Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Elsistemadeaporteyutilizacióndeenergía.Eliminacióndedesechos:Elmetabolismohumano
1ºdeBachillerato
AnatomíaAplicada
Contenidos
Elsistemadeaporteyutilizacióndeenergía.Eliminacióndedesechos:Elmetabolismohumano
Cadavezquenosalimentamos,nuestroorganismocomienzaaprocesarlosnutrientesquehemosingerido.Estosnutrientesseconvertiránenloscomponentesbásicosyelcombustibleenergéticoquenecesitanuestrocuerpopararealizarsusfuncionesycrecer.Elcuerpoobtienelaenergíaquenecesitadelosalimentosatravésdeunprocesodenominadometabolismo.
Adenosíntrifosfato(ATP),moléculaconocidacomola“monedadeintercambioenergético”.ImagendeBenjah-bmm27enWikimediaCommons.DominioPúblico
Enestetemavamosatratarconceptoscomoelcatabolismoyanabolismo,larelaciónentrelosalimentosqueingerimosylaenergíaqueaportanycómoestánimplicadoslosprocesosmetabólicosenlarealizacióndeactividadfísica.
1.Elmetabolismohumano
Elmetabolismo es el conjunto de procesos físicos y químicos que ocurren en el interior de las células que convierte a los nutrientes de losalimentosenlaenergíanecesariaparaqueelcuerporealicetodassusfuncionesvitales,comorespirar,moverse,crecer,reproducirse,realizarladigestión,aumentarlatemperaturacorporal,eliminarlosdesechosyreaccionarantedistintosestímulos.Apartirdelosprocesosmetabólicoselcuerpohumanointercambiamateriayenergíaconelmedioambientequelorodea.Enlasreaccionesfisicoquímicasqueseproducenduranteelmetabolismointervienenunassustanciasdenaturalezaproteínicallamadasenzimas.
RepresentacióntridimensionaldelaenzimafurinaImagendeEmwenWikimediaCommonsbajolicenciaCC
Lasenzimasactúanregulandolavelocidaddelasreaccionesqueseproducendentrodelascélulas:unaenzimahacequeunareacciónquímicaquetranscurreaunavelocidadmuybajatranscurraamayorvelocidadquesinlapresenciadeella.Lasustanciasobrelaqueactúalaenzimasedenominasustrato.Estesustratosufreunatransformaciónquímicaqueesreversibleyseconvierteenunoomásproductosdiferentes.Enlareacciónlaenzimanosemodifica.
Sustrato+enzima↔producto+enzimaEn la siguiente imagen semuestra un gráfico de una reacciónmetabólica: la formación de CO2 y agua a partir de unamolécula de glucosa(C6H12O6) y una de oxígeno (O2). La enzima disminuye la energía necesaria para activar la reacción haciendo que ésta transcurra másrápidamente.
ImagendeKES47enWikimediaCommonsbajoDominioPúblico
Lasenzimasactúanmodificandolasmoléculasdelsustratoparaqueseanmásreactivas,paraqueseunanaotrosátomos,etc
Verdadero Falso
VerdaderoLaenzimaaumentalavelocidaddelareacción.
Verdadero Falso
Falso
Enunareacciónmetabólicaunaenzimahacequeunareacciónquímicaqueseproduceavelocidadmuybajatranscurraamayorvelocidadquesinlapresenciadeella.
Enunareacciónmetabólicalaenzimasemodificaalaparecerlosproductosdelareacción.
PreguntaVerdadero-Falso
Enlasreaccionesmetabólicaslasenzimasnosufrentransformaciónalguna.
Modelosqueexplicanlaformaenqueelsustratoseunealcentroactivodelenzima
Elmodelollave-cerradurasuponequelaestructuradelsustratoy ladelcentroactivosoncomplementarias,delamismaformaqueunallaveencajaenunacerradura.Estemodeloesválidoenmuchoscasos,peronoessiemprecorrecto.
Modelollave-cerraduraImagendeelaboraciónpropia
Enalgunos casos, el centro activo adopta la conformación idónea sólo enpresencia del sustrato. La unióndel sustrato alcentroactivodelenzimadesencadenauncambioconformacionalquedalugaralaformacióndelproducto.Esteeselmodelodelencajeinducido,quesemuestraenlaimagensiguiente:
ModelodelencajeinducidoImagendeTimVickersenWikimediaCommonsbajoDominioPúblico
Objetivos
2.Anabolismoycatabolismo
Elmetabolismosedivideendosprocesos:anabolismoycatabolismo.Enlasiguienteinfografíaseexplicanambosprocesos.
ImágenesdelainfografíaenWikimediaCommonsbajolicenciasCC
Las reacciones anabólicas y catabólicas son procesos que suceden simultáneamente: el catabolismo libera energía y el anabolismo utiliza esaenergíaparalaconstrucciónosíntesisdeproteínasyácidosnucleicosnecesariosparalascélulas.Cuandolaactividadanabólicasuperaalcatabolismo,losorganismoscrecenygananpeso.Estosucedeenlasprimerasetapasdelavida.Porelcontrario, si la actividad catabólica supera al anabolismo, el organismo se deteriora y pierde peso, por ejemplo en el envejecimiento. Cuandoanabolismoycatabolismomantienenunaactividadsimilar,sedicequeelorganismosemantieneenequilibriodinámico.
MetabolismobasalParamedir la energía involucradaes losprocesosmetabólicosusamos la caloríaque, recordemos, esunaunidaddemedidade la energía. Lacaloríaequivalea4,18julios,dondeeljulio(J)eslaunidaddemedidadelaenergíaenelSistemaInternacional.Elmetabolismobasalesunaformademedirlavelocidaddelconsumodeenergíadeunorganismoenformadecalorías.Sedefine como la cantidad de energía producida por un organismo en ayunas y en completo estado de reposo cada 24 horas y a 20º C detemperaturaambiente.Eslamínimacantidaddeenergíaquenecesitanlascélulasparasubsistirysemidedeacuerdoalacantidaddeoxígenoconsumidoduranteesas24horasyalacantidaddedióxidodecarbonoproducido.Cuando el organismo en estado de reposo tiene un gasto calórico inferior al normal, se dice que presenta unmetabolismo basal lento. Laspersonasconestemetabolismosuelentenerproblemasdesobrepesoyobesidad.
Obesidad:metabolismobasallentoImagenenPixabaybajoDominioPúblico
Porelcontrario,cuandoelorganismoenestadodereposopresentaungastocalóricosuperioralnormal,sedicequepresentaunmetabolismobasalrápido.Enlaedaddecrecimientooenpersonasdelgadasodeportistaselmetabolismobasalsueleseralto.Así,parapoderconocercúantascaloríasnecesitaelcuerpotendremosquesumaralasqueprecisapararealizaractividadfísicaomentallasquenecesitaelcuerpoenreposo(metabolismobasal).
Enlaimagenserepresentaunprocesometabólico.¿Cuáles?
PreguntadeElecciónMúltiple
Solución
1.Opcióncorrecta(Retroalimentación)2.Incorrecto(Retroalimentación)
Solución
1.Incorrecto(Retroalimentación)2.Opcióncorrecta(Retroalimentación)3.Incorrecto(Retroalimentación)
Solución
1.Incorrecto(Retroalimentación)2.Opcióncorrecta(Retroalimentación)
Solución
1.Incorrecto(Retroalimentación)2.Opcióncorrecta(Retroalimentación)3.Incorrecto(Retroalimentación)
AnabolismoCatabolismo
¡Correcto!
Repasalainfografía
Lamoléculaqueaportalaenergíaparaqueselleveacabounprocesoanabólicosellama
APTATPPAT
Repasalainfografía
Correcto.Eseladenosíntrifosfato
Repasalainfografía
¿Enquéprocesometabólicosedegradanmacromoléculas,comoloshidratosdecarbonooloslípidos,paraobtenermoléculasmássencillasyATP(energía)?
AnabolismoCatabolismo
Repasalainfografía
¡Bien!Tambiénselellamametabolismodestuctivo
Unapersonaobesasuelepresentarunmetabolismobasal...
NormalInferioralnormalSuperioralnormal
Repasaloscontenidos
¡Bien!
Repasaloscontenidos
3.Principalesvíasmetabólicasdeobtencióndeenergía
Elprocesoparalaincorporacióndelassustanciasnecesariasparaqueseproduzcanlasreaccionesmetabólicasenlossereshumanoscomienzaconlafotosíntesisdelasplantas.Enlafotosíntesis,losvegetalestransformanlaenergíasolarenenergíaquímicaapartirdeldióxidodecarbonoatmosférico,delaguaabsorbidaporlasraícesydelaclorofila,pigmentoverdecaracterísticopresenteenloscloroplastosdelashojas.Deestaforma,lasplantaselaboranglucosacomofuentedeenergíaparasusreaccionesmetabólicas.
FotosínteisImagendeRoRoenWikimediaCommonsbajolicenciaCC
Comolosanimalesylossereshumanosnopuedenrealizarlafotosíntesis,debenincorporarlaglucosaporingestióndevegetalesodeanimalesquesealimentandeplantas.Así,incorporanlaglucosaydemásnutrientescomofuentedeenergíapararealizarsumetabolismo.
Elcuerpohumanoincorporalaglucosaporingestióndevegetalesodeanimalesquesealimentandeplantas.
Cuandoingerimosalimentos,éstoscomienzanadegradarseenlabocaconlamasticación.Cuandolleganalestómagoyalintestinodelgado,losazúcares,grasasyproteínassondegradadosporlasenzimasdigestivasasustanciasmáspequeñascomolaglucosa,ácidosgrasosyaminoácidos.Acontinuación,pasanaltorrentesanguíneoylleganalostejidosdetodoelorganismo.Alllegaralinteriordelascélulas,algunosnutrientessonutilizadosparaconstruirnuevasmoléculas.Elrestoescatalizadoporenzimasparaliberarlaenergíaquecontienenyutilizarlaparalosprocesosvitalesdelindividuo.Parte de esa energía se pierde como calor, y otra parte se guarda en lasmoléculas deATP. El ATP almacena la energía en el hígado, en losmúsculosyeneltejidograsohastaquelascélulaslanecesiten.Lafinalidaddetodoesteprocesoesproducirlamateriaprimaylaenergíaqueunservivonecesitaparacrecer,reproducirse,generarcaloryrealizartodaslasfuncionesvitales.
Actividad
3.1.Alimentosyenergía
Para cubrir las diversas necesidades energéticas, el organismo utiliza los diferentes nutrientes contenidos en los alimentos: glúcidos, lípidos yproteínas.Elagua,losmineralesylasvitaminastambiénsonnutrientes,peronoproporcionanenergíaalorganismo.Veamosacontinuacióncómoaportanenergíaalorganismo.GlúcidosLosglúcidos,tambiénllamadoscarbohidratososacáridosestánpresentesencasitodoslosalimentosqueingerimosysuprincipalfunciónesproporcionarenergíainmediatayestructural.Losglúcidoscomplejos,polisacáridos,comoelalmidóndelosvegetalesycerealesyelglucógenodelacarneyotrostejidosanimales,serompenenglúcidossimplesantesdeserabsorbidos.Lacelulosa,elprincipalcomponentedecasitodoslostejidosvegetalesesunaimportanteexcepciónaesteprincipio,puesatraviesanuestrosistemadigestivosinserfragmentado.
GranosdealmidónencélulasdepatataImagendePhilippaUwinsenWikimediaCommons.LicenciaCC
EstructuradelglucógenoImagendeMaksimenWikimediaCommons.DominioPúblico
Lacelulosayotrospolisacáridosnodigeribles, tambiéndenominados fibradietética, facilitan elprocesodigestivo.Estádemostradoqueunadietaricaenfibrareduceelriesgodemuchostiposdecáncer,incluidoelcáncerdecolon.El glúcido más usado por las células humanas como fuente de energía es el monosacárido glucosa (es un carbohidrato sencillo). Otrosmonosacáridosimportantessonlafructosaylagalactosa,quesonusadosparaconvertirseenglucosaenlascélulasdelhígado.
GlucosaImagendeNEUROtickerenWikimediaCommons.DominioPúblico
Elorganismometabolizalosglúcidosenprocesoscatabólicosyanabólicos.Dadoquelamayoríadelascélulashumanasusanlosglúcidos(sobretodolaglucosa)comocombustiblefundamental,catabolizanlamayorpartedelosmismosysóloanabolizanunapequeñaporción.Lossiguientesalimentossonricosenglúcidos:loscerealesylaslegumbres,laspatatas,losderivadoslácteos(exceptoelqueso),lasfrutas,ylosalimentosdulces(pasteles,bollería,chocolate,etc.)entreotros.
Elglúcidomásusadoporlascélulashumanascomofuentedeenergíaeselmonosacáridoglucosa.
LípidosLoslípidossonuntipodecompuestosorgánicosqueincluyengrasas,aceitesyotrassustanciassimilares.El producto del metabolismo de los lípidos es el glicerol y los ácidos grasos, que más tarde se convierten en triglicéridos, fosfolípidos ycolesterol.Lostriglicéridosestánpresentesencasitodoslosalimentosqueingerimosyconstituyenlaprincipalreservaenergéticadelcuerpohumano(sonunafuentedeenergíaalargoplazomáseficientequeloscarbohidratos).Losfosfolípidossonloscomponentesprincipalesdelasmembranascelularesdetodoslosseresvivos:todaslasmembranasplasmáticasactivasdelascélulasposeenunabicapadefosfolípidos.
Actividad
BicapalipídicaenlasmembranascelularesImagendeBensaccountenWikimediaCommons.DominioPúblico
Elcolesterolsólosedaenalimentosdeorigenanimal,ysuconcentraciónvaríamucho,siendomuyelevadaenelhígadoolasyemasdehuevo.Las grasas, además de ser básicos en la constitución de lasmembranas celulares, también son importantes como fuente energética y en laabsorcióndelasvitaminascomolaA,D,EyK.Sealmacenanencélulasespeciales, losadipocitos,que formanpartedel tejidoadiposo.Elcatabolismode los lípidosproducecompuestosdecarbonoquealdegradarseformandióxidodecarbonoyagua,igualqueloscarbohidratos.Los siguientes alimentos son ricos en lípidos: aceites,mantequilla, nata,margarina,mayonesa, el aguacate, las aceitunas, los frutos secos; labollería,loschocolates,laspatatasfritas,lascarnes,pescadosyderivadoslácteosgrasos(enparticular,elqueso),huevosylamayorpartedelosembutidos.
ProteínasLasproteínassonunasmoléculasmuylargascompuestasporaminoácidos.Lasproteínasseensamblanapartirdeunaagrupaciónde22tiposdiferentesdeaminoácidos,delosque10sedenominanesencialesyaqueelorganismonopuedeproducirlosydebensercaptadoscomopartedelosalimentos. La carenciadeestosaminoácidosen ladieta limitael desarrollodel organismo, yaquenoesposible reponer las célulasde lostejidosquemuerenocreartejidosnuevos,enelcasodelcrecimiento.
AminoácidosformandopartedelaestructuradeunaproteínaImagendeNHGRIenWikimediaCommons.DominioPúblico
Tantolosaminoácidoscomolasproteínascompletasaparecenenladietadediversasmaneras.Lacarneyotrostejidosanimalesricosenproteínascontienenlosaminoácidosesenciales,mientrasquelasplantasuotrasfuentesnoanimalesnoloscontienentodos.Porellosesimportantequeladietaincluyacarneydiversosvegetalesparaquenosproporcionetodoslosaminoácidosesencialesparaelorganismo.Lostejidosvegetalesquesonmuyricosenproteínassonlasgramíneas,lasnuecesylaslegumbres.Enelmetabolismoproteico,elanabolismo es loprincipal y el catabolismoes secundario, al contrarioqueenelmetabolismode los lípidos yglúcidos.Lasproteínassonlosprincipalesalimentosconstructoresdetejidoy,porotraparte,gobiernanelfuncionamientocorrectodelorganismo(enformadehormonas,enzimas,anticuerpos,neurotransmisores,inmunoglobulinas,etc.).
UnidadesdeenergíausadasenlosprocesosmetabólicosLaenergíacontenidaenlosalimentosseexpresaenkilocalorías(kcal).Unakilocaloríaequivalea1000calorías(1cal=1000cal).La kcal seusaen lamedicióndelmetabolismoenergético.Otra formadeexpresiónesmedianteel julio.Como fue señaladoanteriormente, 1caloríaequivalea4,184J.Porlotanto,1Calesiguala4184julioso4,184kilojulios(kJ).Cadagramodeglúcidoscontiene4kcal,mientrasqueungramodeproteínasproduce4kcalyungramodelípidos9kcal.
Verdadero Falso
FalsoNoescierto.Lacelulosaesunpolisacáridonodigerible.
Verdadero Falso
Verdadero
Lacelulosaescatabolizadoenglúcidossimplesantesdeserabsorbidoporelcuerpo.
Elglúcidomásusadoporlascélulashumanascomofuentedeenergíaeselmonosacáridoglucosa.
Elcolesterolconstituyelaprincipalreservaenergéticadelcuerpohumano.
PreguntaVerdadero-Falso
Verdadero Falso
FalsoLostriglicéridossonlosqueconstituyenlareservaenergéticadelcuerpohumano.
Verdadero Falso
FalsoEsalrevés.Elanabolismoesloprincipalyelcatabolismoessecundario.
Enelmetabolismoproteico,elcatabolismoesloprincipalyelanabolismoessecundario.
4.Metabolismoenergéticoyactividadfísica
Laenergíaqueseconsigueatravésdelosdiferentesprocesosmetabólicossededicaamantenerlosprocesosfisiológicosbásicosdelcuerpoy,también,aresponderalasdemandasgeneradasporactividadescotidianasdelorganismo.Enelejerciciofísico,elórganoencargadoderealizarelmovimientoeselmúsculo,querecibelaenergíadelmetabolismodelosglúcidos,lípidosyproteínasquenosproporcionanlosalimentos,comosevioenelapartadoanterior.
ImagenenWelcomeImages.LicenciaCC
Elorganismonousalaenergíaprocedentedelosalimentosdirectamenteparalacontracciónmuscular,sinoquelaacumulaprimeroenformadeATP (adenosín trifosfato),compuesto formadopor tresgrupos fosfatoyque representaenelcuerpohumano launidadbásicadeobtencióndeenergía.
MoléculadeATPImagendeNEUROtickerenWikimediaCommons.DominioPúblico
ElATP(adenosíntrifosfato)representaenelcuerpohumanolaunidadbásicadeobtencióndeenergía.
LadescomposicióndeATPparaproducirenergíasedenominahidrólisis,yaquerequiereagua,yseobtieneADP(adenosíndifosfato)másungrupofosfatolibre,liberandolaenergíaquelemanteníaunidaestamolécula,energíaquímicaqueestransformadaenenergíamecánicalacualproducelacontracciónmuscularyelmovimiento.
Imagendeelaboraciónpropia
Esta reacción es reversible, de tal forma que a partir de ADP y un grupo fosfato, aportando energía, se pude obtener ATP que pude seralmacenadoenlascélulasparautilizarlocuandoseprecise.
FormacióndelATPImagendeRoRoenWikimediaCommons.DominioPúblico
Actividad
LafibramuscularutilizaelATPduranteelestadodereposoparallevaracabolasfuncionesmetabólicasbasalesdecualquiercélula.Sinembargo,durantelacontracción,lasnecesidadessonmayores,yserequiereunaportedeenergía.Las reservas musculares de ATP son limitadas y condicionan al mantenimiento de la función muscular a que el ATP se vaya regenerandoconstantemente.EnelsiguienteepígrafeseveráquéprocesosdeproduccióndeenergíaconsiguenobtenerATP.
4.1.Metabolismosanaeróbicoyaeróbico
Comosehavisto,entodaactividadfísicaintervienesiemprelamoléculafundamentalenlaproduccióndeenergía:elATP.ElATPesgeneradoapartirdedosrutasdiferentes:
Lasrutasanaeróbicas,dondelasíntesisdelosalimentosnoprecisadelaintervencióndeloxígeno.Encontramosdosrutas:
1.Sistemadelosfosfágenos.2.Glucólisis.
Lasrutasaeróbicas,tambiénllamadasoxidativas,enlasqueintervieneeloxígeno.
Elaboraciónpropia
ElATPsegeneraapartirdedosrutasdiferentes:laanaeróbica,quenoprecisadeoxígeno,ylaaeróbicaenlaqueintervieneeloxígeno.
RutasanaeróbicasparalaobtencióndeATPElusodelavíaanaeróbicaparaobtenerATPsuponelaausenciadeoxígenoenlasreaccionesmetabólicas.ElATPseconsiguerápidamente,perosonvíasquetambiénseagotanconrapidez.Encontramosdosrutasanaeróbicas:
1.Elsistemadefosfágenos
EnesteprocesointervienenelATPylafosfocreatinaoPCrqueesunasustanciaquetambiénescapazdealmacenarenergía.LafosfocreatinaestápresenteenelmúsculodondepuedealmacenarsehastatresvecesmásqueelATP.Cuandosecatalizalafosfocreatinasegeneracreatina,ungrupofosfatoyenergíaqueseutilizaparaunirelfosfatoliberadoconunamoléculadeADPyproducirdeestamaneraATP.
MoléculadefosfocreatinaImagendeBenjah-bmm27enWikimediaCommons.DominioPúblico
El organismoutiliza el sistemade fosfágenos cuandoprecisa realizarmovimientosdondeesmás importante la rapidez en la disposiciónde laenergíaquelacantidaddelamismaquesegenera.Estesistemaanaeróbicotienedosgrandesventajas:
1.Nogeneraacumulacióndeácidolácticoenlosmúsculos,porloquetambiénseleconocecomosistemaanaeróbicoaláctico.Elácidolácticoenexcesoesengranparteresponsabledelaaparicióndelafatiga.2.Produceungranaportedeenergíapermitiendorealizarejerciciosaunaintensidadmáxima,peroduranteuntiempocorto(nomásde8-10segundos).
UnejemplodeactividadfísicadondeestáfuertementeimplicadoelsistemadefosfágenoseselcadavezmáspopularizadoCrossFit.
Actividad
ElCrossfitrequieredeproducciónmuyrápidadeATP
2.Catabolismoanaeróbicodelaglucosa:glucólisisanaeróbica.CuandolasreservasdeATPyPCrseagotan,elmúsculosintetizaATPapartirdelaglucosaenunprocesoquímicoenausenciadeO2:laglucólisisanaeróbica.La glucosa procede del torrente sanguíneo o de los almacenes de glucógeno que hay en la fibra muscular. Sumetabolismo se realiza en elcitoplasma y consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a lamolécula de glucosa en ácido pirúvico y se producen 2moléculasdeATP.Elácidopirúvicoescapazdeseguirotrasvíasmetabólicasyasícontinuarentregandoenergíaalorganismo.Enausenciadeoxígeno,elácidopirúvicosetransformaenácidolácticodenominándoseesteprocesofermentaciónláctica.
GlucólisisanaeróbicaElaboraciónpropia
LasventajasquepresentaestesistemasonlarapidezenlaproduccióndeATPysuduración,queesmayorqueelsistemadefosfágenos.Apesardequeseconsigueunamayorcapacidaddemantenerelrendimientofísicodelindividuo(entre1y3minutos)setratadeunavíainsuficienteparaafrontarejerciciosdeciertaintensidadymuyprolongadoseneltiempo,comoesunacarreradelargadistancia.
RutasaeróbicasparalaobtencióndeATPLaproducciónanaeróbicadeATPes ineficazparaesfuerzosmuscularesenejerciciosdeduración superior aunosminutos.En consecuenciaelmetabolismoaeróbico,queesaquelenelque intervieneeloxígeno, es laprincipalvíadeproduccióndeenergíadurantecualquieractividadfísica.El aporte deO2 almúsculo es esencial paramantener un alto índice de producción de energía y amedida que la intensidad de la actividadaumenta la producción oxidativa de ATP también lo hace. Se puede decir que conociendo el oxígeno que se consume se conoce el valor delmetabolismoaeróbico.Larutaaeróbicaofrecelaposibilidaddemetabolizarcompletamenteenpresenciadeoxígeno,glucosa,ácidosgrasosyalgunosaminoácidosparaobtenerATP.Veamoselcatabolismodecadaunodeellos.Catabolismoaeróbicodelaglucosa:glucólisisaerobia.Conestavíaseobtieneunrendimientomuysuperioralobtenidoporlasvíasanaeróbicas.EsunprocesoidénticoalavíaanaerobiaconlasalvedaddequelapresenciadeoxígenoimpidelatrasformacióndepiruvatoenlactatoeinciándoseacontinuaciónunaseriedereaccionesqueformanelllamadociclodeKrebs.LosproductosfinalesdelametabolizacióndelaglucosaenpresenciadeO2sonelagua,queelorganismopuedereutilizaroeliminarmedianteelsudorolaorinayelCO2queesexpulsadoporlospulmones.
Esteprocesoserealizaenlasmitocondriasdelascélulasyseleconocetambiéncomorespiracióncelular.
MitocondriaImagendeF.FontouraenWikimediaCommonsbajoDominoPúblico
Enestecatabolismoporcadamoléculadeglucosaseobtienen36moléculasdeATP:
EstesistemarepresentalaformamáslentadeobtenerATP,peropuedegenerarenergíadurantemuchashorasporloqueintervienecuandounapersonarealizaesfuerzofísicoduranteuntiempoprolongado.CatabolismoaeróbicodeloslípidosLoslípidosrepresentanelalmacénprincipaldeenergíadelcuerpo.Lacantidaddisponibleparaobtenerenergíaesmuchomayorenloslípidosqueenglúcidosyproteínas.Aunque una parte de la grasa está depositada en todas las células, el elemento quemásmoléculas de ácidos grasos suministra es el tejidoadiposo,cuyosadipocitosestánespecializadosenlasíntesisyalmacéndelostriglicéridos.
AdipocitosImagendeReytanenWikimediaCommons.LicenciaCC
El catabolismo de los triglicéridos produce una molécula de glicerol y tres de ácidos grasos (para ello se encarga la enzima lipasa). AmboscompuestossecatabolizanpordiferentesprocesosquímicosgenerandoATP.Comparando la producción de ATP de los lípidos frente a los glúcidos, mientras que el catabolismo de una molécula de glucosa genera 36moléculasdeATP,elcatabolismodeunamoléculadegrasagenerauntotalde463moléculasdeATP,esdecirunas13vecesmayor.CatabolismoaeróbicodelasproteínasLacontribucióndelasproteínasenlaobtencióndeenergíaduranteelreposoesnuloyduranteelejercicioesmínima.Noobstante,enalgunosejercicios,elpapelquejueganlasproteínasadquiereimportancia,pudiendollegarasuponerhastael15%delaenergíautilizada.
Verdadero Falso
FalsoEsenlasrutasanaeróbicasdondeelATPseconsiguerápidamente,aunquetambiénseagotaconrapidez.
Verdadero Falso
Verdadero
Verdadero Falso
VerdaderoCierto.Producehasta18vecesmás(36moléculasdeATPenlaaeróbicafrentea2delaanaeróbica).
Verdadero Falso
FalsoUnamoléculadegrasagenerauntotalde463moléculasdeATP,esdecirunas13vecesmásqueladeunamoléculadeglucosa.
EnlarutaaeróbicaelATPseconsiguerápidamenteperotambiénseagotaconrapidez.
Elorganismoutilizaelsistemadefosfágenoscuandoprecisarealizarmovimientosdondeesmásimportantelarapidezenladisposicióndelaenergíaquelacantidaddelamismaquesegenera.
LaglucólisisaeróbicaproducemásATPquelaanaeróbica.
Elcatabolismodelosglúcidosgeneramásenergíaqueeldeloslípidos
PreguntaVerdadero-Falso
4.2.Lafatigaysurecuperación
LafatigaAlrealizarunaactividadfísica,lafatigapuedeaparecerendiferentessituaciones.Porejemplo,podemoshablardefatigacuandonosreferimosauncorredordevelocidadquenopuedemantenerundeterminadoritmodecarrera,ocuando,despuésdevariassesionesdeentrenamientoeldeportistanopuedemantenerunaintensidaddetrabajo.Puedetratarsedelafatigarespectoaungrupoconcretoylocalizadodemúsculos,obienaunasituacióndecansanciogeneralizada.
ImagenenPixabay.DominioPúblico
Desdeelpuntodevistafisiológico,enelestadodefatigadisminuye lavelocidaddelcatabolismodeATPyenlasfibrasmuscularesdisminuyeautomáticamentelapotenciadeltrabajoqueserealiza.El organismo, paramantener el nivel necesario deATP, intensifica laglucólisis e interviene el catabolismo de los compuestos proteicos. Alfatigarselosmúsculos,seagotanlasreservasdesustratosenergéticosyseacumulanlosproductosdeladescomposición(comoelácidoláctico)yseobservanbruscoscambiosdelmediointracelular.Enestecaso,sealteralaregulacióndelosprocesosvinculadosalabastecimientoenergéticodelosmúsculosmanifestándoseestosdesajustesenlaactividaddelossistemasderespiraciónpulmonarydecirculaciónsanguínea.
ElestadodefatigadisminuyelavelocidaddelcatabolismodeATP
CausasysíntomasdelafatigaSepuedenenumerarvariascausasporlasqueaparecelafatiga:
Elaboraciónpropia
Cuandoestamosfatigadospodemosencontrarnosconalgunodelossiguientessíntomas:
Actividad
SíntomasdelafatigaElaboraciónpropia
Fatigaagua,subagudaycrónicaDentro de los posibles estados de fatiga, podemos realizar una clasificación de lamismadesde el punto de vista del tiempo de aparición. Asípodemosdistinguir:fatigaaguda,fatigasubagudayfatigacrónicaosíndromedesobreentrenamiento:FatigaagudaLaaparicióndelafatigaagudaocurredurantey/odespuésdeunasesiónintensadeejercicios,entrenamientoocompeticiónqueexcedeelniveldetoleranciaalesfuerzodeunmúsculo.Enestetipodefatigalosmecanismosdeproducciónserándiferentesdependiendodesiesunejerciciodecortaduración,velocidadofuerza,osiesunejercicioconpredominanciaaeróbica.Esta fatiga suele estar acompañada de lesión del tejido muscular, afectando solamente a los músculos involucrados en el ejercicio.Dependiendode la intensidad,puedemanifestarseentre las8y72horassiguientes,uncuadrode inflamaciónmuscular,comúnmente llamado"agujetas",conaumentodeenzimasmuscularesensangreydolenciamuscular.Todoelloesdebidoamicrolesioneseneltejidomuscular.
LesiónMuscularImagendeStevenPisanoenWikimediaCommons.LicenciaCC
FatigasubagudaTambiénllamadadesobrecarga.Ocurrecuandoelesfuerzosehaproducidocuandoel individuorealizanivelesdeactividad física ligeramentemásaltosalosqueestabapreviamenteadaptado.Enrealidadestetipodefatigaesnecesariaparaestimularlaadaptacióndelorganismoanteunejerciciofísico.FatigacrónicaosíndromedesobreentrenamientoAparece como resultado de un largo e intenso proceso de actividad física que ocasiona un estado permanente de fatiga que lleva alsobreentrenamiento.Enlosdeportistas,aparecetranscurridosvariosciclosenlosquelarelaciónentrenamiento-competiciónyrecuperaciónsevadesequilibrando,ocasionandouncuadrodefatigaquesiempreconllevalacaídadelrendimiento.Estetipodefatigasiempreesglobal.Sediferenciadelasubaguda,másqueenelcuadrodesíntomas,enladuraciónygravedaddelosmismosyeneltiempoquevaanecesitarelsujetoparasurecuperación.
LafatigacomomecanismodedefensaEsimportanteconcebirlafatigacomounmecanismodedefensaqueseactivaanteeldeteriorodedeterminadasfuncionesorgánicasycelularespreviniendolaaparicióndelesionescelularesirreversiblesynumerosaslesionesdeportivas.Deestamanera,podemosconsiderarlafatigacomounasituacióndealarmadelorganismo,quebuscaprevenir larealizacióndeesfuerzosporencimadesuslímites,tratandodeprevenirdeteriorosorgánicosirreversibles.Ensentidodeportivoes"ladisminucióntransitoria(reversible)delacapacidadde rendimiento"que impideque laactividaddeportivase realiceconelvolumen, la intensidad, lacoordinacióno laprecisiónque lamismarequiere.
RecuperacióndelafatigaPararecuperarsedeunprocesodefatigaesaconsejabletomarunaseriedemedidascomolasquesecitanacontinuación:
Descansoydescenderelritmoeintensidaddelosentrenamientosduranteunosdías.Tomarcomplejosvitamínicoscompensatorios.Alimentaciónricaenproteínasyglúcidos.Reponersalesminerales.Sueñosuficientementereparadorde8a10horasdiarias.Masajerecuperadorparaayudaraeliminardelcuerpoelexcesodetoxinas.
Verdadero Falso
Falso
Verdadero Falso
Verdadero
Verdadero Falso
Falso
Verdadero Falso
Verdadero
Lassiguientesfrasesacercadelafatiga,¿sonverdaderasofalsas?
ElestadodefatigadisminuyelavelocidaddelanabolismodeATP
Unadelascausasdelafatigaeseldescensodelniveldeoxígenocelular.
Conlafatigadisminuyelapresiónarterialyelpulsobasal
Lafatigaagudasueleiracompañadadelaaparicióndeagujetas.
PreguntaVerdadero-Falso
Resumen
Elmetabolismoeselconjuntodeprocesosfísicosyquímicosqueocurrenenel interiorde lascélulasqueconviertea losnutrientesdelosalimentosenlaenergíanecesariaparaqueelcuerporealicetodassusfuncionesvitales.Lasenzimassonsustanciasproteínicasquetienenporfunciónactivar,controlaryfinalizartodaslasreaccionesmetabólicasquesucedenenelorganismo,regulandosuvelocidaddeacción.La sustancia sobre laqueactúa laenzimasedenominasustrato. Este sustrato sufreuna transformaciónquímicaqueesreversibleyseconvierteenunoomásproductosdiferentes.Enlareacciónlaenzimanosemodifica.
Elmetabolismopuededividirseendosprocesosbiendiferenciados:
anabolismo:reaccionesquímicasdelacélulacuyoobjetivofundamentaleslasíntesis(construcciónoelaboración)desustancias complejas a partir de sustancias más simples. Requiere de energía proporcionada por el ATP (adensíntrifosfato),sustanciadealtocontenidoenergético.
catabolismo:reaccionesquímicasdondelascélulasdescomponeno“degradan”lasmacromoléculasdecarbohidratos,grasasyproteínasylastransformanensustanciasmássimples,liberándoselaenergíaalmacenadaenellas.
Imagendeelaboraciónpropia
Elmetabolismobasalesunaformademedirlavelocidaddelconsumodeenergíadeunorganismoenformadecaloríasyrepresentalaenergíaqueconsumeelorganismoenestadodereposo.Laspersonasconmetabolismobasalinferioralnormaltiendenatenersobrepeso.
Lasplantaselaboranglucosacomo fuentedeenergíaparasus reaccionesmetabólicasa travésde la fotosíntesisyelserhumanoincorporalaglucosaydemásnutrientescomofuentedeenergíapararealizarsumetabolismoingiriendovegetalesoanimalesquesealimentandeplantas.
GlucosaImagendeNEUROtickerenWikimediaCommons.DominioPúblico
Paracubrir lasnecesidadesenergéticaselorganismoutiliza losdiferentesnutrientescontenidosenlosalimentos:glúcidos,lípidosyproteínas.Lamayoríadelascélulashumanasusanlosglúcidos(sobretodolaglucosa)comocombustiblefundamental,catabolizanlamayorpartedelosmismosysóloanabolizanunapequeñaporción.
Actividad
Actividad
Actividad
Los lípidos se metabolizan obteniéndose el glicerol y los ácidos grasos, que más tarde se convierten en triglicéridos,fosfolípidos y colesterol. Además de ser básicos en la constitución de las membranas celulares, los lípidos también sonimportantescomofuenteenergéticayenlaabsorcióndelasvitaminas.Enlasproteínaselanabolismoesloprincipalyelcatabolismoessecundario,alcontrarioqueenelmetabolismodeloslípidosy glúcidos. Las proteínas son los principales alimentos constructores de tejido y gobiernan el funcionamiento correcto delorganismo.
El organismo no usa la energía procedente de los alimentos directamente para realizar ejercicio físico (a través de losmúsculos), sino que la acumula primero en forma deATP (adenosín trifosfato). La descomposición de ATP para producirenergíasedenominahidrólisisyseobtieneADP(adenosíndifosfato)másungrupofosfatolibre,liberandoenergía.
El ATP se genera a partir de dos rutas diferentes: la anaeróbica, que no precisa de oxígeno, y la aeróbica en la queintervieneeloxígeno.En la ruta anaeróbica el ATP se consigue rápidamente, pero también se agota con rapidez. Encontramos dos rutasanaeróbicas:
Elsistemadefosfágenos,dondeademásdelATPintervienelafosfocreatina,oPCrqueesunasustanciaquetambiénescapazdealmacenarenergía.Estarutalausaelcuerpocuandoprecisarealizarmovimientosdondeesmásimportantelarapidezenladisposicióndelaenergíaquelacantidaddelamismaquesegenera.Laglucólisisanaeróbica,queseusacuandolasreservasdeATPyPCrseagotan.ElmúsculosintetizaATPapartirde
laglucosaenausenciadeO2.En la reacciónquímica,unamoléculadeglucosasecatabolizaendosmoléculasATPyademásseproduceácidopirúvico.
La ruta aeróbica ofrece la posibilidad de metabolizar completamente en presencia de oxígeno, glucosa, ácidos grasos yalgunosaminoácidosparaobtenerATP.Enestarutasecatabolizanglúcidos(produciéndosehasta13vecesmásATPqueporlavíaanaeróbica),lípidosyproteínas.Lafatigaesunestadoenelqueentraelorganismocuandorealizaunejerciciofísicoporencimadelniveldetoleranciaalesfuerzodeunmúsculootrasunlargoeintensoprocesodeactividad.Elprocesoderecuperacióndelafatigapasaportomarmedidascomoeldescansoodescenderelritmoeintensidaddelosentrenamientosdurantevariosdías,latomadecomplejosvitamínicoscompensatoriosylareposicióndelassalesmineralesperdidastraselejercicioentreotros.
Actividad
AvisoLegal
Avisolegal
Elpresente texto (enadelante,el "AvisoLegal")regulaelaccesoyelusode loscontenidosdesde losqueseenlaza.Lautilizacióndeestoscontenidosatribuyelacondicióndeusuariodelmismo(enadelante,el"Usuario")eimplicalaaceptaciónplena y sin reservasde todas y cadaunade las disposiciones incluidas eneste Aviso Legal publicado en elmomento deacceso al sitio web. Tal y como se explica más adelante, la autoría de estos materiales corresponde a un trabajo de laComunidad Autónoma Andaluza, Consejería de Educación, Cultura y Deporte (en adelante Consejería deEducación,CulturayDeporteAndaluza).
Conelfindemejorarlasprestacionesdeloscontenidosofrecidos,laConsejeríadeEducación,CulturayDeporteAndaluzasereservanelderecho,encualquiermomento,de formaunilateralysinprevianotificaciónalusuario,amodificar,ampliarosuspendertemporalmentelapresentación,configuración,especificacionestécnicasyserviciosdelsitiowebquedasoportealoscontenidoseducativosobjetodelpresenteAvisoLegal.Enconsecuencia,serecomiendaalUsuarioqueleaatentamenteelpresenteAvisoLegalenelmomentoqueaccedaalreferidositioweb,yaquedichoAvisopuedesermodificadoencualquiermomento,deconformidadconloexpuestoanteriormente.
1.RégimendePropiedadIntelectualeIndustrialsobreloscontenidosdelsitioweb
1.1.Imagencorporativa
Todaslasmarcas,logotipososignosdistintivosdecualquierclase,relacionadosconlaimagencorporativadelaConsejeríadeEducación, Cultura y Deporte Andaluza que ofrece el contenido, son propiedad de la misma y se distribuyen de formaparticularsegúnlasespecificacionespropiasestablecidasporlanormativaexistentealefecto.1.2.Contenidosdeproducciónpropia
Enestaobracolectiva(adecuadaa loestablecidoenelartículo8de laLeydePropiedad Intelectual) loscontenidos, tantotextualescomomultimedia,laestructuraydiseñodelosmismossondeautoríapropiadelaConsejeríadeEducación,CulturayDeporteAndaluzaquepromuevelaproduccióndelosmismos.
Imprimible
DescargarPDF