Teórico 2. 2021

Clase Teórica Número 2: Metabolismo del Ejercicio

Resumen de la Sección: En esta clase teórica se continúa con el tema del metabolismo del ejercicio, específicamente en los sistemas energéticos oxígeno independientes. Se hace una crítica al concepto de continuo energético y se propone una nueva nomenclatura para los sistemas energéticos.

Sistemas Energéticos Oxígeno Independientes

• Los sistemas energéticos no deben ser clasificados como aeróbico o anaeróbico, sino como inmediato, no oxidativo y oxidativo.

• La utilización de vías oxígeno independientes depende de la intensidad y tasa metabólica.

• Se analizan las dos vías de provisión de energía o reciente y ATP musculares oxígeno independientes a partir de sustratos, enzimas, capacidad, potencia y especificidad.

• Se critica el concepto de continuo energético debido a que supone una premisa errónea sobre la presencia o ausencia de oxígeno en el músculo durante el ejercicio intenso.

• El lactato no es un producto final ni causa fatiga durante el ejercicio intenso.

• La duración del ejercicio no es una variable independiente sino dependiente fuertemente condicionada por la intensidad.

Conclusiones

En esta clase teórica se profundiza en los sistemas energéticos oxígenos independientes y se hace una crítica al concepto tradicional de continuo energético. Se propone una nueva nomenclatura para los sistemas energéticos y se analizan las dos vías de provisión de energía o reciente y ATP musculares oxígeno independientes.

Análisis de los sistemas de provisión de energía

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor introduce el tema del análisis detallado de los sistemas de provisión de energía. Se centra en dos vías principales: la vía anaeróbica láctica y el sistema fosfato.

Sistema Fosfato

• El sistema fosfato es utilizado en acciones deportivas que requieren alta intensidad y breve duración.

• Los sustratos principales son ATP y fosfocreatina, con una relación cuantitativa de 4 a 5 veces más fosfocreatina que ATP en el músculo esquelético.

• La concentración de sustratos aumenta con el entrenamiento.

• Las tres reacciones metabólicas involucradas son la hidrólisis del ATP, la regeneración del ATP y la producción de AMP.

Sustratos y Enzimas

• Los sustratos principales son ATP y fosfocreatina.

• Las enzimas involucradas son te pasa creatina quinasa, me o quinasa o dilató quinasa y adenilato quinasa.

• La hidrólisis del ATP produce energía para la contracción muscular, ADP y fosfato inorgánico.

Implicancias

• El sistema fosfato es importante para acciones deportivas que requieren alta intensidad y breve duración.

• La concentración de sustratos aumenta con el entrenamiento.

• Las tres reacciones metabólicas involucradas permiten la producción rápida de energía para la contracción muscular.

Sistema Fosfágeno y Fatiga Muscular

Resumen de la sección: En esta sección, se discute el sistema fosfágeno y cómo está relacionado con la fatiga muscular. Se explican las tres reacciones que ocurren en este sistema: la creatina quinasa, la semiquinasa y la mioquinasa. También se menciona que el fosfato inorgánico juega un papel importante en la fatiga metabólica.

Reacciones del sistema fosfágeno

• La creatina quinasa es responsable de resintetizar el ATP del paso anterior convirtiéndolo en ATP nuevamente.

• La semiquinasa convierte dos moléculas de ADP en una molécula de ATP y AMP.

• La mioquinasa liga dos moléculas de ATP para formar una molécula de ADP y una molécula de ATP.

Relación entre el sistema fosfágeno y la fatiga muscular

• El salto vertical máximo es una manifestación del sistema fosfágeno, pero si se continúa haciendo saltos verticales máximos, se produce fatiga neuromuscular debido a la pérdida de altura del salto.

• La fatiga metabólica también está relacionada con el aumento del fosfato inorgánico en el citoplasma celular.

Acumulación de moléculas durante el uso del sistema fosfágeno

• Además del fosfato inorgánico, otras moléculas como el ATP y el MP se acumulan en el citoplasma muscular durante el uso del sistema fosfágeno.

• Estas moléculas son señalizadores para activar la segunda vía oxígeno independiente, es decir, la glucólisis.

Activación de las dos vías oxígeno independientes

• Las dos vías oxígeno independientes (fosfágena y glucolítica) se activan simultáneamente durante el uso del sistema fosfágeno, pero la duración del trabajo determina cuál de las dos vías tendrá preponderancia.

Fosforilación de la creatina y metabolismo oxidativo

Resumen de la sección: En esta sección, se discute cómo ocurre la fosforilación de la creatina dentro del metabolismo oxidativo. También se analizan dos gráficas que muestran los resultados de un estudio sobre deportistas.

Fosforilación de la creatina

• La creatina se fosforila dentro de la mitocondria durante el metabolismo oxidativo.

Análisis de gráficas sobre deportistas

• Un estudio realizado por José López Chicharro en 1998 muestra que los deportistas tienen una mayor capacidad anaeróbica que los no deportistas.

• Otra gráfica muestra que los atletas tienen una mayor concentración de lactato en sangre después del ejercicio intenso debido a su mayor capacidad anaeróbica.

Importancia de la fosfocreatina en el rendimiento deportivo

Resumen de la sección: En esta sección, se discute la importancia de la fosfocreatina (PCr) en el rendimiento deportivo y su relación con el adenosín trifosfato (ATP). Se menciona un estudio que demuestra que la fatiga ocurre alrededor de los 14 segundos en los deportistas y que la PCr es el sustrato más importante para sostener la potencia de un ejercicio fotogénico.

La fatiga ocurre alrededor de los 14 segundos

• Los deportistas experimentan fatiga alrededor de los 14 segundos.

• El autor del estudio encontró que durante este tiempo, las concentraciones absolutas de PCr estaban cerca de cero mientras que las concentraciones iniciales del ATP aún conservaban un 20%.

La fosfocreatina es más importante para sostener el rendimiento fotogénico

• La PCr se encuentra en cuatro a cinco veces más cantidades que el ATP durante el esfuerzo.

• Durante un sprint máximo que dura dos segundos, mientras que las reservas del ATP solo disminuyen un 20%, las reservas de PCr disminuyen hasta un 60%.

• A lo largo del esfuerzo, la PCr no deja de caer significativamente mientras que gracias al aporte entregado por la PCr, el ATP recién empieza a partir del segundo doce a caer en forma significativa.

Recuperación de la fosfocreatina

• Para recuperar un 60% de PCr después de un esfuerzo máximo, se necesitan más de 30 segundos de pausa.

• La tabla indica el porcentaje de recuperación de la PCr después del esfuerzo máximo y muestra que para volver metabólicamente a repetir un esfuerzo, se necesita una cantidad significativa de tiempo.

Metabolismo energético y capacidad del sistema fosfórico

Resumen de la sección: En esta sección, el orador habla sobre el metabolismo energético y la capacidad del sistema fosfórico.

Metabolismo energético del sistema fosfórico

• El sistema fosfórico es una reacción oxígeno independiente que proporciona energía para ejercicios de alta intensidad y corta duración.

• La potencia máxima del sistema se alcanza en los primeros 2 segundos, mientras que la capacidad total del sistema es de alrededor de 14 segundos.

• La depresión de la fotocreatina ocurre después de unos 6 segundos, lo que significa que se necesita un minuto o más para restablecer los niveles metabólicos adecuados.

Capacidad del sistema fosfórico

• La capacidad total del sistema fosfórico es de alrededor de 14 segundos.

• El tiempo fisiológico donde se alcanza la máxima potencia metabólica es hasta los 2 segundos.

Especificidad interdependencia intensidad volumen

• La especificidad del sistema está dada por esfuerzos de altísima intensidad y corta duración, por debajo de los 14 segundos.

• Ejemplos incluyen sprints, saltos, lanzamientos y acciones en deportes como voleibol y squash.

Sistema glucolítico

Resumen de la sección: En esta sección, el orador habla sobre el almacenamiento muscular de glucosa bajo la forma de glucógeno y cómo este proceso contribuye al metabolismo energético.

Almacenamiento muscular de glucosa

• El sistema muscular almacena glucosa bajo la forma de glucógeno.

• El glucógeno muscular es una fuente de energía para el ejercicio, mientras que el glucógeno hepático tiene como función primordial el mantenimiento de la glucemia.

Reacciones metabólicas

• Las reacciones metabólicas que involucran a la glucosa pueden identificarse en dos reacciones catabólicas: la glicólisis y el ciclo del ácido cítrico.

• La glicólisis es una reacción anaeróbica que ocurre en el citoplasma celular y produce ATP.

Sistema aeróbico

Resumen de la sección: En esta sección, el orador habla sobre el sistema aeróbico y cómo utiliza oxígeno para producir energía.

Sistema aeróbico

• El sistema aeróbico utiliza oxígeno para producir energía.

• La producción de ATP a través del sistema aeróbico es más lenta pero más eficiente que los sistemas anteriores.

Ciclo del ácido cítrico

• El ciclo del ácido cítrico es una serie de reacciones químicas que ocurren en las mitocondrias celulares y producen ATP.

• Este proceso requiere oxígeno y produce dióxido de carbono como subproducto.

Cadena respiratoria

• La cadena respiratoria es un proceso complejo que ocurre en las mitocondrias celulares y produce ATP a partir del oxígeno.

• Este proceso también produce agua como subproducto.

La Glucólisis y la Glucogenólisis

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor explica la diferencia entre la glucólisis y la glucogenólisis. También define la glucólisis como el proceso mediante el cual se degrada la molécula de glucosa en 11 pasos metabólicos para sintetizar ATP y formar lactato.

Definición de Glucólisis

• La glucólisis es el catabolismo o degradación de la molécula de glucosa que ocurre a través de 11 pasos metabólicos.

• La reacción ocurre en el citoplasma celular y produce ATP y lactato.

• Una molécula de glucosa produce dos moléculas de lactato después del proceso.

Enzima Fosfofructoquinasa (PFK)

• La fosfofructoquinasa es una enzima clave en la regulación del proceso metabólico.

• Se activa cuando hay AMP, ADP y fosfato inorgánico predominante en el citoplasma.

• Las concentraciones altas de ATP inhiben su actividad mientras que las concentraciones altas de citrato también lo hacen.

Diferencia entre Glucólisis y Glucogenólisis

• La diferencia radica en si estamos hablando sobre la degeneración del almacenamiento muscular libre o del almacenamiento muscular como depósito.

Metabolismo de la glucosa

Resumen de la sección: En esta sección, se explica cómo el cuerpo metaboliza la glucosa y el glucógeno para producir energía. Se detalla cómo la célula capta la glucosa del torrente sanguíneo y cómo se produce ATP durante el proceso de glucólisis.

Producción de ATP a partir de la glucólisis

• Cuando el músculo no tiene suficiente glucógeno o cuando se ingieren carbohidratos, la célula capta directamente la glucosa del torrente sanguíneo.

• Durante el proceso de glucólisis, se pierden dos moléculas de ATP pero se ganan cuatro moléculas. La producción neta es de dos moléculas por cada molécula de glucosa que se metaboliza.

• Si en lugar de utilizar glucosa exógena, utilizamos el glucógeno muscular, hay un ahorro neto de una molécula de ATP. La producción neta es entonces tres moléculas por cada molécula de glucógeno que se metaboliza.

Pasos importantes en la vía metabólica

Partición y reducción del aldehído 3-fosfato

• En el paso 5, una molécula originalmente con seis carbonos se divide en dos moléculas con tres carbonos cada una.

• En el paso 6, ocurre una oxidación-reducción sin implicar oxígeno. Es necesaria una reducción del aldehído 3-fosfato para continuar la reacción.

Oxidación de piruvato

• En el paso 11, el piruvato puede oxidarse en el metabolismo oxidativo dentro de la mitocondria. El piruvato se reduce a lactato y se oxida el NADH a NAD+.

Conclusiones

La glucólisis es una vía metabólica importante para producir energía a partir de la glucosa y el glucógeno. La producción neta de ATP depende del sustrato utilizado. Además, hay varios pasos importantes en la vía metabólica que requieren reducciones y oxidaciones específicas para continuar la reacción.

Producción de acidez metabólica

Resumen de la sección: En esta sección, el orador explica que la producción de acidez metabólica no es causada por la acidosis láctica, sino por el colapso del doble potencial redox en el paso 6 de la glucólisis. La intensidad y duración del ejercicio alteran este estado redox y cambian las concentraciones de nada oxidado y reducido en el numerador y denominador. El colapso del potencial redox es responsable de la acidez metabólica.

Regulación de la glucólisis

• La glucólisis es regulada por el doble potencial redox en el paso 6.

• El estado redox se altera con la intensidad y duración del ejercicio.

• El colapso del doble potencial redox es responsable de la acidez metabólica.

Glucólisis lenta vs rápida

• Brooks propuso dos procesos implicando a la glucólisis: glucólisis lenta (panel superior) y glucólisis rápida (panel inferior).

• En reposo, las concentraciones de lactato son 10 veces mayores que las concentraciones de piruvato debido a que estamos metabolizando predominantemente carbohidratos.

• Durante un ejercicio cardiovascular al 65% del consumo máximo oxígeno, se produce lactato debido a que el nada se reduce en el paso 6 igual que en la reacción anterior.

Consideraciones claras respecto a la Cato

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre los pasos más destacados de la glucólisis y cómo se forma el lactato. También menciona que la enzima que produce la formación de lactato se llama lactato deshidrogenasa.

Pasos destacados de la glucólisis

• La glucólisis consta de 11 pasos.

• El lactato es producido por el metabolismo glück holístico.

• La enzima que produce la formación de lactato es llamada lactato deshidrogenasa.

Aplicaciones prácticas de los 11 pasos de la glucólisis

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre las aplicaciones prácticas de los 11 pasos de la glucólisis y cómo estos pueden ser imaginados en un esfuerzo. También menciona que en esfuerzos cíclicos, como los deportes, el sistema energético utilizado depende del tiempo y duración del esfuerzo.

Potencia máxima y capacidad del sistema glück holístico

• La potencia máxima del sistema glück holístico se obtiene a los 30 segundos.

• La capacidad promedia del sistema glück holístico a los 50 segundos.

• Este sistema tiene una alta especificidad para esfuerzos de alta intensidad y duración media.

Ejemplos deportivos donde este sistema energético está presente

• Corredores récord mundial en los 400 metros utilizan este sistema energético.

• Nadadores también utilizan este sistema energético para distancias menores a 50 segundos.

• El patinaje de carrera y el ciclismo contra el kilómetro contrarreloj son ejemplos de deportes donde este sistema energético es prevalente.

Uso del sistema glück holístico en deportes cíclicos

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre cómo los deportes cíclicos no tienen una prevalencia significativa del sistema glück holístico. Sin embargo, puede haber excepciones si hay un error en la densidad del trabajo durante el entrenamiento.

Prevalencia del sistema glück holístico en deportes cíclicos

• Los deportes cíclicos no tienen una prevalencia significativa del sistema glück holístico.

• Puede haber excepciones si hay un error en la densidad del trabajo durante el entrenamiento.

Manifestación del potencial redox después de los 30 segundos

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre cómo después de los 30 segundos, la manifestación del potencial redox empieza a tener cada vez más numerador como lactato que piruvato. Esto produce la disociación de los iones de hidrógeno y aumenta la acidez metabólica.

Manifestación del potencial redox después de los 30 segundos

• Después de los 30 segundos, la manifestación del potencial redox empieza a tener cada vez más numerador como lactato que piruvato.

• Esto produce la disociación de los iones de hidrógeno y aumenta la acidez metabólica.

Link entre metabolismo glück holístico y metabolismo oxidativo

Resumen de la sección: En esta sección, el profesor habla sobre el link entre el metabolismo glück holístico y el metabolismo oxidativo. El lactato es el punto de relación entre ambos.

Link entre metabolismo glück holístico y metabolismo oxidativo

• El lactato es el punto de relación entre el metabolismo glück holístico y el metabolismo oxidativo.

• La producción de lactato siempre se da mediante el metabolismo glück holístico.

• La dinámica del lactato será tratada en la próxima clase.

El camino inverso del lactato

Resumen de la sección: En esta sección, se discute el camino inverso del lactato, que es poco común y generalmente ocurre durante las pausas de ejercicio.

Lactato de una célula consumidora a una célula productora

• El lactato puede volver de una célula oxidativa consumidora a una célula productora.

• Este proceso es poco frecuente y generalmente ocurre durante las pausas de ejercicio.

Lactato de una célula consumidora a sangre

• Durante el ejercicio, el lactato producido por una célula consumidora puede ir a la sangre.

• Este proceso también es poco común y generalmente ocurre en fibras lentas.