Energía y Metabolismo Durante el Ejercicio

Enrique Jaimovich- Verónica Eisner

Abril 2009

Contenidos

• Transiciones energéticas de reposo a ejercicio• Regulación de niveles de glucosa sanguínea• Suministro de energía durante el ejercicio• Recuperación de energía post ejercicio

•Nutrientes y formas de energía en el músculo esquelético•Metabolismo anaeróbico•Metabolismo aerobio

Bioenergética: Estudio de eventos de intercambio de

energía en organismos vivos

Energía: capacidad de desarrollar un trabajo

Trabajo biológico

Formas de energía

1. Atómica2. Radiante3. Térmica4. Química5. Eléctrica6. Mecánica

Formas de energía

Conversión entre distintos tipos de energía

1era ley de la termodinámica: la energía no se crea ni se destruye, sólo se convierte de una forma a la otra.

Carbohidratos

Proteínas

Lípidos

Grupos de macronutrientes

Carbohidratos Grasas Proteínas

Energía Metabolizable (kcal/g)

4.0 9.0 4.0

Energía celular: Trabajo

ATP

FOSFOCREATINA

FOSFOCREATINA

Energía libre de compuestos fosforilados

Compuesto ∆G (kcal/mol)

Fosfoenolpiruvato -14,8

Cratina Fosfato -10,3

ATP (a ADP) -7,3

Glucosa 1- fosfato - 5,0

Glucosa – fosfato -3,3

Almacenamiento de energía

A subject exercised one leg only to exhaustion. Specimens of the quadricepsmuscle were taken from both legs immediately after the exercise (by 'needlebiopsy'). The figure shows the microscopic appearance of the muscle, magnified ×about 25?000; (a) from the leg which was not exercised; normal glycogen contentis seen as granules (black dots) between the muscle fibres; (b) from the leg whichwas exercised; the glycogen granules are depleted. Reproduced with permissionfrom E. Hultman

www.answers.com/topic/glycogen

Sistemas que producen ATP

• Fosfocreatina

• Sistema Glicolítico

• Respiración Mitocondrial

Metabolismo

La suma de todos las reacciones químicas que ocurren en una célula.

Metabolismo

Metabolismo Anaerobio

Metabolismo Aerobio

Sarcoplasma

Metabolismo

METABOLISMO ANAEROBIO

Metabolismo Anaerobio:Sistema del FosfógenoMiosina ATPasa

Mioquinasa Creatina Kinasa

ATP + H2O ADP + Pi Contracción Muscular

Actividad Glicolítica

ADP + ADP ATP + AMP CP + ADP ATP + C

Fuentes de glucosa para el sistema glicolítico

GLICÓGENO (muscular)

GLUCOSA

GLICÓGENOLISIS

Glucosa sanguínea

(fuente exógena)

Glucosa sanguínea (glicógeno hepático)

GLICÓLISIS

ADP + Pi ATP

Ác. Pirúvico Ác. Láctico

Metabolismo Anaerobio: Glicógenolisis

Metabolismo Anaerobio: Glicólisis

Lipólisis

METABOLISMO AEROBIO

Metabolismo Aerobio: Ciclo de Krebs

Metabolismo Aerobio

β-Oxidación

Metabolismo Aerobio

Fosforilación oxidativa

Resumen metabolismo energético

• Producción inmediata de ATP

• Sistemas de energía de corto plazo

• Sistemas de energía de largo plazo

SISTEMA DEL FOSFOSGENO

Fosfocreatina Creatina + PO3

ADP + ADP AMP

SISTEMA GLICOLÍTICO

Glicógeno Ác. LácticoGlucosa Piruvato

rápido

lento

RESPIRACIÓN MITOCONDRIAL

PiruvatoÁc. Grasos + O2 CO2 + H2OAmino ácidos + Urea

ATP

ADP

AMP

ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

Reposo Ejercicio

Contribuciones relativas de los distintos sistemas energéticos

Transporte de glucosa en la fibra muscular

Regulación hormonal de la glicólisis

Regulación niveles de glucosaINSULINA

Incrementa incorporación celular de glucosa

Inhibe glicógenolísis

Inhibe gluconeogénesis

Incrementa síntesis de triglicéridos

GLUCAGÓN

Incrementa incorporación celular de glucosa

Estimula glicógenolísis

Estimula gluconeogénesis

Estimula lipólisis y movilización de ácidos grasos desde tejido adiposo

NIVELES GLUCOSA SANGUÍNEA

Cortisol

• Reduce catabolismo de glucosa y estimula síntesis de glicógeno.

• Estimula gluconeogénesis por promoción de síntesis de amonoácidos.

• Bloquea entrada de glucosa a músculos en ejercicio

Hormona de Crecimiento

• Inhibe incorporación de glucosa durante ejercicio

• Estimula gluconeogénesis• Promueve movilización de ácidos grasos

Niveles sanguíneos hormonales durante ejercicio

Reclutamiento de tipos de fibras

• Fibras tipo I: metabolisimo aeróbico

• Fibras tipo IIa: metabolismo aeróbico /anaeróbico

• Fibras IIb: metabolismo anaeróbico

Energía durante el ejercicio

Gluconeogénesis: Ciclo de Cori

Ciclo Glucosa - Alanina

Intensidad de ejercicio y selección de combustible

Acumulación de lactato

Ejercicio Reposo

Recuperación post ejercicio

• Síntesis de Glicógeno• Recuperación de reservorios de ATP y

PC.• Síntesis de ácidos grasos y triglicéridos

Lecturas recomendadas

• Molecular Biology of the CellAlberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter.• Exercise PhysiologyBrown S, Miller WC, Eason JM• Essentials of Exercise Physiology(Third edition) McArdle WD, Katch FI, Katch VL• Biochemistry (second edition)Voet D and Voet JG