/09/2009
21
25/09/2009
Mecanismo de resntesis de ATP aerbico
Masa eritrocitaria
22
25/09/2009
23
25/09/2009
Haile Gebrselassie es el nuevo rey del maratn: 2:04:2634 aos, 1.64 metros de estatura y 53 kilogramos
24
25/09/2009
De qu factores biolgicos depende el rendimiento aerbico?VO2max(Coyle 1996)
Umbral Anaerbico
Eficiencia Mecnica
25
25/09/2009
Consumo de O2 VO2 Absoluto VO2 Relativo
L/min
ml/min/kg
VO2 R = VO2 A PC
VO2 max relativo en deportistas90 Fondo Ftbol Bsquetbol Voleibol Gimnasia 35
12
26
25/09/2009
Ejemplo con masa corporal y VO2 max. max.Sujeto mujer VO2 max A= 3000 ml/min. Condicin A: Masa= 60 kg; % grasa= 20% (12 kg) VO2 max Relativo = 50 ml/kg/min
Condicin B: Masa= 56 kg; % grasa =17% (3%, 9.5kg) VO2 max relativo = 53 ml/kg/min (+6%)
Aerobic endurance training improves soccer performanceMed Sci Sports Exerc. 2001 Nov;33(11):1925-31 Helgerud J, Engen LC, Wisloff U, Hoff J.
Nineteen male elite junior soccer players, age 18.1 +/- 0.8 yr training group (N = 9) and the control group (N = 10) interval training, four times 4 min at 90-95% of maximal heart rate, with a 3-min twice per week for 8 wk
27
25/09/2009
Resultados:Se encontr un incremento en: 11% VO2 max (58,1 64,3 ml/kg/min) 18 % el Umbral Anaerbico 20 % la distancia cubierta en partido 23 % el desempeo con el baln 100 % el nmero de sprintHelgerud J, 2001
Factores limitantes del Consumo de oxgeno (VO2)
VO2 = VE x (FIO2-FEO2)
VO2 = Q x a-v O2
Ecuacin de Haldane
Ecuacin de Fick
28
25/09/2009
Adaptaciones al entrenamiento de resistencia aerbicaAdaptaciones Centrales
Adaptaciones Perifricas
Trabajo ventilatorio y rendimiento fsico
Harms et al. (1998) J. Appl. Physiol. 85 (2): 609618
29
25/09/2009
Trabajo ventilatorioVO2VENT Alta Int. VO2VENT Int. moderada VO2VENT Reposo
2% VO2max
3-5% VO2max
10-18% VO2max
Intensidad del ejercicio
Dispositivo de Espacio Muerto (DEM)CO2 O2
30
25/09/2009
Protocolo del estudio
Espirometra
Ergoespirometra
Distancia mx.30min
ResultadosCON-pre FVC (L) FEV1 (L) MVV10 (Lmin-1) VO2max (mlkgmin1) VEmax (Lmin-1) VEVO2-1 max MAV (kmh-1) VO2 AT (mlkgmin1) VE AT (Lmin-1) VEVO2-1 AT Endurance test (m) 5.1 1.2 4.2 0.9 178.3 55.3 47.3 11.9 112.1 28.1 34.2 4.2 14.2 2 33.4 7.5 51.9 18 24.3 4.3 5190 835 CON-post EXP-pre EXP-post
4.9 0.7 5.1 0.9 5 0.9 4.1 0.6 4.3 0.7 4.2 0.7 188.2 30.6 178.3 183 38.8 56.8 29.3 57.6 9.6*** 10.2** 49.3 7.1 121.7 30.5 123.5 111.7 32 5.2 21.9* 26.9 15.3 1.2*** 33.2 3.5 34.7 6.5 38.9 5.4*** 15.1 2.1* 14 1 58 12.8 36.4 6.5 32.7 5.5 23.3 3.3** 58.6 15.4 54.7 5889 23.5 2.3 15.4 575*** 5398 879 25.6 3.6 5395 490
31
25/09/2009
Resultados: Ergoespirometra mximaPRE POST45
VO2 AT (ml*kg-1*min-1)
40 35 30 25 20 CON
***
EXP
VO2 UAn (mlkg-1min-1) (Prom. DE). PRE pre-entrenamiento, POST postentrenamiento, CON grupo control, EXP grupo experimental, ***p < 0,001. Datos obtenidos por medio de ergoespirometra (CON n = 4 mujeres y 4 hombres; EXP n = 5 mujeres y 8 hombres).
Ergoespirometra mximaPRE POST30
VE*VO2-1 AT
25
**
20
15 CON EXPEquivalente ventilatorio del umbral anaerbico (Prom. DE). PRE preentrenamiento, POST post-entrenamiento, CON grupo control, EXP grupo experimental, **p < 0,01. Datos obtenidos por medio de ergoespirometra (CON n = 4 mujeres y 4 hombres; EXP n = 5 mujeres y 8 hombres).
32
25/09/2009
Evaluacin de capacidad aerbica a6500
PRE POST
Distance in 30 min (m)
6000 5500 5000 4500 4000 CON
***
EXP
Distancia mxima recorrida en 30 minutos (Prom. DE). PRE pre-entrenamiento, POST post-entrenamiento, CON grupo control, EXP grupo experimental, ***p < 0,001. Datos obtenidos por medio de evaluacin de capacidad aerbica (CON n = 4 mujeres y 3 hombres; EXP n = 5 mujeres y 8 hombres).
b Distance in 30 min (m)1100 900 700 500 300 100 -6 -4 -100 -2 -300
CON (r = 0.45; p > 0.05)
EXP(r = 0.69; p < 0.01)
2
4
6
8
10
12
1.5
4.0
6.5
9.0
11.5
14.0
-1 -1 VO2 AT (ml*kg *min )
-1 -1 VO2 AT (ml*kg *min )
Correlacin entre los cambios () de distancia mxima recorrida en 30 min y el VO2 (mlkg-1min-1) del UAn en el grupo experimental post-entrenamiento. Datos obtenidos por medio de evaluacin de capacidad aerbica (EXP n = 5 mujeres y 8 hombres) y ergoespirometra (EXP n = 5 mujeres y 8 hombres).
33
25/09/2009
Resultados: cambios en la VE durante prueba la progresivaPRE POST150 125
CON150 125
PRE POST
EXP
VE (L*min -1)
VE (L*min-1)
100 75 50 25 6 8 10 12 14-1
100 75 50 25
*
*
**
16
18
6
8
10
12
14
16
18
Run velocity (km*h )
Run velocity (km*h -1)
Means of VE by each run velocity during maximal incremental test before (PRE) and after (POST) training period. CON control group, EXP experimental group. Different from baseline * p < 0.05, **p < 0.01.
ResultadosPRE POST45
VO2 AT (ml*kg-1*min-1)
40 35 30 25 20 CON
***
EXP
a6500
PRE POST
Distance in 30 min (m)
6000 5500 5000 4500 4000 CON
***
EXP
34
25/09/2009
Reflejo metablico Eferencias simpticas
vasoconstriccin Trabajo respiratorioDempsey et al. (2006) Respiratory Physiology & Neurobiology. 151: 242250
Biognesis mitocondrial
35
25/09/2009
Disfuncin mitocondrial Disminucin en rendimiento aerbico Sarcopenia Colesterol y TG elevados Dao endotelial Obesidad Hipertensin Diabetes ECV Degeneracin neural CncerParish et al, 2005; Linn et al, 2006; Beckman et al, 1998
36
25/09/2009
PGC1
Eficiencia de la Fosforilacin oxidativa
Conley et al, 2007
37
25/09/2009
Incremento en la capacidad fosforilativa por mitocondria en adultos mayores: efecto de 6 meses de entrenamiento aerbicoAcumulacin irreversible de DNAmt mutado? (Wallace et al, 2005
Conley et al, 2007
Intensidad del ejercicio fsico en funcin del VO2 max6000 5000
VO2 (L/min)
4000 3000 2000 1000
?
0 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460
Potencia (Watt)
38
25/09/2009
AntecedentesVO2 (L/min)VO2 max VO2 max
Umbral Anaerbico
McArdle
Sanos Adaptado Wasserman, 1994
AntecedentesVO2 (ml/min/kg)
[lactato] (mmol/L) Adaptado Wasserman, 1994
39
25/09/2009
Cajigal & Behn, 200416
Soldados NA - Arica
25
Soldados NA - Putre
diferencia de lactato (mmol/L)
14
2012 10 8 6 4 2 0 30 35 40 45 50 55 60
15
10
r=0.62 p0.05 n=1530 35 40 45 50
0
diferencia de lactato (mmol/L)
16 14 12 10 8
Soldados A - Arica
18 16 14 12 10 8
Soldados A - Putre
6 4 2 0 30 35 40 45 50 55
r=0.08 p>0.05 n=15
6 4 2 0 30,00
r=0.60 p 50 r/min.) SENSACION DE MALESTAR Y DOLOR TIEMPO MAXIMO ENTRE 12 A 60 min.
46
25/09/2009
UL sujetos entrenados y no entrenadosLactato sangre (mmol/L) 12,0
Sedentario 4.0
entrenado
muy entrenado
50
70
85 100 % del VO2 max
UL sujetos entrenados y no entrenadosLactato sangre (mmol/L) 12,0
Sedentario 4.0
entrenado
muy
entrenado
10
15
18 Velocidad Km/h
47
25/09/2009
EjercicioDos sujetos presentan diferencias importantes en el VO2 max y su UAn. Cual de los dos presentara un mayor rendimiento aerbico? (ambos tienen igual EM)
SUJETO VO2 max Uan (%)(ml/Kg/min)
VO2 UAn
A B
55 63
78 60
42.937.8
3- LA EFICIENCIA MECANICAEM=VO2 total(Kcal)/Trabajo(kcal)
48
25/09/2009
EFICIENCIA MECANICA BIOLOGICA (ECONOMIA)25% ENERGIA MECANICA ENERGIA CALORICA 75%
Eficiencia Mecnica (y economa del esfuerzo) Capacidad de trasformar la Eq de los alimentos en Ec (o Trabajo Mecnico) Es el punto de unin entre la Fisiologa del Ejercicio y la Biomecnica EM puede ser mejorada por: Equipamiento (tecnologa deportiva) Tcnica (y estilos)
49
25/09/2009
Eficiencia mecnica y VO2 max. triatleta masc.600008-04-97 22-11-97
5000
VO2 (ml/min)
4000 3000 2000 1000 0 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460+7% EfMec +2% VO2 max
watt
Capacidad y Potencia Anaerbica
50
25/09/2009
VO2 ml/Kg/min 105 150% 2 min 84 70 56 42 120% 5 min 100%
Dficit de O2
VO2 max
12 min 80% 60% 2 a 9 horas 30 a 90 min UAn
Adaptado por J Cajigal, 2009 Datos no publicados
Planificacin del entrenamiento aerbico - anaerbico Zonas de entrenamiento
51
25/09/2009
Determinacin de zonas de entrenamiento1- R 2- A1 3- A2 4- A3 5- G1 6- G2 7- F1 8- F2(regeneracin) (base)(UL) (VO2 max) max)
(cap glicoltica) glicoltica) (pot glicoltica) glicoltica) (cap fosfgenos) fosfgenos) (pot fosfgenos) fosfgenos)
Determinacin de las zonas de entrenamientoZona aerbica R A1 A2 A3FC % max
Lactato
(real o 220-edad) Mmol/L
Tiempo min.Cont: 20-90 Cont: 40-180 y + Cont o frac 10 a 60 Cont o frac 3 a 20
8
52
25/09/2009
Dinmica de la recuperacin. RC (Recup. Compl.) Recup. Compl.) reposicin de PCr eliminacin H+ (buffer) > metabolizacin de LACTATO mayor CALIDAD sobrecompensacin a nivel ENZIMATICO Ejm TPOS: 3-5- 7min
RIC (Recup. Incompl.) Recup. Incompl.) reposicin parcial de PCr baja eliminacin H+ < metabolizacin de LACTATO menor CALIDAD sobrecompensacin a nivel BUFFER Ejm TPOS: 30s a 3 min
Formas de entrenamiento de la Resistencia Aerbica1- Trabajo Continuo (R, A1, A2, A3) A3) Ritmo constante Ritmo variado Progresivo Cambios de ritmo (Cross country, Fartlek)
53
25/09/2009
2- Trabajo Fraccionado (A2, A3.L1, L2 y V) V)Intervalos o repeticiones: repeticiones: Ritmo constante Tiempo fijo Distancia fija
Ritmo variado Tiempo variado Distancia variada
Pausa variada o fija (macropausa y micropausa) (macropausa micropausa) Ejm: entrenamiento de intervalos, piramidal Ejm: creciente o decreciente, de tempo, de pausa activa.
Planificacin Anual Triatln 2002ENEROEne-01 Ene-02 Ene-03 Ene-04 Ene-05 Feb-01
FEBREROFeb-02 Feb-03 Feb-04 Mar-01
MARZOMar-02 Mar-03 Mar-04
COMPETICION C1COMPETENCIAS PREPARATORIAS FUNDAMENTALESVIA CONCEP LICAN RAY VILLARICA
TRANS C3 C4 R
C2
R
PREPARATORIO GENERAL ESPECIFICO ACUM1 ACUM2 ACUM3 DESC ESP1 ESP2 DESCVILLA ALEMANA
PERIODO PREPARACION EN ALTURA
VOLUMEN
INTENSIDAD
TRAB TECNICO RESISTENCIA AEROBICA A1 % A2 % A3 %
40 50 10
50 40 10
90 10 0
30 50 20
50 40 10
100 0 0
90 10 0
90 10 0
80 15 5
80 15 5
70 25 5
60 30 10
60 35 5
FUERZA RESISTENCIA EVALUACIONES VO2 max UMBRAL LACTICO COMP CORP FUERZA
54
25/09/2009
Planificacin Anual Triatln 2002 (cont)ABRILAbr-01 Abr-02 Abr-03 Abr-04 May-01
MAYOMay-02 May-03 May-04 May-05
COMPETICION PRE C APROXCOMPETENCIAS PREPARATORIAS FUNDAMENTALES
TRANSICION T1 T2 C3 C4DESCANSO ACTIVO
C1
R
C1
C2
JUEGOS ODESUR en altura
PANAMERICANO
VOLUMEN
INTENSIDAD
TRAB TECNICO RESISTENCIA AEROBICA A1 % A2 % A3 %
50 40 10
50 40 10
40 50 10
100 0 0
40 50 10
50 40 10
50 40 10
FUERZA RESISTENCIA EVALUACIONES VO2 max UMBRAL LACTICO COMP CORP FUERZA
Zonas de intensidad individual (fc)
VI