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BIOQUÍMICA DEL EJERCICIO:
    Fuentes de Energía

           Preparado por:
    Prof. Edgar Lopategui Corsino
     M.A., Fisiología del Ejercicio
BIOENERGÉTICA

El Conjunto de los Procesos Celulares
por medio de los cuales se Transforma
 la Energía de las Sustancias Nutricias
  (i.e., Hidratos de Carbono, Grasas y
   Proteínas) a una Forma Energética
            Biológicamente útil
TERMODINÁMICA

El Campo de las Ciencias
  Físicas que Estudia los
 Intercambios de Energía
entre Conjuntos de materia
TERMODINÁMICA
   Sistema                               Medio
Conjunto de Materia              Todo el Resto de la Materia




                      Universo
                  Sistema + Medio


 Aspectos que Estudia la Termodinámica
BIOQUÍMICA

Los Patrones y Principios
     Moleculares que
Contribuyen al Movimiento
 y Fenómeno Metabólico
       Relacionado
BIOQUÍMICA
                     Materia
  (Todo Aquello que Tiene Masa y Ocupa Espacio)

              Partículas Fundamentales

                      Átomos

 Protrones (P)       Neutrones (n)    Electrones (e-)
(Carga Positiva)      (Sin Carga)    (Carga Negativa)


            Núcleo                   Alrededor Del Núcleo



                        Moléculas
       (Dos o Más Átomos Combinados Químicamente)
METABOLISMO

Suma Total de los Procesos
Químicos Involucrados en la
 Liberación y Utilización de
Energía Dentro de la Célula
          Viviente
Metabolismo Celular

 Catabolismo                   Anabolismo
• Proceso de Descomposición    • Proceso de Síntesis
• Fragmentación de Moléculas   • Recurre a Energía para
  Grandes a Moléculas            Elaborar Moléculas Mayores
  Pequeñas con la Liberación     a Partir de Moléculás
  de Energía y Calor             Pequeñas



                   Homeostasia:
 Balance Constante entre el Catabolismo y Anabolismo
Metabolismo Celular

Catabolismo   Anabolismo




 Energía
Procesos Metabólicos

         Objetivos
Crecimiento       Reparación
        Mantenimiento


            Del
         Organismo
ENERGÍA
La Capacidad para
   Desempeñar
     Trabajo
TRABAJO
La Aplicación de una
 Fuerza a través de
    una Distancia
(Fuerza X Distancia)
Clase tony  mesa ppt web
ENERGÍA
   Capacidad para Efectuar Trabajo

            Formas de Energía
Potencial                          Cinética
                 Nuclear
     Eléctrica              Radiante/
                              Solar

            Clases de Energía
Química          Osmótica         Mecánica
Clase tony  mesa ppt web
ENERGÍA
   Potencial:                       Cinética:
• Energía Almacenada           • Forma Activa de la
  dentro de un Sistema           Energía
• Aquella que es Capaz de      • Energía en el Proceso de
  Realizar Trabajo               Realización de Trabajo


             Energía Química:
             • Aquella Almacenada en
               Moléculas Químicas
             • Ejemplo: La Célula Muscular
LA CÉLULA
 Membrana Celular:                      Citoplasma
                                     (Sarcoplasma en las
• Encierra los Componentes
                                     Células Musculares):
  de la Célula
                                 • Parte Líquida de la Célula
• Regula el Pasaje de
                                 • Contiene Organelos:
  Sustancias que Viajan
  hacia Fuera de la Célula           – Mitocondrión:
                                        » Dínamo de las Células
                           Núcleo       » Involucrado en la
                • Regula la Síntesis      Conversión Oxidativa
                   de Proteína            de las Sustancias
                                          Nutricias a Energía
                                          Útil para la Çélulas
Clase tony  mesa ppt web
TRANSFORMACIÓN BIOLÓGICA DE ENERGÍA

   Termodinámica                        Reacciones Químicas Celulares


  1ra Ley 2da Ley                                           Reacciones
(Conservación                                               Exergónicas
 De Energía)                                               (Libera Energía)
               Reacciones
              Endergónicas
           (Se le Añade Energía)
                          Enzimas
                    (Regulan la Velocidad
                 de las Reacciones Químicas)
                                          Reacciones Acopladas
Reacciones Liberadores de Energía
 (Exergónicas)
                                              Reacciones que Requieren Energía
                     Acopladas a                                (Endergónicas)
                 (Promueven/Conducen)
TRANSFORMACIÓN BIOLÓGICA DE ENERGÍA



    Flujo de Energía Dentro de
      los Sistemas Vivientes
TERMODINÁMICA
 Primera Ley                  Segunda Ley
La Energía ni se Crea   Postula que como Resultado
 ni se Destruye, solo    de las Transformaciones o
se Transforma de una    Conversiones de la Energía, el
    Forma a otra         Universo y sus Componentes
                        (i.e., los Sistemas Vivientes) se
                        encuentran en un Alto Estado
                             de Alteración, llamado
                                     Entropía
                                * Implicación *
                           Los Cambios Energético en
                              los Sistemas Vivientes
                               Tienden a ir desde un
                           Estado Alto de Energía Libre
                                   a un Estado
                                Bajo de Energía
REACCIONES QUÍMICAS CELULARES

Enlaces Químicos/Energéticos de Diferentes Moléculas


                 Se Degrada


       Se Libera su Energía Atrapada

                  Ocurre
   Transferencia de Energía en el Cuerpo
REACCIONES QUÍMICAS CELULARES
           Enlaces Químicos

         Energía Atrapada
            (Potencial)

  Enlaces Químicos de Alta Energía

          Degrada/Rompe
              Libera
        La Energía Atrapada

          Energía Biológica
                 Útil
REACCIONES QUÍMICAS
     Transforma la Energía de las Sustancias Nutricias
                      A una Forma
                Biológicamente Utilizable

Reacciones Endergónicas                 Reacciones Exergónicas
Aquellas Reacciones              Aquellas Reacciones que Liberan
 que Requiere que se               Energía cono Resultado de los
 le Añada Energía a                      Procesos Químicos
     los Reactivos
                                           Se Libera Energía
    Se le Suma Energía
(Contiene más Energía Libre
Que los Reacvtivos Originales)
ENERGÍA LIBRE
(Energía en un Estado Organizado)

             Disponible
                Para
        Trabajo Biológico Útil


  Transformacion de Energía en la Célula


     Entropía              Energía Libre
ENLACES DE ALTA ENERGÍA
 (Enlaces Químicos que Poseen Cantidades
Relativamente Grandes de Energía Potencial)

         Reacciones Químicas
             Exergónicas

     Liberación de Energía Libre
          Biológicamente Útil
 (Como Resultado de los Procesos Químicos)
Reacciones Exergónicas:           Reacciones Endergónicas:
     Reactante                           Reactante
    (Sustratos)                         (Sustratos)
                        Energía
                        Libre
    Productos                           Productos
                  Dirigida a Conducir


     EL ACOPLAMIENTO DE LAS REACCIONES
        EXERGÓNICAS Y ENDERGÓNICAS
C6H12O6 + 6O2
 (Glucosa)
                        (Reactante o Sustrato)
   Se Degrada                     Se
       Vía
Oxidación Celular               Libera
                             Energía Libre
                         (Reacción Exergónica)

 6CO2 + 6H2O
 (Bióxido de   (Agua)   (Producto)
  Carbono)
REACCIONES ACOPLADAS

Reacciones Asociadas, en la cual la Energía Libre de
    una Reacción (Exergónica) es utilizada para
Conducir/Dirigir una Segunda Reacción (Endergónica)

                 Reacciones Exergónicas

                         Energía Libre

                    Dirigida a Conducir las

                 Reacciones Endergónicas

Reacciones Liberadoras                         Reacciones que
     de Energía
                            Acopladas         Requieren Energía
ENZIMAS
• Catalizadores Biológicos
• Aceleran Reacciones Bioquímicas
• Dirigen y Seleccionan Vías Metabólicas
• No Cambian la Naturaleza de la
  Reacción ni su Resultado
• Son Proteínas
• No Sufren Ningún Cambio General
REACTIVOS

            Catalización
            Por Enzimas

                   Los
                 Reactivos
                  Poseen
La Energía Suficiente/Requerida para Poder
                                             Energía de
            Iniciar/Proceguir                Activación
                   Sus
          Reacciones Químicas


               Ocurren
                  Las
          Reacciones Químicas
SUSTRATO

                   Reactante
                                          Reacción
La Energía Requerida para la Activación   Catalizada
                                          Por la Enzima

    Número de Moléculas que Poseen Suficiente
    Energía para Participar en la Reacción

            Velocidad de la Reacción
            (Se Acelera la Reacción)

Disponibilidad de la Energía Liberada Por la Reacción
SUSTRATO
             (Reactante)
                                Complejo
               Se Une a      Enzima-Sustrato

              La Enzima

   Energía Requerida para la Activación
   Se Completa con Mayor Facilidad la
           Reacción Quimica
            Se Separan/Dividen

La Enzima                        El Producto
ACCIÓN DE LA ENZIMA
                  Modelo
                   De la
             Cerradura y Llave

Sustrato                           Producto



               Complejo
            Enzima-Sustrato
                               La Enzima Reanuda
Enzima                                 Su
                              Conformación Original
ENZIMAS
          * EJEMPLOS *
        Poseen el Sufijo “asa”

   Quinasa:          Dehidrogenasa
Le Añaden Fosfatos       Remueven
      A los                 Los
     Sustratos           Hidrógenos
  con los cuales           De sus
    Reaccionan            Sustratos
ENZIMAS
                * EJEMPLOS *
       Dehidrogenasa Láctica
   Función:
     Cataliza la Conversión del Ácido
    Láctico a Ácido Pirúvico y Viceversa
                Dehidrogenasa Láctica
Ácido Láctico                           Ácido Pirúvico
      +                                       +
    NAD                                  NADH + H+
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
Determinantes:
  Temperatura Corporal
  pH (Medición de la Acidéz de una Solución)
    Actividad Muscular              Ejercicios Intensos

    Temperatura Corporal               Ácido Láctico

    Actividad Enzimática           Ácidez Líquido Corporal

   Reacciones Bioquímicas          pH (Fuera del Nivel Óptimo)
   Catabólicas
                                    Actividad Enzimática
  Disponibilidad de Energía
  Biológicamente útil               Reacciones Bioquímicas
                                    Catabólicas
 Temperatura Corporal
                                   Disponibilidad de Energía
 Actividad Enzimática              Biológicamente útil
SISTEMAS VIVIENTES
         Clases/Tipos de Moléculas
               Macromoléculas

        Compuestos Relacionados con las
            Reacciones Metabólicas
Hidratos de                            Proteína
 Carbono           Lípidos            (Prótidos)
                    (Grasas)

       Elementos Comunes que Contienen
Carbono (C)    Hidrógeno (H2)       Oxígeno (O2)
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO
              Los Hidratos de Carbono
  Estructura Química:
  Átomos de: Carbono, Hidrógeno
             y Oxígeno (CHO)
  Función más Importante:
  Provee Energía: 4 kcal de Energía por cada
                  Gramo de Hidratos de Carbono
  Tipos/Clasificación:
   • Monosacáridos: 4 Azúcares Simples
   • Disacáridos: Dos Monosacáridos
   • Polisacáridos: Hidratos de Carbono Complejos
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS
        PARA EL EJERCICIO
       Los Hidratos de Carbono
          *Tipos/Clasificación *
          Monosacáridos
        (Azúcares Simples)

  Glucosa                       Fructosa
(en Sangre)                   (Frutas, Miel
                Galactosa       de Abeja)
              (en Glándulas
                Mamarias)
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS
         PARA EL EJERCICIO
        Los Hidratos de Carbono
          *Tipos/Clasificación *
             Disacáridos
        (Dos Mososacáridos)

 Sucrosa/Sacarosa                 Maltosa
(Caña de Azúcar))             (Digestión CHO)
                    Lactosa
                    (Leche)
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS
         PARA EL EJERCICIO
        Los Hidratos de Carbono
           *Tipos/Clasificación *
             Polisacáridos
   (Hidratos de Carbono Complejos)

    Almidones                  Glucógeno
(Granos, Tubérculos)          (Reservas de
                                Energía en
                   Celulosa     Músculos e
                                 Hígado)
                   (Fibra)
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO
      Los Hidratos de Carbono: Tipos/Clasificación

  Polisacáridos – Glucógeno - Importancia:

  Ejercicio Prolongado                  Ejercicio


       Glucógeno                       Glucogenólisis


      Recuperación                       Glucosa


Dieta Alta en Hidratos de Carbono    Fuente de Energía

   Reservas de Glucógeno            Contracción Muscular
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO
                        Las Grasas
   Característica:
   No son Solubles en Agua
   Función más Importante:
   Provee Energía: 9 kcal de Energía por cada
                   Gramo de Grasa
   Tipos/Clasificación:
   • Simples/Neutras: Triglicéridos
   • Compuestas:
      » Fosfolípidos,
      » Lipoproteínas
   • Derivadas: Colesterol
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO
       Las Grasas: *Tipos/Clasificación *
                  * Simples/Neutras *
                       Trigicéridos
  (3 Moléculas de Ácidos Grasos + 1 Molécula de Glicerol)

                     Es la Foma en que
                    se Almacena la Grasa

                            Al
                        Degradarse
                            En

       Glicerol                      Ácidos Grasos Libres


                  Pueden ser Utilizados como
                     Sustratos de Energía
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS
         PARA EL EJERCICIO
                   Las Grasas
           *Tipos/Clasificación *
                   Compuestas

 Fosfolípidos:               Lipoproteínas
Membrana Celular         (Medio del Transportar
                          Grasas en la sangre)


                                LDL    HDL
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS
         PARA EL EJERCICIO
                  Las Grasas
            *Tipos/Clasificación *
                    Derivadas
          (De las Simples o Compuestas)

                    Colesterol
• Forma parte de la Estructura Membrana Celular
• Síntesis de Hormonas de Sexo (Estrógeno, Progesterona y
  Testosterona)
• Vinculado con las Cardiopatías Coronarias
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO
                     Las Proteínas
 Estructura Química:
   Aminoácidos: Subunidades de las Proteínas
   Enlaces Pépticos: Uniones Químicas que Eslabonan a los
                     Aminoácidos
 Funciones:
   Componente Estructural de Diversos Tejidos, Enzimas,
   Proteínas Sanguíneas, entre otras estructuras
   Fuente Potencial de Energía: 4 kcal de Energía por cada
                                Gramo de Proteína
 Tipos/Clasificación:
   Esenciales (9): No Pueden ser Sintetizados por el Cuerpo
                   (se Obtiene de los Alimentos)
   No Esenciales (11): Pueden Ser Sintetizados por el Cuerpo
                       (vía Alimentos y Aminoácidos
                       Esenciales)
LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO
                    Las Proteínas
 Utilización de las Proteínas Como Sustratos
 (Combustible Energético) Durante el Ejercicio:
   Se Degradan las Proteínas en Aminoácidos:
     El Aminoácido Alanina Puede Ser Convertido en
     Glucógeno en el Hígado:
     Luego, El Glucógeno se Degrada en Glucosa y se
     Transporta hacia los Músculo Activos
     Muchos Aminoácidos (i.e., Isoleucina, Alanina,
     Leucina, Valina, etc) Pueden ser Convertidos en
     Intermediarios Metabólicos (i.e., Compuestos que
     Directamente Participan en la Bioenergética) Para
     las Células Musculares y Directamente Contribuir
     como Combustible en la Vías Metabólicas.
FUENTES DE ENERGÍA
     PARA EL
   SER HUMANO
ADENOSINA DE TRIFOSFATO
         (ATP)
ADENOSINA DE TRIFOSFATO
         (ATP)
             Concepto

 Es un Compuesto Químico de Alta
 Energía que Producen las Células al
 Utilizar los Nutrientes que Provienen
       de las Plantas y Animales
ADENOSINA DE TRIFOSFATO
         (ATP)
            Estructura

  Consiste en un Gran Complejo de
 Moléculas, Llamada Adenosina y Tres
   Componentes más Simples, Los
  Grupos de Fosfatos. Estos Últimos
 Representan Enlaces de Alta Energía
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Adenosina de Trifosfato
           (ATP)
Estructura:
 Una Porción: Adenina

 Una Porción: Ribosa

 Tres Fosfatos Unidos Vía Enlaces
 Químicos de Alta Energía
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FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA

 Adenosina de Trifosfato
         (ATP)

Importancia/Función:
Representa la Fuente de Energía
Inmediáta para la Contracción
Muscular
ADENOSINA DE TRIFOSFATO
         (ATP)
             Utilidad

Cuando este Compuesto se Descompone
    Produce Energía para Diferentes
     Funciones Vitales del Cuerpo
   (Contracción Muscular, Digestión,
  Secreción Glandular, Reparación de
          Tejidos, entre otros).
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ADENOSINA DE TRIFOSFATO
         (ATP)
     Mecanismo para que el
     ATP Produzca Energía
Cuando se Rompe el Enlace Terminal
  del Fosfato, se Emite Energía (7-12
 Kcal), lo cual Permite que se Realice
         Trabajo “Biológico”.
Adenosina de Trifosfato (ATP)
 Mecanismo por el Cual Libera Energía
 (Reacción Exergónica):
 La Enzima ATPase Degrada el Enlace Químico
            Que Almacena Energía
                   Entre
                  ADP y Pi

                 Se Libera Energía Útil
                 Para Generar Trabajo
             (i.e., Contracción Muscular)
               ATPase
ATP + Pi                  ADP     +   Pi + Energía
(Reactivo)                  (Productos)      (Energía Libre
                                          Biológicamente Libre
                                                  Útil)
DEGRADACIÓN EXERGÓNICA DEL ATP


        ATPase          Energía Libre
                         (7-12 Kcal))


           Productos
           (ADP + Pi)
Adenosina de Trifosfasto
                 (ATP)

                           Hidrólisis

Difosfato de Adenosina                     Fosfato Inorgánica
         (ADP)                                    (Pi)

                       Energía Biológica Útil

Contracción Muscular        Transmisión         Secreción Hormonal
                             Nerviosa

ATP4-                              ADP3-        +   HPO42- + H+
FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA
   Adenosina de Trifosfato
           (ATP)

     Reservas Musculares

 Cantidad Relativamente Pequeña
(6 µmoles/g Peso Mojado Muscular)

Puede Sostener Solamente Pocas
   Contracciones Musculares
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PRINCIPIOS DE LAS
REACCIONES ACOPLADAS
 La Energía Emitida Durante la
Descomposición de los Alimentos y
  la Fosfocreatina (PC) se unen
     Funcionalmente con las
   necesidades Energéticas que
 Resintetiza el ATP de ADP y Pi
FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA
      Adenosina de Trifosfato
               (ATP)
     Formación/Síntesis Estructural:
                                      Requiere Energía
   Adenosina de Difosfato (ADP)
                                         (Reacción
                 +                      Endergónica)
     Fosfato Inorgánico (Pi)

   Adenosina de Trifosfato (ATP)

                     Energía
              Vía Reacción Acoplada
ADP + Pi                                   ATP
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METABOLISMO
  Conjunto de Reacciones
 Químicas que se Realizan en
las Células del Cuerpo con fin
 de Proveer Energía Útil para
    las Diversas Funciones
          Órganicas
PROTEÍNAS               GRASAS
    CHO

                 METABOLISMO
   Anaeróbico                              Aeróbico
                       ATP

                      Energía

                 Trabajo Biológico
Secreción de                               Digestión
 Hormonas
               Transmisión
                 Nerviosa    Respiración
FUENTES DE ATP
• Metabolismo Anaeróbico:
  • El Sistema ATP-PC (Fosfágeno)
  • El Sistema de Ácido Láctico (Glucólisis
    Anaeróbica)
• Metabolismo Aeróbico (Sistema de
  Oxígeno):
  • Glucólisis Aeróbica
  • El Ciclo de Krebs (Ciclo de Ácido Cítrico)
  • El Sistema (o Cadena) de Transporte
    Electrónico
FUENTES DE ATP



    ANAERÓBICO                    AERÓBICA
                            (Sistema de Oxígeno)
 Sistema de    Glucólisis
  ATP-PC      Anaeróbico
(Fosfágeno)   (Fosfágeno)   • Glucólisis Aeróbica
                            • Ciclo de Krebs
                            • Sistema de Transporte
                              Electrónico
METABOLISMO
ANAERÓBICO
FUENTES DE ATP
                   PRODUCCIÓN ANAERÓBICA
  Sistema de ATP-PC                  Glucólisis Anaeróbica
      (Fosfágeno)
                                        Degradación de
   Fosfocreatina (PC)                Glucosa o Glucógeno

 Donación de Pi + Energía                      Producto

            +                             2 Mol Ácido Pirúvico
           ADP
                                          Ausencia de Oxígeno
        ATP                               2 Mol Ácido Láctico

            Creatina
                                              Energía
           Fosfocinasa                 (Reacciones Acopladas)
PC + ADP                 ATP + C
                                      Energía + Pi ADP       ATP
                                          Ganancia Energético

                                   2 Mol ATP    2 Mol Ácido Láctico
SISTEMA DE ATP-PC
  (FOSFÁGENO)
SISTEMA DE ATP-PC
    (FOSFÁGENO)
        Utilidad

Representa la Fuente más
Rápida de ATP para el Uso
    por los Músculos
SISTEMA DE ATP-PC
      (FOSFÁGENO)
           Ventajas

• No Depende de una Serie de
  Reacciones Químicas
• No Depende de Energía
SISTEMA DE ATP-PC
    (FOSFÁGENO)
     Desventaja

      Produce
Relativamente Pocas
 Moléculas de ATP
SISTEMA DE ATP-PC
   (FOSFÁGENO)

Combustible Químico

 Fosfocreatina
     (PC)
SISTEMA DE ATP-PC
   (FOSFÁGENO)
     Concepto
    Es Otro de los
Compuestos Fosfatados
  “Ricos en Energía”
 Que se Almacena en
Las Células Musculares
FOSFOCREATINA
Función:
Refosforilar ADP a ATP

Reservas Musculares:
De Tres a Cuatro Veces Mayor que la del
ATP
Agotamiento:
No Hay Evidencia que Cause Fatiga
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SISTEMA DE ATP-PC
     (FOSFÁGENO)
         Utilidad
La Energía al Descomponerse
      el PC se Acopla al
Requerimiento Necesario para
    la Resíntesis de ATP
SISTEMA DE ATP-PC
          (FOSFÁGENO)
                Función
 Involucra la Donación de un Fosfato (Pi) y
     su Enlace de Energía por parte de la
  Fosfocreatina (PC) a la Molécula de ADP
              para formar ATP
             Creatina Fosfocinasa
PC + ADP                            ATP + C

  En Última Instancia, el ATP Refosforila la
         Creatina para así Formar PC
SISTEMA DE ATP-PC
       (FOSFÁGENO)
     Importancia del Sistema Para
         La Educación Física
             Y Deportes

Es Utilizado en Salidas Explosivas y Rápidas
    de los Velocistas, Jugadores de Fútbol,
 Saltadores, Los Lanzadores de Pesa y Otras
    Actividades que solo Requieren Pocos
          Segundos Para Completarse
ENTRENAMIENTO



  Producción
  Ácido Láctico          Reservas de          Actividad
                         Fosfoceatina         Cinasa de Creatina


 Menor Caída del pH


                               Reabastecimiento del ATP
  Recuperación


  Mejoramiento nde la velocidad para la
  Resíntesis de la Fosfocrfeatina

ADAPTACIONES EN EL METABOLISMO DE ENERGÍA: Fosfocreationa
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
  (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
  (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)
          Concepto
  Vía Química o Metabólica que
      Involucra la Degradación
    Incompleta (por Ausencia de
Oxígeno) del Azúcar, lo cual Resulta
en la Acumulación del Ácido Láctico
      en los Músculos y Sangre
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
          (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)
            Descripción General
• Involucra la Degradación de Glucosa para Formar
  dos Moléculas de Ácido Pirúvico o Ácido Láctico
  (Este Último Producto se Forma en la Ausencia de
  Oxígeno).
• Mediante Reacciones Acopladas, la Energía que se
  Produce esta Vía Metabólica va Dirigida a Restaurar
  el Pi a ADP para formar ATP
• La Ganancia Neta de esta Vía Metabólica son Dos
  Moléculas de ATP y Dos Moléculas de Ácido
  Pirúvico o Ácido Láctico por cada Molécula de
  Glucosa que se Degrada.
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
   (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)

         Ventajas
• Provee un Suministro Rápido
  de ATP
• No Requiere Oxígeno
  (Anaeróbico)
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
   (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)

       Desventajas
• Produce Solo 3 Moles de ATP
• Elabora Ácido Láctico
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
  (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)

 Combustible Químico Utilizado

  Hidratatos de Carbono
  (Glucógeno y Glucosa)
Ácido Láctico

                   pH

               Inhibición

Actividad ATPase    Enzimas de la Glucólisis
  De la Miosina

                   Inhibición de la Glucólisis
EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO
  (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)
    Importancia del Sistema Para
        La Educación Física
            Y Deportes

Es Utilizado en Actividades Físicas que se
    Realizan a una Intensidad Máxima
Durante Periodos de 1-3 Minutos, Como las
 Carreras de Velocidad (400 y 800 Metros)
METABOLISMO AERÓBICO
(EL SISTEMA DE OXÍGENO)
METABOLISMO AERÓBICO
 (EL SISTEMA DE ÓXIGENO)
          Concepto
  Vía Química Que Involucra la
  Descomposición Completa (Por
   Estar Presente Oxígeno) de las
Sustancias Alimentarias (Hidratos de
  Carbono, Grasas y Proteínas) en
            CO2 y H2O.
METABOLISMO AERÓBICO
  (EL SISTEMA DE ÓXIGENO)

 Combustible Químico Utilizado

• Hidratos de Carbono
• Grasas
• Proteínas
METABOLISMO AERÓBICO
  (EL SISTEMA DE ÓXIGENO)
        Ventajas

• Produce 39 Moles de ATP
• No Elabora Ácido Láctico
METABOLISMO AERÓBICO
  (EL SISTEMA DE ÓXIGENO)
       Desventajas

• Requiere la Presencia de
  Oxígeno
• La Formación de ATP es
  Lenta
METABOLISMO AERÓBICO
  (EL SISTEMA DE ÓXIGENO)
       Reacciones Químicas
          Involucradas

• Glucólisis Aeróbica
• El Ciclo de Krebs
• El Sistema de Transporte
  Electrónico
FUENTES DE ATP


               PRODUCCIÓN AERÓBICA


           Ciclo de Krebs                Cadena del Transporte
(Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo del   Electrónico y la Fosforilación
        Ácido Tricarboxílico)                    Oxidativa

 Una Serie Cíclica de Reacciones
   Enzimáticamente Catalizadas
   que se Ejecutan Mediante un
      Sistema Multienzimas
METABOLISMO AERÓBICO
  (EL SISTEMA DE OXÍGENO)

   ¿Dónde se Lleva a Cabo?
• Citoplasma o Sarcoplasma:
  » Glucólisis Aeróbica
• Mitocondrias:
  » Ciclo de Krebs
  » Sistema de Transporte Electrónico
METABOLISMO AERÓBICO
 (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
    Importancia del Sistema Para
        La Educación Física
            Y Deportes

   Es Utilizado Predominante Durante
Ejercicios de Largo Durante, los Cuales son
 Efectuados a una Intensidad Submáxima,
tales como las Carreras de Larga Distancia
METABOLISMO AERÓBICO
 (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
         El Ciclo de Krebs
    (Ciclo del Ácido Cítrico o
  Ciclo del Ácido Trícarboxílico)

  Una Serie de Reacciones
Enzimáticas Catalizadas que se
Ejecutan Mediante un Sistema
      de Multienzimas
METABOLISMO AERÓBICO
 (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
         El Ciclo de Krebs
    (Ciclo del Ácido Cítrico o
  Ciclo del Ácido Trícarboxílico)

  Vía Metabólica Final para la
  Oxidación de los Sustratos, los
cuales entran al Ciclo de Krebs en
     la forma de Acetil-CoA
METABOLISMO AERÓBICO
        (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
                 El Ciclo de Krebs
  Oxida el Grupo Acetil de la Acetil Coenzima A (Acetil-
                           CoA):
• El Piruvato se Degrada para Formar Acetil-CoA
• Luego, el Acetil-CoA se Combina con el Ácido
  Oxaloacético para formar Ácido Cítrico
• Sigue una Serie de Seis Reacciones para
  Regenerar el Ácido Oxaloaccético n dos
  Moléculas de CO2
• Ahora la Vía Inicia Todo de Nuevo
METABOLISMO AERÓBICO
    (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
   Cadena del Transporte Electrónico
      y la Fosforilación Oxidativa

• Cadena del Transporte Electrónico:
  » Es Responsable de la
    Fosforilación Oxidativa: La
    Producción Aeróbica dentro de la
    Mitocondria
METABOLISMO AERÓBICO
    (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
   Cadena del Transporte Electrónico
      y la Fosforilación Oxidativa

• Cadena del Transporte Electrónico:
  » Vía Metabólica Final Común en las
    Células Aeróbicas mediante la cual los
    Electrónes Derivados de los
    Diferentes Sustratos son Transferidos
    hacia el Oxígeno
METABOLISMO AERÓBICO
    (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
   Cadena del Transporte Electrónico
      y la Fosforilación Oxidativa

• Cadena del Trasporte Electrónico:
  » Serie de Reacciones de Oxidación-
    Reducción Realizadas por unas
    Enzimas Altamente Organizadas
METABOLISMO AERÓBICO
    (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
   Cadena del Transporte Electrónico
      y la Fosforilación Oxidativa

• Fosforilación Oxidativa:
  » Proceso Mediante el Cual se Forma
    ATP en la Forma de Electrones y luego
    Transferidos hacia el Oxígeno
    Mediante una Serie de
    Transportadores de Electrones
METABOLISMO AERÓBICO
    (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
   Cadena del Transporte Electrónico
      y la Fosforilación Oxidativa

• Cadena del Transporte Electrónico:
  » Proceso Final: El Oxígeno Acepta los
    Electrones que Van Pasando y se Combina
    con Hidrógeno para Formar Agua
METABOLISMO AERÓBICO
     (EL SISTEMA DE OXÍGENO)
          Contabilidad Total de la
        Producción Aeróbica del ATP
• Cuando una Molécula de Glucosa o Glucógeno
  se Degrada Mediante las Vías Aeróbicas
  Produce un Total de:
  » 38 Moléculas de ATP (Degradación Aeróbica de la
    Glucosa)
  » 39 Moléculas de ATP (Degradación Aeróbica del
    Glucógeno): La Producción Glucolótica Neta del ATP por
    el Glucógeno es una Molécula de ATP Adicional en
    Comparación con la Glucosa
LOS SISTEMAS AERÓBICOS
Y ANAERÓBICOS DURANTE
EL REPOSO Y EL EJERCICIO
REPOSO
 Combustible Alimenticio Metabolizado

• 2/3 de las Grasas
• 1/3 de los Hidratos de Carbono
• Sin Valor las Proteínas
REPOSO
  Sistema Metabólico Utilizado

• Metabolismo Aeróbico
REPOSO
Nivel del Ácido Láctico
 Su Nivel en la Sangre se
Mantiene Constante y no se
    Acumula (10 mg%
Considerado Dentro de los
    Valores Normales)
EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN
    Y DE ALTA INTENSIDAD

        Concepto
Son Ejercicios Efectuados
    a Cargas Máximas
  Durante 1 – 3 Minutos
EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN
    Y DE ALTA INTENSIDAD
  Combustible Alimenticio Metabolizado

• Mayormente Hidratos de Carbono
• Las Grasas como un Combustible
  de menos Utilidad
• La Proteína es un Combustible sin
  Valor
EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN
    Y DE ALTA INTENSIDAD
  Sistema Metabólico Utilizado
• Metabolismo Anaeróbico
DÉFICIT DE OXÍGENO:

La Cantidad de Energía Emitida
    Durante el Ejercicio no es
 Suficiente para Resintetizar el
 ATP que Requiere el Ejercicio
DÉFICIT DE OXÍGENO:

O2 Consumido < O2 Requerido
EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN
    Y DE ALTA INTENSIDAD

   Nivel del Ácido Láctico
Se Acumula en Altos Niveles en
  la Sangre y en los Músculos
EJERCICIOS PROLONGADOS:
       Concepto
  Son Ejercicios Que se
  Pueden Mantener por
   Periodos de Tiempo
 Relativamente Largos (de
    5 Minutos ó Más)
EJERCICIOS PROLONGADOS:
  Combustible Alimenticio Metabolizado

• Hidratos de Carbono (Etapa Inicial
  del Ejercicio)
• Las Grasas (Etapa Final del
  Ejercicio)
• La Proteínas (10% de la Necesidades
  Energéticas del Ejercicio)
EJERCICIOS PROLONGADOS:
 Combustible Alimenticio Metabolizado

< 50% VO2máx – Grasas
> 90% VO2máx – Hidratos de
 Carbono
EJERCICIOS PROLONGADOS:

  Sistema Metabólico Utilizado
• Metabolismo Aeróbico
ESTADO ESTABLE:

La Cantidad de Energía Emitida
     Durante el Ejercicio es
 Suficiente para Resintetizar el
 ATP Requerido por el Ejercicio
ESTADO ESTABLE:


O2 Consumido = O2 Requerido
EJERCICIOS PROLONGADOS:

   Nivel del Ácido Láctico

  Muy Poca Acumulación de
  Ácido Láctico y se Mantiene
 Constante al Final del Ejercicio
EL CONTINUUM ENERGÉTCO
EL CONTINUUM ENERGÉTCO
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  • 1. BIOQUÍMICA DEL EJERCICIO: Fuentes de Energía Preparado por: Prof. Edgar Lopategui Corsino M.A., Fisiología del Ejercicio
  • 2. BIOENERGÉTICA El Conjunto de los Procesos Celulares por medio de los cuales se Transforma la Energía de las Sustancias Nutricias (i.e., Hidratos de Carbono, Grasas y Proteínas) a una Forma Energética Biológicamente útil
  • 3. TERMODINÁMICA El Campo de las Ciencias Físicas que Estudia los Intercambios de Energía entre Conjuntos de materia
  • 4. TERMODINÁMICA Sistema Medio Conjunto de Materia Todo el Resto de la Materia Universo Sistema + Medio Aspectos que Estudia la Termodinámica
  • 5. BIOQUÍMICA Los Patrones y Principios Moleculares que Contribuyen al Movimiento y Fenómeno Metabólico Relacionado
  • 6. BIOQUÍMICA Materia (Todo Aquello que Tiene Masa y Ocupa Espacio) Partículas Fundamentales Átomos Protrones (P) Neutrones (n) Electrones (e-) (Carga Positiva) (Sin Carga) (Carga Negativa) Núcleo Alrededor Del Núcleo Moléculas (Dos o Más Átomos Combinados Químicamente)
  • 7. METABOLISMO Suma Total de los Procesos Químicos Involucrados en la Liberación y Utilización de Energía Dentro de la Célula Viviente
  • 8. Metabolismo Celular Catabolismo Anabolismo • Proceso de Descomposición • Proceso de Síntesis • Fragmentación de Moléculas • Recurre a Energía para Grandes a Moléculas Elaborar Moléculas Mayores Pequeñas con la Liberación a Partir de Moléculás de Energía y Calor Pequeñas Homeostasia: Balance Constante entre el Catabolismo y Anabolismo
  • 9. Metabolismo Celular Catabolismo Anabolismo Energía
  • 10. Procesos Metabólicos Objetivos Crecimiento Reparación Mantenimiento Del Organismo
  • 11. ENERGÍA La Capacidad para Desempeñar Trabajo
  • 12. TRABAJO La Aplicación de una Fuerza a través de una Distancia (Fuerza X Distancia)
  • 14. ENERGÍA Capacidad para Efectuar Trabajo Formas de Energía Potencial Cinética Nuclear Eléctrica Radiante/ Solar Clases de Energía Química Osmótica Mecánica
  • 16. ENERGÍA Potencial: Cinética: • Energía Almacenada • Forma Activa de la dentro de un Sistema Energía • Aquella que es Capaz de • Energía en el Proceso de Realizar Trabajo Realización de Trabajo Energía Química: • Aquella Almacenada en Moléculas Químicas • Ejemplo: La Célula Muscular
  • 17. LA CÉLULA Membrana Celular: Citoplasma (Sarcoplasma en las • Encierra los Componentes Células Musculares): de la Célula • Parte Líquida de la Célula • Regula el Pasaje de • Contiene Organelos: Sustancias que Viajan hacia Fuera de la Célula – Mitocondrión: » Dínamo de las Células Núcleo » Involucrado en la • Regula la Síntesis Conversión Oxidativa de Proteína de las Sustancias Nutricias a Energía Útil para la Çélulas
  • 19. TRANSFORMACIÓN BIOLÓGICA DE ENERGÍA Termodinámica Reacciones Químicas Celulares 1ra Ley 2da Ley Reacciones (Conservación Exergónicas De Energía) (Libera Energía) Reacciones Endergónicas (Se le Añade Energía) Enzimas (Regulan la Velocidad de las Reacciones Químicas) Reacciones Acopladas Reacciones Liberadores de Energía (Exergónicas) Reacciones que Requieren Energía Acopladas a (Endergónicas) (Promueven/Conducen)
  • 20. TRANSFORMACIÓN BIOLÓGICA DE ENERGÍA Flujo de Energía Dentro de los Sistemas Vivientes
  • 21. TERMODINÁMICA Primera Ley Segunda Ley La Energía ni se Crea Postula que como Resultado ni se Destruye, solo de las Transformaciones o se Transforma de una Conversiones de la Energía, el Forma a otra Universo y sus Componentes (i.e., los Sistemas Vivientes) se encuentran en un Alto Estado de Alteración, llamado Entropía * Implicación * Los Cambios Energético en los Sistemas Vivientes Tienden a ir desde un Estado Alto de Energía Libre a un Estado Bajo de Energía
  • 22. REACCIONES QUÍMICAS CELULARES Enlaces Químicos/Energéticos de Diferentes Moléculas Se Degrada Se Libera su Energía Atrapada Ocurre Transferencia de Energía en el Cuerpo
  • 23. REACCIONES QUÍMICAS CELULARES Enlaces Químicos Energía Atrapada (Potencial) Enlaces Químicos de Alta Energía Degrada/Rompe Libera La Energía Atrapada Energía Biológica Útil
  • 24. REACCIONES QUÍMICAS Transforma la Energía de las Sustancias Nutricias A una Forma Biológicamente Utilizable Reacciones Endergónicas Reacciones Exergónicas Aquellas Reacciones Aquellas Reacciones que Liberan que Requiere que se Energía cono Resultado de los le Añada Energía a Procesos Químicos los Reactivos Se Libera Energía Se le Suma Energía (Contiene más Energía Libre Que los Reacvtivos Originales)
  • 25. ENERGÍA LIBRE (Energía en un Estado Organizado) Disponible Para Trabajo Biológico Útil Transformacion de Energía en la Célula Entropía Energía Libre
  • 26. ENLACES DE ALTA ENERGÍA (Enlaces Químicos que Poseen Cantidades Relativamente Grandes de Energía Potencial) Reacciones Químicas Exergónicas Liberación de Energía Libre Biológicamente Útil (Como Resultado de los Procesos Químicos)
  • 27. Reacciones Exergónicas: Reacciones Endergónicas: Reactante Reactante (Sustratos) (Sustratos) Energía Libre Productos Productos Dirigida a Conducir EL ACOPLAMIENTO DE LAS REACCIONES EXERGÓNICAS Y ENDERGÓNICAS
  • 28. C6H12O6 + 6O2 (Glucosa) (Reactante o Sustrato) Se Degrada Se Vía Oxidación Celular Libera Energía Libre (Reacción Exergónica) 6CO2 + 6H2O (Bióxido de (Agua) (Producto) Carbono)
  • 29. REACCIONES ACOPLADAS Reacciones Asociadas, en la cual la Energía Libre de una Reacción (Exergónica) es utilizada para Conducir/Dirigir una Segunda Reacción (Endergónica) Reacciones Exergónicas Energía Libre Dirigida a Conducir las Reacciones Endergónicas Reacciones Liberadoras Reacciones que de Energía Acopladas Requieren Energía
  • 30. ENZIMAS • Catalizadores Biológicos • Aceleran Reacciones Bioquímicas • Dirigen y Seleccionan Vías Metabólicas • No Cambian la Naturaleza de la Reacción ni su Resultado • Son Proteínas • No Sufren Ningún Cambio General
  • 31. REACTIVOS Catalización Por Enzimas Los Reactivos Poseen La Energía Suficiente/Requerida para Poder Energía de Iniciar/Proceguir Activación Sus Reacciones Químicas Ocurren Las Reacciones Químicas
  • 32. SUSTRATO Reactante Reacción La Energía Requerida para la Activación Catalizada Por la Enzima Número de Moléculas que Poseen Suficiente Energía para Participar en la Reacción Velocidad de la Reacción (Se Acelera la Reacción) Disponibilidad de la Energía Liberada Por la Reacción
  • 33. SUSTRATO (Reactante) Complejo Se Une a Enzima-Sustrato La Enzima Energía Requerida para la Activación Se Completa con Mayor Facilidad la Reacción Quimica Se Separan/Dividen La Enzima El Producto
  • 34. ACCIÓN DE LA ENZIMA Modelo De la Cerradura y Llave Sustrato Producto Complejo Enzima-Sustrato La Enzima Reanuda Enzima Su Conformación Original
  • 35. ENZIMAS * EJEMPLOS * Poseen el Sufijo “asa” Quinasa: Dehidrogenasa Le Añaden Fosfatos Remueven A los Los Sustratos Hidrógenos con los cuales De sus Reaccionan Sustratos
  • 36. ENZIMAS * EJEMPLOS * Dehidrogenasa Láctica Función: Cataliza la Conversión del Ácido Láctico a Ácido Pirúvico y Viceversa Dehidrogenasa Láctica Ácido Láctico Ácido Pirúvico + + NAD NADH + H+
  • 37. ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Determinantes: Temperatura Corporal pH (Medición de la Acidéz de una Solución) Actividad Muscular Ejercicios Intensos Temperatura Corporal Ácido Láctico Actividad Enzimática Ácidez Líquido Corporal Reacciones Bioquímicas pH (Fuera del Nivel Óptimo) Catabólicas Actividad Enzimática Disponibilidad de Energía Biológicamente útil Reacciones Bioquímicas Catabólicas Temperatura Corporal Disponibilidad de Energía Actividad Enzimática Biológicamente útil
  • 38. SISTEMAS VIVIENTES Clases/Tipos de Moléculas Macromoléculas Compuestos Relacionados con las Reacciones Metabólicas Hidratos de Proteína Carbono Lípidos (Prótidos) (Grasas) Elementos Comunes que Contienen Carbono (C) Hidrógeno (H2) Oxígeno (O2)
  • 39. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono Estructura Química: Átomos de: Carbono, Hidrógeno y Oxígeno (CHO) Función más Importante: Provee Energía: 4 kcal de Energía por cada Gramo de Hidratos de Carbono Tipos/Clasificación: • Monosacáridos: 4 Azúcares Simples • Disacáridos: Dos Monosacáridos • Polisacáridos: Hidratos de Carbono Complejos
  • 40. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono *Tipos/Clasificación * Monosacáridos (Azúcares Simples) Glucosa Fructosa (en Sangre) (Frutas, Miel Galactosa de Abeja) (en Glándulas Mamarias)
  • 41. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono *Tipos/Clasificación * Disacáridos (Dos Mososacáridos) Sucrosa/Sacarosa Maltosa (Caña de Azúcar)) (Digestión CHO) Lactosa (Leche)
  • 42. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono *Tipos/Clasificación * Polisacáridos (Hidratos de Carbono Complejos) Almidones Glucógeno (Granos, Tubérculos) (Reservas de Energía en Celulosa Músculos e Hígado) (Fibra)
  • 43. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Los Hidratos de Carbono: Tipos/Clasificación Polisacáridos – Glucógeno - Importancia: Ejercicio Prolongado Ejercicio Glucógeno Glucogenólisis Recuperación Glucosa Dieta Alta en Hidratos de Carbono Fuente de Energía Reservas de Glucógeno Contracción Muscular
  • 44. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Las Grasas Característica: No son Solubles en Agua Función más Importante: Provee Energía: 9 kcal de Energía por cada Gramo de Grasa Tipos/Clasificación: • Simples/Neutras: Triglicéridos • Compuestas: » Fosfolípidos, » Lipoproteínas • Derivadas: Colesterol
  • 45. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Las Grasas: *Tipos/Clasificación * * Simples/Neutras * Trigicéridos (3 Moléculas de Ácidos Grasos + 1 Molécula de Glicerol) Es la Foma en que se Almacena la Grasa Al Degradarse En Glicerol Ácidos Grasos Libres Pueden ser Utilizados como Sustratos de Energía
  • 46. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Las Grasas *Tipos/Clasificación * Compuestas Fosfolípidos: Lipoproteínas Membrana Celular (Medio del Transportar Grasas en la sangre) LDL HDL
  • 47. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Las Grasas *Tipos/Clasificación * Derivadas (De las Simples o Compuestas) Colesterol • Forma parte de la Estructura Membrana Celular • Síntesis de Hormonas de Sexo (Estrógeno, Progesterona y Testosterona) • Vinculado con las Cardiopatías Coronarias
  • 48. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Las Proteínas Estructura Química: Aminoácidos: Subunidades de las Proteínas Enlaces Pépticos: Uniones Químicas que Eslabonan a los Aminoácidos Funciones: Componente Estructural de Diversos Tejidos, Enzimas, Proteínas Sanguíneas, entre otras estructuras Fuente Potencial de Energía: 4 kcal de Energía por cada Gramo de Proteína Tipos/Clasificación: Esenciales (9): No Pueden ser Sintetizados por el Cuerpo (se Obtiene de los Alimentos) No Esenciales (11): Pueden Ser Sintetizados por el Cuerpo (vía Alimentos y Aminoácidos Esenciales)
  • 49. LOS COMBUSTIBLE METABÓLICOS PARA EL EJERCICIO Las Proteínas Utilización de las Proteínas Como Sustratos (Combustible Energético) Durante el Ejercicio: Se Degradan las Proteínas en Aminoácidos: El Aminoácido Alanina Puede Ser Convertido en Glucógeno en el Hígado: Luego, El Glucógeno se Degrada en Glucosa y se Transporta hacia los Músculo Activos Muchos Aminoácidos (i.e., Isoleucina, Alanina, Leucina, Valina, etc) Pueden ser Convertidos en Intermediarios Metabólicos (i.e., Compuestos que Directamente Participan en la Bioenergética) Para las Células Musculares y Directamente Contribuir como Combustible en la Vías Metabólicas.
  • 50. FUENTES DE ENERGÍA PARA EL SER HUMANO
  • 52. ADENOSINA DE TRIFOSFATO (ATP) Concepto Es un Compuesto Químico de Alta Energía que Producen las Células al Utilizar los Nutrientes que Provienen de las Plantas y Animales
  • 53. ADENOSINA DE TRIFOSFATO (ATP) Estructura Consiste en un Gran Complejo de Moléculas, Llamada Adenosina y Tres Componentes más Simples, Los Grupos de Fosfatos. Estos Últimos Representan Enlaces de Alta Energía
  • 56. Adenosina de Trifosfato (ATP) Estructura: Una Porción: Adenina Una Porción: Ribosa Tres Fosfatos Unidos Vía Enlaces Químicos de Alta Energía
  • 58. FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA Adenosina de Trifosfato (ATP) Importancia/Función: Representa la Fuente de Energía Inmediáta para la Contracción Muscular
  • 59. ADENOSINA DE TRIFOSFATO (ATP) Utilidad Cuando este Compuesto se Descompone Produce Energía para Diferentes Funciones Vitales del Cuerpo (Contracción Muscular, Digestión, Secreción Glandular, Reparación de Tejidos, entre otros).
  • 61. ADENOSINA DE TRIFOSFATO (ATP) Mecanismo para que el ATP Produzca Energía Cuando se Rompe el Enlace Terminal del Fosfato, se Emite Energía (7-12 Kcal), lo cual Permite que se Realice Trabajo “Biológico”.
  • 62. Adenosina de Trifosfato (ATP) Mecanismo por el Cual Libera Energía (Reacción Exergónica): La Enzima ATPase Degrada el Enlace Químico Que Almacena Energía Entre ADP y Pi Se Libera Energía Útil Para Generar Trabajo (i.e., Contracción Muscular) ATPase ATP + Pi ADP + Pi + Energía (Reactivo) (Productos) (Energía Libre Biológicamente Libre Útil)
  • 63. DEGRADACIÓN EXERGÓNICA DEL ATP ATPase Energía Libre (7-12 Kcal)) Productos (ADP + Pi)
  • 64. Adenosina de Trifosfasto (ATP) Hidrólisis Difosfato de Adenosina Fosfato Inorgánica (ADP) (Pi) Energía Biológica Útil Contracción Muscular Transmisión Secreción Hormonal Nerviosa ATP4- ADP3- + HPO42- + H+
  • 65. FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA Adenosina de Trifosfato (ATP) Reservas Musculares Cantidad Relativamente Pequeña (6 µmoles/g Peso Mojado Muscular) Puede Sostener Solamente Pocas Contracciones Musculares
  • 67. PRINCIPIOS DE LAS REACCIONES ACOPLADAS La Energía Emitida Durante la Descomposición de los Alimentos y la Fosfocreatina (PC) se unen Funcionalmente con las necesidades Energéticas que Resintetiza el ATP de ADP y Pi
  • 68. FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA Adenosina de Trifosfato (ATP) Formación/Síntesis Estructural: Requiere Energía Adenosina de Difosfato (ADP) (Reacción + Endergónica) Fosfato Inorgánico (Pi) Adenosina de Trifosfato (ATP) Energía Vía Reacción Acoplada ADP + Pi ATP
  • 71. METABOLISMO Conjunto de Reacciones Químicas que se Realizan en las Células del Cuerpo con fin de Proveer Energía Útil para las Diversas Funciones Órganicas
  • 72. PROTEÍNAS GRASAS CHO METABOLISMO Anaeróbico Aeróbico ATP Energía Trabajo Biológico Secreción de Digestión Hormonas Transmisión Nerviosa Respiración
  • 73. FUENTES DE ATP • Metabolismo Anaeróbico: • El Sistema ATP-PC (Fosfágeno) • El Sistema de Ácido Láctico (Glucólisis Anaeróbica) • Metabolismo Aeróbico (Sistema de Oxígeno): • Glucólisis Aeróbica • El Ciclo de Krebs (Ciclo de Ácido Cítrico) • El Sistema (o Cadena) de Transporte Electrónico
  • 74. FUENTES DE ATP ANAERÓBICO AERÓBICA (Sistema de Oxígeno) Sistema de Glucólisis ATP-PC Anaeróbico (Fosfágeno) (Fosfágeno) • Glucólisis Aeróbica • Ciclo de Krebs • Sistema de Transporte Electrónico
  • 76. FUENTES DE ATP PRODUCCIÓN ANAERÓBICA Sistema de ATP-PC Glucólisis Anaeróbica (Fosfágeno) Degradación de Fosfocreatina (PC) Glucosa o Glucógeno Donación de Pi + Energía Producto + 2 Mol Ácido Pirúvico ADP Ausencia de Oxígeno ATP 2 Mol Ácido Láctico Creatina Energía Fosfocinasa (Reacciones Acopladas) PC + ADP ATP + C Energía + Pi ADP ATP Ganancia Energético 2 Mol ATP 2 Mol Ácido Láctico
  • 77. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO)
  • 78. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Utilidad Representa la Fuente más Rápida de ATP para el Uso por los Músculos
  • 79. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Ventajas • No Depende de una Serie de Reacciones Químicas • No Depende de Energía
  • 80. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Desventaja Produce Relativamente Pocas Moléculas de ATP
  • 81. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Combustible Químico Fosfocreatina (PC)
  • 82. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Concepto Es Otro de los Compuestos Fosfatados “Ricos en Energía” Que se Almacena en Las Células Musculares
  • 83. FOSFOCREATINA Función: Refosforilar ADP a ATP Reservas Musculares: De Tres a Cuatro Veces Mayor que la del ATP Agotamiento: No Hay Evidencia que Cause Fatiga
  • 85. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Utilidad La Energía al Descomponerse el PC se Acopla al Requerimiento Necesario para la Resíntesis de ATP
  • 86. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Función Involucra la Donación de un Fosfato (Pi) y su Enlace de Energía por parte de la Fosfocreatina (PC) a la Molécula de ADP para formar ATP Creatina Fosfocinasa PC + ADP ATP + C En Última Instancia, el ATP Refosforila la Creatina para así Formar PC
  • 87. SISTEMA DE ATP-PC (FOSFÁGENO) Importancia del Sistema Para La Educación Física Y Deportes Es Utilizado en Salidas Explosivas y Rápidas de los Velocistas, Jugadores de Fútbol, Saltadores, Los Lanzadores de Pesa y Otras Actividades que solo Requieren Pocos Segundos Para Completarse
  • 88. ENTRENAMIENTO Producción Ácido Láctico Reservas de Actividad Fosfoceatina Cinasa de Creatina Menor Caída del pH Reabastecimiento del ATP Recuperación Mejoramiento nde la velocidad para la Resíntesis de la Fosfocrfeatina ADAPTACIONES EN EL METABOLISMO DE ENERGÍA: Fosfocreationa
  • 89. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA)
  • 90. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA) Concepto Vía Química o Metabólica que Involucra la Degradación Incompleta (por Ausencia de Oxígeno) del Azúcar, lo cual Resulta en la Acumulación del Ácido Láctico en los Músculos y Sangre
  • 91. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA) Descripción General • Involucra la Degradación de Glucosa para Formar dos Moléculas de Ácido Pirúvico o Ácido Láctico (Este Último Producto se Forma en la Ausencia de Oxígeno). • Mediante Reacciones Acopladas, la Energía que se Produce esta Vía Metabólica va Dirigida a Restaurar el Pi a ADP para formar ATP • La Ganancia Neta de esta Vía Metabólica son Dos Moléculas de ATP y Dos Moléculas de Ácido Pirúvico o Ácido Láctico por cada Molécula de Glucosa que se Degrada.
  • 92. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA) Ventajas • Provee un Suministro Rápido de ATP • No Requiere Oxígeno (Anaeróbico)
  • 93. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA) Desventajas • Produce Solo 3 Moles de ATP • Elabora Ácido Láctico
  • 94. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA) Combustible Químico Utilizado Hidratatos de Carbono (Glucógeno y Glucosa)
  • 95. Ácido Láctico pH Inhibición Actividad ATPase Enzimas de la Glucólisis De la Miosina Inhibición de la Glucólisis
  • 96. EL SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO (GLUCÓLISIS ANAERÓBICA) Importancia del Sistema Para La Educación Física Y Deportes Es Utilizado en Actividades Físicas que se Realizan a una Intensidad Máxima Durante Periodos de 1-3 Minutos, Como las Carreras de Velocidad (400 y 800 Metros)
  • 98. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE ÓXIGENO) Concepto Vía Química Que Involucra la Descomposición Completa (Por Estar Presente Oxígeno) de las Sustancias Alimentarias (Hidratos de Carbono, Grasas y Proteínas) en CO2 y H2O.
  • 99. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE ÓXIGENO) Combustible Químico Utilizado • Hidratos de Carbono • Grasas • Proteínas
  • 100. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE ÓXIGENO) Ventajas • Produce 39 Moles de ATP • No Elabora Ácido Láctico
  • 101. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE ÓXIGENO) Desventajas • Requiere la Presencia de Oxígeno • La Formación de ATP es Lenta
  • 102. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE ÓXIGENO) Reacciones Químicas Involucradas • Glucólisis Aeróbica • El Ciclo de Krebs • El Sistema de Transporte Electrónico
  • 103. FUENTES DE ATP PRODUCCIÓN AERÓBICA Ciclo de Krebs Cadena del Transporte (Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo del Electrónico y la Fosforilación Ácido Tricarboxílico) Oxidativa Una Serie Cíclica de Reacciones Enzimáticamente Catalizadas que se Ejecutan Mediante un Sistema Multienzimas
  • 104. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) ¿Dónde se Lleva a Cabo? • Citoplasma o Sarcoplasma: » Glucólisis Aeróbica • Mitocondrias: » Ciclo de Krebs » Sistema de Transporte Electrónico
  • 105. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Importancia del Sistema Para La Educación Física Y Deportes Es Utilizado Predominante Durante Ejercicios de Largo Durante, los Cuales son Efectuados a una Intensidad Submáxima, tales como las Carreras de Larga Distancia
  • 106. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) El Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo del Ácido Trícarboxílico) Una Serie de Reacciones Enzimáticas Catalizadas que se Ejecutan Mediante un Sistema de Multienzimas
  • 107. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) El Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo del Ácido Trícarboxílico) Vía Metabólica Final para la Oxidación de los Sustratos, los cuales entran al Ciclo de Krebs en la forma de Acetil-CoA
  • 108. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) El Ciclo de Krebs Oxida el Grupo Acetil de la Acetil Coenzima A (Acetil- CoA): • El Piruvato se Degrada para Formar Acetil-CoA • Luego, el Acetil-CoA se Combina con el Ácido Oxaloacético para formar Ácido Cítrico • Sigue una Serie de Seis Reacciones para Regenerar el Ácido Oxaloaccético n dos Moléculas de CO2 • Ahora la Vía Inicia Todo de Nuevo
  • 109. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Cadena del Transporte Electrónico y la Fosforilación Oxidativa • Cadena del Transporte Electrónico: » Es Responsable de la Fosforilación Oxidativa: La Producción Aeróbica dentro de la Mitocondria
  • 110. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Cadena del Transporte Electrónico y la Fosforilación Oxidativa • Cadena del Transporte Electrónico: » Vía Metabólica Final Común en las Células Aeróbicas mediante la cual los Electrónes Derivados de los Diferentes Sustratos son Transferidos hacia el Oxígeno
  • 111. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Cadena del Transporte Electrónico y la Fosforilación Oxidativa • Cadena del Trasporte Electrónico: » Serie de Reacciones de Oxidación- Reducción Realizadas por unas Enzimas Altamente Organizadas
  • 112. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Cadena del Transporte Electrónico y la Fosforilación Oxidativa • Fosforilación Oxidativa: » Proceso Mediante el Cual se Forma ATP en la Forma de Electrones y luego Transferidos hacia el Oxígeno Mediante una Serie de Transportadores de Electrones
  • 113. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Cadena del Transporte Electrónico y la Fosforilación Oxidativa • Cadena del Transporte Electrónico: » Proceso Final: El Oxígeno Acepta los Electrones que Van Pasando y se Combina con Hidrógeno para Formar Agua
  • 114. METABOLISMO AERÓBICO (EL SISTEMA DE OXÍGENO) Contabilidad Total de la Producción Aeróbica del ATP • Cuando una Molécula de Glucosa o Glucógeno se Degrada Mediante las Vías Aeróbicas Produce un Total de: » 38 Moléculas de ATP (Degradación Aeróbica de la Glucosa) » 39 Moléculas de ATP (Degradación Aeróbica del Glucógeno): La Producción Glucolótica Neta del ATP por el Glucógeno es una Molécula de ATP Adicional en Comparación con la Glucosa
  • 115. LOS SISTEMAS AERÓBICOS Y ANAERÓBICOS DURANTE EL REPOSO Y EL EJERCICIO
  • 116. REPOSO Combustible Alimenticio Metabolizado • 2/3 de las Grasas • 1/3 de los Hidratos de Carbono • Sin Valor las Proteínas
  • 117. REPOSO Sistema Metabólico Utilizado • Metabolismo Aeróbico
  • 118. REPOSO Nivel del Ácido Láctico Su Nivel en la Sangre se Mantiene Constante y no se Acumula (10 mg% Considerado Dentro de los Valores Normales)
  • 119. EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN Y DE ALTA INTENSIDAD Concepto Son Ejercicios Efectuados a Cargas Máximas Durante 1 – 3 Minutos
  • 120. EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN Y DE ALTA INTENSIDAD Combustible Alimenticio Metabolizado • Mayormente Hidratos de Carbono • Las Grasas como un Combustible de menos Utilidad • La Proteína es un Combustible sin Valor
  • 121. EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN Y DE ALTA INTENSIDAD Sistema Metabólico Utilizado • Metabolismo Anaeróbico
  • 122. DÉFICIT DE OXÍGENO: La Cantidad de Energía Emitida Durante el Ejercicio no es Suficiente para Resintetizar el ATP que Requiere el Ejercicio
  • 123. DÉFICIT DE OXÍGENO: O2 Consumido < O2 Requerido
  • 124. EJERCICIOS DE CORTA DURACIÓN Y DE ALTA INTENSIDAD Nivel del Ácido Láctico Se Acumula en Altos Niveles en la Sangre y en los Músculos
  • 125. EJERCICIOS PROLONGADOS: Concepto Son Ejercicios Que se Pueden Mantener por Periodos de Tiempo Relativamente Largos (de 5 Minutos ó Más)
  • 126. EJERCICIOS PROLONGADOS: Combustible Alimenticio Metabolizado • Hidratos de Carbono (Etapa Inicial del Ejercicio) • Las Grasas (Etapa Final del Ejercicio) • La Proteínas (10% de la Necesidades Energéticas del Ejercicio)
  • 127. EJERCICIOS PROLONGADOS: Combustible Alimenticio Metabolizado < 50% VO2máx – Grasas > 90% VO2máx – Hidratos de Carbono
  • 128. EJERCICIOS PROLONGADOS: Sistema Metabólico Utilizado • Metabolismo Aeróbico
  • 129. ESTADO ESTABLE: La Cantidad de Energía Emitida Durante el Ejercicio es Suficiente para Resintetizar el ATP Requerido por el Ejercicio
  • 130. ESTADO ESTABLE: O2 Consumido = O2 Requerido
  • 131. EJERCICIOS PROLONGADOS: Nivel del Ácido Láctico Muy Poca Acumulación de Ácido Láctico y se Mantiene Constante al Final del Ejercicio
  • 133. EL CONTINUUM ENERGÉTCO Concepto La Capacidad de Cualquier Sistema Energético para Suministrar ATP se Vincula con el Tipo Específico de Actividad Física