DEL 1900 AL 2010DEL 1900 AL 2010LA CANTIDAD DE INFORMACION CIENTIFICA Y MAS AUN LA RELACIONADA CON EL EJERCICIO Y LAS ENFERMEDADES CRONICAS MODERNAS, HA EXPERIMENTADO DE UN SIGLO

AL OTRO, SIGNIFICATIVOS AVANCES Y PROFUNDOS CAMBIOS.

POR TAL MOTIVO SEGUIR EMPANTANADO EN LA FISIOLOGIA CLASICA O DE BASE COMO ELEMENTO QUE NOS PERMITA

EXPLICARNOS Y APLICAR PLANES Y PROGRAMAS DE ENTRENAMIENTO FISICO, REPRESENTA UN AMUY BAJA

RENTABILIDAD INTELECTUAL, PREVENTIVA Y TERAPEUTICA.

ESTE POWER PERMITIRA AL LECTOR COMPRENDER DE MANERA MAS EFICIENTE LA MODERNA O

CONTEMPOPRANEA INFORMACION CIENTIFICA ELACIONADA CON LAS CIENC9IAS DE LA ACTIVIDAD FIISCA

ESTA PRESENTACION CUENTA CON LA VALIOSA INQUIETUD, INGENIO Y COLABORACION DE ALUMNOS A LOS CUALES

AGRADEZCO PROFUNDAMENTE. C SAAVEDRA

EJERCICIO Y SALUDEJERCICIO Y SALUD

• ESTA PRESENTACION ES UN APORTE AL ESTA PRESENTACION ES UN APORTE AL ALUMNO O PROFESIONAL PUES ALUMNO O PROFESIONAL PUES

CONSIDERO QUE PARA ENTENDER LA CONSIDERO QUE PARA ENTENDER LA FUTURA LITERATURA SOBRE LOS TEMAS FUTURA LITERATURA SOBRE LOS TEMAS

RELACIONADOS CON ESTA AREA DEL RELACIONADOS CON ESTA AREA DEL CONOCIMIENTO, SE DEBE ENTENDER LOS CONOCIMIENTO, SE DEBE ENTENDER LOS

FUNDAMENTOS, LAS CAUSAS Y LOS FUNDAMENTOS, LAS CAUSAS Y LOS EFECTOS DE LAS METODOLOGIAS A EFECTOS DE LAS METODOLOGIAS A APLICAR EN PREVENCION Y TERAPIAAPLICAR EN PREVENCION Y TERAPIA

NO OLVIDEMOS QUE…….NO OLVIDEMOS QUE…….

• NUESTROS ORIGENES NOS HAN DOTADO DE NUESTROS ORIGENES NOS HAN DOTADO DE UN GENOMA QUE AUN SE MANTIENE POR UN GENOMA QUE AUN SE MANTIENE POR

MILLONES DE ANOS Y ESTE FUE MILLONES DE ANOS Y ESTE FUE CONFORMADO POR EL HABITO DE VIDA DE CONFORMADO POR EL HABITO DE VIDA DE NUESTRA ESPECIE Y ESTE HABITO FUE EL NUESTRA ESPECIE Y ESTE HABITO FUE EL CORRER DETRAS DEL ALIMENTO, CORRER CORRER DETRAS DEL ALIMENTO, CORRER

DEL PELIGRO, CARGAR EL ALIMENTO Y DEL PELIGRO, CARGAR EL ALIMENTO Y EMIGRAR MEDIANTES LARGAS CAMINATAS EMIGRAR MEDIANTES LARGAS CAMINATAS

DE UN TERRITORIO A OTRO.DE UN TERRITORIO A OTRO.

• ES PARECIDO AL HABITO ACTUAL DE VIDA?ES PARECIDO AL HABITO ACTUAL DE VIDA?

A A GROSSO GROSSO MODOMODO

N.Campano

ALTERACIONES ALTERACIONES METABOLICAS E METABOLICAS E HISTOQUIMICASHISTOQUIMICAS

•CUALES SON NUESTROS CUALES SON NUESTROS PRINCIPALES PRINCIPALES PROBLEMAS PROBLEMAS

CONTEMPORANEOS?CONTEMPORANEOS?

LIPOGLICO LIPOGLICO TOXICIDADTOXICIDAD

INSULINO INSULINO RESISTENCIARESISTENCIA

DISFUNCIÓN DISFUNCIÓN MITOCONDRIALMITOCONDRIAL

ALTERACIÓN DEL ALTERACIÓN DEL METABOLISMO DE METABOLISMO DE

LIPIDOS Y LIPIDOS Y GLUCOSAGLUCOSA

N.Campano

SARCOPENIA

QUE DEBEMOS HACER?QUE DEBEMOS HACER?

• PRACTICAMENTE TODA LA PRACTICAMENTE TODA LA LITERATURA CONCUERDA QUE LITERATURA CONCUERDA QUE

NUESTRAS ENFERMEDADES ESTAN NUESTRAS ENFERMEDADES ESTAN ORIGINADAS BASICAMENTE POR UNA ORIGINADAS BASICAMENTE POR UNA

DEFICIENTE ACTIVIDAD DEFICIENTE ACTIVIDAD MITOCONDRIAL, POR LO QUE MITOCONDRIAL, POR LO QUE

NUESTRAS ACCIONES DEBEN IR NUESTRAS ACCIONES DEBEN IR ORIENTADAS A INCREMENTAR LA ORIENTADAS A INCREMENTAR LA DENSIDAD MITOCONDRIAL Y SU DENSIDAD MITOCONDRIAL Y SU

ACTIVIDAD ENZIMATICA!!ACTIVIDAD ENZIMATICA!!

PARA LO CUAL DEBEMOS ESTIMULAR Y COMPRENDER LOS FENOMENOS DE

BIOGENESIS MITOCONDRIAL

REHABILITACIÓREHABILITACIÓNN

METABÓLICAMETABÓLICA

CAPACIDAD CAPACIDAD OXIDATIVA DEL OXIDATIVA DEL

MÚSCULOMÚSCULO

PROGRAMA DE EJERCICIOS PARA PROGRAMA DE EJERCICIOS PARA MEJORAR LA CAPACIDAD MEJORAR LA CAPACIDAD

FUNCIONAL DEL MÚSCULOFUNCIONAL DEL MÚSCULO

Biogénesis mitocondrial

N.Campano

Vocabulario necesario para entender Vocabulario necesario para entender la Biogénesis mitocondrialla Biogénesis mitocondrial

Organelo mitocondrial

Arturo Gallardo y C. Saavedra.

EnzimaEnzima

• Es un tipo de proteína (catalizador Es un tipo de proteína (catalizador biologico) encargado de acelerar las biologico) encargado de acelerar las reacciones bioquímicas sin sufrir reacciones bioquímicas sin sufrir cambios durantes las reacciones.cambios durantes las reacciones.

• Posee el sufijo "Posee el sufijo "asaasa". ".

Amp ciclicoAmp ciclico

• Forma de monofosfato de adenosina, Forma de monofosfato de adenosina, actúa como molécula reguladora y actúa como molécula reguladora y segundo mensajero.segundo mensajero.

ácido nucleicoácido nucleico

Información hereditaria y determinan Información hereditaria y determinan que proteínas produce la célulaque proteínas produce la célula

Transmiten

ADN ARN

ADNADN

• Compone los genesCompone los genes

• Material hereditario de la celulasMaterial hereditario de la celulas

Segmento o secuencia lineal de ADN o ARN

Instrucciones para la

síntesis de todas las proteínas

ARNARN

• Participa en la síntesis de proteinasParticipa en la síntesis de proteinas

genoma

Célula

cromosomas

genes los genes

contienen instrucciones para hacer proteínas ADN

proteínas

las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares

ADN ADN

ARN

PROTEÍNAS

BASES MOLECULARESDE LA VIDA

Todo el material genético de una célula

Conjunto de genes

cromosomacromosoma

• Estructura visible al microscopio que se observa Estructura visible al microscopio que se observa antes de la duplicación celular en el núcleo de antes de la duplicación celular en el núcleo de las células. las células.

• Posee ADN y algunas proteínas. Posee ADN y algunas proteínas. • El número de cromosomas es siempre el mismo El número de cromosomas es siempre el mismo

para todos los individuos de una especie y para para todos los individuos de una especie y para todas las células de un individuo.todas las células de un individuo.

**células sexuales cuyo número se reduce a la mitad.células sexuales cuyo número se reduce a la mitad.

Parte del ADN se Parte del ADN se transcribe (es decir, se transcribe (es decir, se copia) en ARN. copia) en ARN.

El ARN va como un El ARN va como un mensajero al citoplasmamensajero al citoplasma

Allí el Allí el ribosomaribosoma es el lugar es el lugar físico para la traducción físico para la traducción de los genes a proteínas.de los genes a proteínas.

Transcripción

Traducción

Síntesis de proteínasSíntesis de proteínasLa traducción del ARNmLa traducción del ARNm

• el ARNm es el que lleva la información que se el ARNm es el que lleva la información que se decodificará en la síntesis (armado) de decodificará en la síntesis (armado) de proteínas, determina el orden en que se unirán proteínas, determina el orden en que se unirán los aminoácidos.los aminoácidos.

• La síntesis de proteínas o La síntesis de proteínas o traduccióntraducción tiene tiene lugar en los ribosomas del citoplasma celular. lugar en los ribosomas del citoplasma celular.

•    

Citocromo CCitocromo C• Componente de la cadena Componente de la cadena

respiratoria mitocondrial, se respiratoria mitocondrial, se encuentra situado en la membrana encuentra situado en la membrana mitocondrial interna expuesto hacia mitocondrial interna expuesto hacia el lado intermembrana. el lado intermembrana.

tfamtfam

• Es el factor de transcripción Es el factor de transcripción mitocondrial conocido en mamíferos, mitocondrial conocido en mamíferos, codificado en el genoma nuclear codificado en el genoma nuclear

In Vitro

NRF-1 NRF-2

Dependen

Los factores respiratorios nucleares

NRF-1 y NRF-2NRF-1 y NRF-2

• Estos mecanismos no son bien Estos mecanismos no son bien conocidos pero NRF-1 y NRF-2, conocidos pero NRF-1 y NRF-2, parecen estar implicados en la parecen estar implicados en la expresión de distintas subunidades expresión de distintas subunidades nucleares respiratorias.nucleares respiratorias.

ROSROS

• Especie de O2 reactivoEspecie de O2 reactivo

• Aparece en la participación en el Aparece en la participación en el paso 2 (fase efectora) de la paso 2 (fase efectora) de la apoptosisapoptosis

es un mecanismo de destrucción controlado de

las células

• El proceso opuesto a la El proceso opuesto a la muerte celular, o sea, la muerte celular, o sea, la proliferación celular, y en su proliferación celular, y en su máxima expresión la máxima expresión la proliferación tumoral, también proliferación tumoral, también está curiosamente unido a la está curiosamente unido a la producción de ROS. De esta producción de ROS. De esta forma, las sustancias forma, las sustancias reactivas de oxígeno juegan reactivas de oxígeno juegan también un papel también un papel fundamental en la fundamental en la carcinogénesiscarcinogénesis

la inducción del cáncer

• ROS interfieren en los ROS interfieren en los sistemas de cascadas de sistemas de cascadas de señales celulares relacionadas señales celulares relacionadas con la proliferación celularcon la proliferación celular

• También se ha observado una También se ha observado una relación entre el descenso de relación entre el descenso de las actividades enzimáticas las actividades enzimáticas antioxidantes y el incremento antioxidantes y el incremento de los niveles de lesión del de los niveles de lesión del DNA debido al daño oxidativo DNA debido al daño oxidativo en varios tipos de cánceres. en varios tipos de cánceres.

TNF-alfa TNF-alfa

• es una sustancia química del grupo es una sustancia química del grupo de las Citoquinas que es liberada por de las Citoquinas que es liberada por células del sistema inmune. Esta células del sistema inmune. Esta sustancia interviene en la sustancia interviene en la inflamación y la destrucción articular inflamación y la destrucción articular secundarias a la artritis reumatoide, secundarias a la artritis reumatoide, así como en otras así como en otras patologíaspatologías. .

Sustancias producidas por múltiples tipos celulares, que actúan como modificadores de las respuestas

biológicas, como la respuesta inmune, (la inflamación). También se puede

intuir que juegan un papel en el control de células tumorales

una enfermedad crónica que origina dolor, rigidez, hinchazón y pérdida de

función en las articulaciones

Las proteínas Las proteínas ““señalesseñales””

• son proteínas que se encuentran en el son proteínas que se encuentran en el citosol y se encargan de llevar la citosol y se encargan de llevar la información desde la superficie de la información desde la superficie de la célula hasta el núcleocélula hasta el núcleo

Como funcionan?Como funcionan?

LigandoEj: Insulina

Proteínas Señales

factores de transcripción

la transcripción del ADN a ARNm

síntesis de proteínas

MAPkinasas

proteínas kinasa

activadas por mitógenos

Un mitógeno es un inductor de

proliferación y diferenciación celularinsulina, IGF-1,  AMP kinasa, Akt,

GSK3 y p70S6K.

Estas regulan en parte, la captación de glucosa, la síntesis de glucógeno, la

transcripción y regulación génica, síntesis de proteínas e hipertrofia muscular.

Protein Kinasa CProtein Kinasa C

• Es miembro de una familia de Es miembro de una familia de enzimas que tienen en común el ser enzimas que tienen en común el ser capaces de fosforilar las proteínas capaces de fosforilar las proteínas responsables de la transducción de responsables de la transducción de señales intracelulares señales intracelulares

CalmodulinaCalmodulina

• Proteína citosólica que se une al Proteína citosólica que se une al calcio de forma reversible, teniendo calcio de forma reversible, teniendo por ello función como modulador por ello función como modulador enzimático y desempeñar un papel enzimático y desempeñar un papel fundamental en las señales celulares fundamental en las señales celulares

• En las células corporales existe una gran En las células corporales existe una gran cantidad de receptores involucrados en las más cantidad de receptores involucrados en las más diversas funciones llamados PPAR ( Peroxisome diversas funciones llamados PPAR ( Peroxisome Proliferation Activated Receptor ) de los cuales Proliferation Activated Receptor ) de los cuales se conocen tres subtipos diferentes: se conocen tres subtipos diferentes:

• PPAR-a, PPAR-a, • PPAR-d PPAR-d • PPAR-g.PPAR-g.

Peroxisome Proliferation Activated

• PPAR-aPPAR-a es un receptor es un receptor vinculado a la actuación de vinculado a la actuación de los fibratos (fármacos los fibratos (fármacos hipolipemiantes reductores de hipolipemiantes reductores de LDLLDL

• PPAR-dPPAR-d se asocia a los se asocia a los mecanismos de acción de mecanismos de acción de antiinflamatorios no antiinflamatorios no esteroidalesesteroidales

• PPAR-g PPAR-g se relacionado con se relacionado con la actividad de algunos la actividad de algunos fármacos hipoglicemiantes de fármacos hipoglicemiantes de uso reciente uso reciente

• Hay una relación entre la capacidad Hay una relación entre la capacidad para estimular los PPAR-g, la para estimular los PPAR-g, la actividad antihiperglicémica, y el actividad antihiperglicémica, y el mejoramiento de la sensibilidad a la mejoramiento de la sensibilidad a la insulina en la diabetes tipo II. Este insulina en la diabetes tipo II. Este efecto se ha demostrado cuando se efecto se ha demostrado cuando se utilizan fármacos hipoglicemiantes utilizan fármacos hipoglicemiantes

capacidad para estimular los PPAR-g

mejoramiento de la sensibilidad a la insulina en la diabetes tipo II

• El PPAR-g se encuentra El PPAR-g se encuentra ampliamente distribuido, ampliamente distribuido, pero su presencia es pero su presencia es destacada principalmente destacada principalmente en el tejido adiposo y en en el tejido adiposo y en menor proporción en menor proporción en hígado, tejido muscular y hígado, tejido muscular y otros otros

chaperonaschaperonas

• son un conjunto de proteínas son un conjunto de proteínas presentes en todas las células, cuya presentes en todas las células, cuya función es la de ayudar al función es la de ayudar al plegamiento de otras proteínas plegamiento de otras proteínas recién formadas en la síntesis de recién formadas en la síntesis de proteínas proteínas

QUE ES EL FENOMENO DE QUE ES EL FENOMENO DE LIPO-GLICO-TOXICIDAD?LIPO-GLICO-TOXICIDAD?

• Mediante laobservacion detenida del Mediante laobservacion detenida del grafico o esquema presentado a grafico o esquema presentado a continuacion, Ud podra tener una continuacion, Ud podra tener una

vision completa de dicho fenemeno.vision completa de dicho fenemeno.

• Para mayor comprension remitase a Para mayor comprension remitase a la lectura de los articulos publicados la lectura de los articulos publicados

en en www.biosportmed.clwww.biosportmed.cl

Felipe Argandoña modif. por Carlos Saavedra 2006

Capilar

INSULINA

GLUT4

PI3K

Glucógeno

A-CoA

Mitocondria

CAT1

LPL

LPL

LHS

TG

Glucosa

GLUCÓLISIS

HKPFK

LHS

GLUT4

Citrato

MCoA

AGL

TG

TG

Celula-B

FENÓMENO DE GLICOLIPOTOXICIDAD

AGCL

LEPTINALEPTINA

??

TGIM

GLUT4

adiposito

AMPK LA PROTEINA MASTER EN LA AMPK LA PROTEINA MASTER EN LA REGULACION DEL METABOLISMO REGULACION DEL METABOLISMO

ENERGETICO!!!ENERGETICO!!!

• Pocas funciones son posibles sin la Pocas funciones son posibles sin la participacion y modificacion de la participacion y modificacion de la

actividad de esta proteina.actividad de esta proteina.

• Su funcion en reposo es basica en la Su funcion en reposo es basica en la regulacion del metabolismo, durante regulacion del metabolismo, durante

el ejercicio se coordina con varios el ejercicio se coordina con varios organos y durante el reposo post organos y durante el reposo post

esfuerzo es responsable de multiples esfuerzo es responsable de multiples fenomenos de adaptacion.fenomenos de adaptacion.

Proteína quinasa activada por AMP (AMPK)

Joaquín Pérez Schindler

Temas

I. Introducción II. Estructura molecular III. Regulación (activación e

inhibición)IV. Acción celular V. Conclusiones

Joaquín Pérez Schindler

Joaquín Pérez Schindler

AMPK actúa como un censor intracelular de los niveles

energéticos, aumentando la utilización de substratos

energéticos.

D. Grahame Hardie. Journal of Cell Science 117, 5479-5487 (2004)Joaquín Pérez Schindler

Estructura molecular

• Tiene una estructura heterotrimerica, compuesta por una subunidad a (a1, a2) con actividad catalítica y una subunidad b (b1, b2) y g (g1, g2, g3) con función reguladora.

• Existen 12 posibles combinaciones entre las distintas subunidades de AMPK

• A nivel muscular AMPK se expresa principalmente en la combinación a2 b2 g1 seguido de a2 b2 g3 y a1 b2 g1

Winder, W. W. J Appl Physiol 91: 1017–1028, 2001

Joaquín Pérez Schindler

D. Grahame Hardie J Physiol 574.1 (2006) pp 7–15

Función de sus subunidades

Joaquín Pérez Schindler

Actividad de AMPK

•Regulación alostérica

•Regulación covalente

Joaquín Pérez Schindler

Regulación alostérica • Involucra la acción de ligandos disociables que actúan sobre las subunidades b y g de AMPK

• El enlace de AMP con AMPK potencia la fosforilación de Thr172 e inhibe la desfosforilación de esta

• AMPK alfa 2 aumenta de 5 a 6 veces su actividad en respuesta a AMP

AMPK

AMP ATPGlic.

Joaquín Pérez Schindler

Regulación covalente • La activación covalente

involucra la fosforilación de Thr172 de la subunidad a.

• La fosforilación de Thr172 incrementa la actividad de AMPK de 50 a 100 veces

• Las proteínas quinasas responsables son LKB1 y CaMKKs (a y b)

• IL-6 puede activar de forma autocrina a AMPK, incrementando su actividad durante el ejercicio.

• Leptina y adiponectina activan a AMPK

J. Clin. Invest. 116:1776–1783 (2006)Joaquín Pérez Schindler

ACCION INTRACELULAR DE AMPK • Hígado:

inhibe a ACC1 y HMCR, disminuyendo la síntesis de ácidos grasos, triglicéridos y colesterol

Fosforila al coactivador trascripcional TORC2 (transducer of regulated CREB activity 2), disminuyendo la expresión de glucosa 6 fosfatasa (G6Pasa) y fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK)

• Músculo esquelético: Inhibe a glicógeno sintetasa (GS), disminuyendo la

síntesis de glicógeno disminuye la síntesis proteica al inhibir a TOR

(target-of-rapamyccin) Incrementa FAT/CD36 y la oxidación de lípidos Fosforila a AS160 (substrato de Akt de 160 kDa

• Adiposito: Disminuye la lipolisis Activa a PGC-1a lo cual incrementa la biogenesis

mitocondrial, de UCPs y diferenciacion hacia tejido adiposo pardo

• Hipotálamo: A nivel hipotalamico leptina inhibe a AMPK lo cual

disminuye la ingesta de alimentos • AMPK en pancreas: disminuye la secreción de insulina

J. Clin. Invest. 116:1776–1783 (2006)Joaquín Pérez Schindler

glico-lipotoxicidad y AMPK

D. Grahame Hardie and Kei Sakamoto Physiology 21:48-60, 2006.

Joaquín Pérez Schindler

D. Grahame Hardie. Journal of Cell Science 117, 5479-5487 (2004)Joaquín Pérez Schindler

Conclusiones

Joaquín Pérez Schindler

SI UD A COMPRENDIDO SI UD A COMPRENDIDO MEDIANAMENTE ESTA MEDIANAMENTE ESTA PRESENTACIONPRESENTACION::

•ENVIE A NUESTRO CORREO SUS CONCLUSIONES BASADAS EN LA ULTIMA DIAPOSITIVA (EN

UN MAXIMO DE 5 DIAPOSITIVAS EN POWER POINT) UTILIZANDO EL VOCABULARIO CONTEMPORANEO DE

LA FISIOLOGIA MOLECULAR DEL EJERCICIO.

SI SU CONCLUSION ES COHERENTE, PODRA RECIBIR EN SU CORREO EL ARTICULO EXTRAORDINARIO

SOBRE:

ACTIVIDAD FISICA VERSUS

INACTIVIDAD FISICA.