metabolismo celular y fuentes bioquÍmicas .fuentes energéticas: ejemplos fuentes primarias de...

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  • METABOLISMO CELULAR YMETABOLISMO CELULAR YFUENTES BIOQUFUENTES BIOQUMICASMICAS

    DE ENERGDE ENERGA A DURANTE EL DURANTE EL

    EJERCICIO AGUDOEJERCICIO AGUDO

    Prof. Edgar Lopategui CorsinoM.A., Fisiologa del Ejercicio

  • TERMODINTERMODINMICAMICAPrimeraPrimera LeyLey

    La Energa ni se Creani se Destruye, solo

    se Transforma de unaForma a otra

    SegundaSegunda LeyLeyLos Sistemas Vivientes se

    encuentran en un Alto Estadode Alteracin, llamado

    EntropEntropaa* Implicacin *

    Los Cambios Energtico en los Sistemas VivientesTienden a ir desde un

    Estado Alto de EnergaLibre a un EstadoBajo de Energa

    Todas las Formas de Energa

    Son Intercambiables

  • Fuentes Energticas:

    EjemplosEjemplos

    FUENTES PRIMARIAS DE ENERGFUENTES PRIMARIAS DE ENERGAA

    Sustratos:Macromolculas:

    CHOPRO

    Grasas

    Sinnimos:

    ATPPCr

    Sustratos Combustibles Metablicos Sustancias Nutricias Macromolculas

  • Reservas de Combustible y Energa en el Cuerpo

    g kcalHidratos de CarbonoGlucgeno heptico 110 451Glucgeno muscular 500 2,050Glucosa en lquidos cuerpo 15 62

    Total 625 2,563

    GrasasSubcutnea y visceral 7,800 73,320Intramuscular 161 1,513

    Total 7,961 74,833Nota. Estos estimados son basado en una masa (peso) corporal promedio de 65 kg (143 lb) con 12% de grasa.

  • REACCIONES QUREACCIONES QUMICASMICAS

    Reacciones Endergnicas

    Aquellas Reaccionesque Requiere que se le Aada Energa a

    los Reactivos

    Aquellas Reacciones que LiberanEnerga cono Resultado de los

    Procesos Qumicos

    Se le Suma/Utiliza Energa(Contiene ms Energa Libre

    Que los Reacvtivos Originales)

    TransformaTransforma la la EnergEnergaa de de laslas SustanciasSustancias NutriciasNutriciasA A unauna FormaForma

    BiolBiolgicamentegicamente UtilizableUtilizable

    Reacciones Exergnicas

    Se Libera Energa(Sintetizar)

    (Anabolismo) (Catabolismo)

  • METABOLISMOMETABOLISMOMETABOLISMO

    CatabolismoCatabolismo

    Descomposicin

    ExergExergnicanica((LiberaLibera EnergEnergaa))

    Trabajan AcopladosTrabajan Acoplados

    AnabolismoAnabolismo

    Sntesis

    EndergEndergnicanica((UtilizaUtiliza EnergEnergaa))

  • ATPasaATPasa

    CatabCatablico/Exerglico/Exergniconico

    AnabAnablico/Enderglico/Endergniconico

    ConsumoConsumo dedeAvenaAvena

    GlucosaGlucosa

    GlucosaGlucosa

    EnergEnergaa(PCr)

    FosfocreatinaFosfocreatina ((PCrPCr))

    MMsculossculos

    PCrPCr

    Se Se AbsorbeAbsorbe en en SangreSangre comocomo::

    Se Se degradadegrada la:la:

    AlmacenadaAlmacenada enen

    Se Se degradadegrada la:la:

  • REACCIONESREACCIONESACOPLADAS:ACOPLADAS:RESTAURACIRESTAURACINNDEL ATPDEL ATP

    AlimentosAlimentosPCrPCr CATABCATABLICO/EXERGLICO/EXERGNICO:NICO: EnergEnergaa

    ANABANABLICO/ENDERGLICO/ENDERGNICO:NICO:UtilizaUtiliza EnergEnergaa parapara::

    RestaurarRestaurarATPATP

    ADP + Pi + Energa

    RompeRompeATPATP

    RestaurarRestaurar ATPATPSintetizaSintetiza

    ((ProductosProductos))

    Al Al RomperseRomperseel ATP:el ATP:

    ProductosProductos

    RompeRompe

    EnergEnergaa::se se ReciclaRecicla

    EnergEnergaa

    TRABAJO BIOLGICO:Contraccin Muscular

    EnergEnergaaDirigidaDirigida parapara::

  • METABOLISMOMETABOLISMO

    ATP

    CHO

    Energa

    Secrecin deHormonas

    PROTENAS GRASAS

    Trabajo Biolgico

    TransmisinNerviosa Respiracin

    Digestin

    AerAerbicobicoAnaerAnaerbicobico(Ausencia de O2) (En Presencia de O2)

  • FUENTES DE ATPFUENTES DE ATP

    ANAERANAERBICOBICO((SistemaSistema No No OxidativoOxidativo))

    Sistema deATP-PCr

    (Fosfgeno)

    AERAERBICABICA((SistemaSistema de de OxOxgenogeno))((SistemaSistema OxidativoOxidativo))

    GluclisisAnaerbico

    (Sist. cido Lctico) Gluclisis AerbicaCiclo de KrebsSistema de TransporteElectrnico

  • METABOLISMOMETABOLISMOANAERANAERBICOBICO

  • FUENTES DE ATPFUENTES DE ATPPRODUCCIN ANAERBICA

    Sistema de ATP-PC(Fosfgeno)

    Fosfocreatina (PCr)

    Donacin de Pi + Energa

    +ADP

    ATP

    PCr + ADP ATP + CreatinaCreatinaCreatina

    FosfocinasaFosfocinasa

    Gluclisis Anaerbica

    Degradacin deGlucosa o Glucgeno

    Producto

    2-3 Moles cido Pirvico

    Ausencia de Oxgeno

    2-3 Moles cido Lctico

    Energa(Reacciones Acopladas)

    ATPEnerga + Pi +ADP

    Ganancia Energtica

    2-3 Moles ATP 2-3 Mol cido Lctico

  • SISTEMA DE ATPSISTEMA DE ATP--PCrPCr(FOSF(FOSFGENO)GENO)

  • SISTEMA DE ATP-PCr(FOSFGENO/FOSFAGNICO)

    (3 - 15 seg.)

    SISTEMA DE ATPSISTEMA DE ATP--PCrPCr(FOSF(FOSFGENO/FOSFAGGENO/FOSFAGNICO)NICO)

    (3 (3 -- 15 15 segseg.).)Alimentos

    (CHO, Grasas, PRO)Alimentos

    (CHO, Grasas, PRO)

    Fosfocreatina (PCr)

    FormaForma

    ATPATP

    (Catabolismo)

    (Anabolismo)

    ReaccinAcoplada

    (Creatina + Pi + Energa PCr)CK(Unir/Formar/Sintetizar (Anabolismo/Endergnico)

    (Catabolismo- Libera ENERGA para:)

    ContraccinMuscular

    (Catabolismo)Energa Libre

  • SISTEMA DE ATPSISTEMA DE ATP--PCrPCr::ACTIVIDAD MUSCULAR INTENSA/EXPLOSIVA (ANAERBICA)

    (Ej: Eventos de Velocidad, Salto a lo Alto)ACTIVIDAD MUSCULAR INTENSA/EXPLOSIVA (ANAERACTIVIDAD MUSCULAR INTENSA/EXPLOSIVA (ANAERBICA) BICA)

    ((EjEj: Eventos de Velocidad, Salto a lo Alto): Eventos de Velocidad, Salto a lo Alto)

    Trabajo BiolTrabajo Biolgicogico((EjEj: Contracci: Contraccin Muscular, Deportes Vigorosos de 3 n Muscular, Deportes Vigorosos de 3 -- 15 Segundos)15 Segundos)

    Utilizada para Restaurar el ATP

    EnergEnerga Librea Libre

    Primeros pocos SegundosPrimeros pocos Segundos(3 a 15 (3 a 15 segundossegundos))

    Fosfocreatina (PCr)

    [ PCr Pi + Creatina + Energa ]

    (Catabolismo)Creatinacinasa (CK)

    [ ADP + Pi + Energa ATP ]ATPasa

  • RESTAURANDO RESTAURANDO ATP VATP VA A PCrPCr::

    PCrPCr CrCr

    Anablico(Endergnico)

    Catabolismo(Exergnico)

    Catabolismo(Exergnico)

    TRABAJO BIOLGICO:Contraccin Muscular

  • GlucGluclisislisis(Descomposici(Descomposicin/Lisis de la Glucosan/Lisis de la Glucosa

    mediante Enzimas mediante Enzimas GlucolGlucolticasticas))

    SISTEMA GLUCOLTICO(GLUCLISIS ANAERBICA)

    (1 - 3 minutos)

    SISTEMA GLUCOLSISTEMA GLUCOLTICOTICO(GLUC(GLUCLISIS ANAERLISIS ANAERBICA)BICA)

    (1 (1 -- 3 3 minutosminutos))Alimentos (CHO)Alimentos (CHO)

    Glucosa/Glucgeno

    FormaForma(Va Reacciones Acopladas)

    ATPATP

  • 12 Reacciones 12 Reacciones EnzimEnzimticasticaspara lapara la

    DescomposiciDescomposicin del Glucn del Glucgenogenoenen

    cido Lcido Lcticoctico

    SISTEMA GLUCOLTICO(GLUCLISIS ANAERBICA)

    SISTEMA GLUCOLSISTEMA GLUCOLTICOTICO(GLUC(GLUCLISIS ANAERLISIS ANAERBICA)BICA)

    Citoplasma/SarcoplasmaCitoplasma/Sarcoplasma

    Toma lugar en:

    Requiere:

  • Viaja por laSangre(99%)

    Glucosa-1-Fosfato

    EjerciciosEjercicios de de IntensidadIntensidad ElevadaElevada ((AnaerAnaerbicosbicos) () (EjEj: : VelocidadVelocidad 100 m)100 m)

    Glucognesis(Sntesis- Anabolismo - de Glucgeno)

    Primeros Minutos (1 - 3 minutos)

    [ADP + Pi + Energa ATP]ATPasa

    Alimentos (CHO)

    Forma/Sintetiza (Anabolismo)(Se Digieren y Catabolizan)

    Forma

    [ATP ADP + Pi + Energa]ATPasa

    Glucgeno Heptico (Hgado)(cuando se necesita Energa)

    (Forma)Glucosa-1-Fosfato

    Glucosa-6-Fosfato (Anabolismo)(Enzimas

    Aerbicas)

    cido Pirvico

    Glucogenlisis(Degradamiento- Catabolismo - del Glucgeno)

    Sin O2cido Lctico

    Ganancia Neta1 Mol de Glucgeno

    3 Moles de ATP(Catabolizado)

    ReaccionesAcopladas

    1 Mol de Glucosa

    2 Moles de ATP(Catabolizado)

    (SuCatabolismo

    Foma) ATP(Catabolismo

    del ATP)

    (Anabolismo)

    (Insulina)

    (Glucagn)

  • SISTEMA GLUCOLSISTEMA GLUCOLTICOTICO(GLUC(GLUCLISIS ANAERLISIS ANAERBICABICA

    Ausencia de O2

    Glucosa-6-Fosfato

    cido Pirvico

    Se Acumula enMsculos Esqueletales

    (Intramuscular)Lquidos Corporales

    (Ej: Sangre)

    En un Evento de Velocidad (Ej: 100m - 800m)

    (Catabolismo, forma:)

    (Cataboliza, forma:)

    cido Lctico

    cido Lctico(25 mmol/kg)

    (Causa)Acidosis Metablica( pH; Acidificacin)Dificulta Funcin

    Enzimtica Glucoltica

    Catabolismo Glucgeno

    Disponibilidad de EnergaFATIGAFATIGA

    (Forma Desecho Metablico:)

    Capacidad Combinar elCalcio de las Fibras

    Impide la Contraccin Muscular

  • Libera HLibera H++(Disocia rpidamente)

    cido Lctico(C3H6O8)

    cido Lctico(C3H6O8)

    Compuesto Restante se Une conCompuesto Restante se Une con

    NaNa+ + KK++

    (Forma)

    SalSal(LACTATO)(LACTATO)

    SISTEMA GLUCOLTICO(GLUCLISIS ANAERBICA)

    SISTEMA GLUCOLSISTEMA GLUCOLTICOTICO(GLUC(GLUCLISIS ANAERLISIS ANAERBICA)BICA)

  • METABOLISMOMETABOLISMOAERAERBICOBICO

  • (Glucosa-6-Fosfato)

    GLUCLISIS AERBICA

    (2 [Glucosa] a 3 [Glucgeno] moles de ATP)

    cido PirvicoO2 PresenteAcetil-CoA

    (Acetil Coenzima A)

    CICLO DE KREBS(Ciclo de cido Ctrico)

    Forma:1 mol ATP (Glucosa)2 moles ATP (Glucgeno)

    EliminaCO2

    (Va Pulmones)

    H+ H+

    CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES(Fosforilacin Oxidativa)

    O2 H+

    H2O

    Forma:Forma: Produccin Neta:38 moles ATP (Glucosa) 39 moles ATP (Glucgeno)

    METABOLISMO AERMETABOLISMO AERBICO: BICO: SISTEMA OXIDATIVOSISTEMA OXIDATIVO

    Deaminacin

    Protenas(Compuestas de: Aminocidos)

    Aminocidos

    Grasas(Triglicridos)

    Catabolismo de

    (Betaoxi