Bioenergética - EDFI4177 2021S2 PDF

BIOENERGÉTICA Prof. Carlos X. Torres, PhD, CSCS, FMS-1 Terminología Bionenergía – se refiere al flujo de energía en cualquier sistema biológico. – Es el rompimiento de los eslabones químicos que proveen la energía necesaria. – Macronutrientes ➝ energía Síntesis – creación Lisis –...

BIOENERGÉTICA Prof. Carlos X. Torres, PhD, CSCS, FMS-1 Terminología Bionenergía – se refiere al flujo de energía en cualquier sistema biológico. – Es el rompimiento de los eslabones químicos que proveen la energía necesaria. – Macronutrientes ➝ energía Síntesis – creación Lisis – rompimiento o deteriroro Catalizar – causar o provocar una reacción Terminología cont. Catabolismo - es el rompimiento de moléculas grandes a moléculas pequeñas (Ej. proteina → aminoácidos). Anabolismo - La síntesis de moléculas grandes a partir de moleculas pequeñas. (Ej. aminoácidos → proteinas contráctiles) Reacciones exergónicas – es cuando la reacción química libera energía. Reacciones endergónicas – es cuando se necesita energía para que ocurra. Metabolismo – es el total de todas las reacciones. Terminología cont. ATP – Adenosina tri-fosfato ¿de qué se compone? Para romper una molécula de ATP se necesita H2O y ese proceso se llama hidrólisis El catalizador de ese rompimiento de moléculas se llama miosina ATPasa. ATPasa ⇩ ATP + H2O ⟷ ADP + Pi + H+ + Energía Bioenergética cont. Bioenergética cont. Bioenergética cont. Bioenergética cont. Sistemas de Energía Datos importantes: Anaeróbico – proceso que no necesita oxígeno (O2) Aeróbico – proceso que necesita O2 o presencia de O2. CHO es el único que NO necesita O2 para ser usado como energía (E) FAT y PRO necesitan O2 para ser utilizados. Sistemas de Energía cont. (Macronutrientes y como son utilizados) CHO FAT PRO Glucosa Triglicéridos Aminoácidos Ácidos Glucógeno Grasos Libres Sistemas de Energía ATP y Fosfato de Creatina (ATP-PC) – Fosfato de creatina (PC) o fosfocreatina (PCr) Sistema Glucolítico (Glucólisis) – CHO Glucosa (sangre) o glucógeno (músculo) – Glucólisis anaeróbica (rápida) Oxidativo – Glucólisis aeróbica (lenta) – FAT y PRO Sistemas de Energía Aeróbico Anaeróbico (Oxidativo) glucólisis glucólisis Beta- ATP-PC rápida lenta oxidación Ácidos grasos fosfocreatina glucosa o glucosa o libres (PC) glucógeno glucógeno (triglicéridos)  Sistema ATP-PC ¿Cómo ocurre el proceso de formación de ADP a ATP (o de AMP a ADP)? Con el rompimiento de Fosfocreatina (PC o PCr) – Creatina fosfoquinasa (CPK) CPK ⇩ ADP + CP → ATP + Creatine La combinación del almacenamiento de ATP y PCr en un músculo puede durar de 3 a 15 segundos en un sprint a toda velocidad. Sistema ATP-PC Limitaciones de este sistema: Reservas de PC Enzima CPK Contracción Muscular Sistemas de Energía ATP y Fosfato de Creatina (ATP-PC) – Fosfato de creatina (PC) o fosfocreatina (PCr) Sistema Glucolítico (Glucólisis) – CHO Glucosa (sangre) o glucógeno (musculo) – Glucólisis anaeróbica (rápida) Sistema Glucolítico (Glucólisis anaeróbica) Glucosa – C6 H12 O6 Todos los CHO, para ser metabolizados deben de ser degradados a glucosa. Cuando hay exceso de glucosa en las células, esta se puede almacenar como glucógeno (glucogénesis). El glucógeno se almacena en hígado y en músculos. Cuando el glucógeno se necesita, esteGlucólisis se puede convertir lenta (aeróbica) en glucosa (glucogenólisis). Gluconeogénesis – creación de glucosa Lactato proveniente Ciclo de Krebs en de grasas o proteínas. Mitocondria Sistema Glucolítico Sistema Glucolítico (Glucólisis (Glucólisis anaeróbica) anaeróbica) Glucosa Glucosa(sangre) (sangre) Glucosa-6-fosfato Glucosa-6-fosfato Glucógeno Glucógenomuscular muscular ATP ATP ADP ADP ATP ATP ADP ADP Fructosa Fructosa1,6-difosfato 1,6-difosfato ***Ocurre en el citoplasma 44ADP ADP Glucosa: Glucógeno: -1 44ATP ATP -1 -1 Piruvato Piruvato +4 +4 Glucólisislenta Glucólisis Glucólisisrápida Glucólisis rápida(anaeróbica) (anaeróbica) 2 lenta(aeróbica) (aeróbica)3 Lactato Lactato Ciclode Ciclo deKrebs Krebsen en Mitocondria Mitocondria  Sistema Glucolítico (Glucólisis anaeróbica) Glucosa (sangre) Glucosa-6-fosfato Glucógeno muscular ATP ADP ATP ADP Fructosa 1,6-difosfato 4 ADP 4 ATP Piruvato Glucólisis rápida (anaeróbica) Lactato  Sistema Glucolítico (Glucólisis anaeróbica) Glucosa (sangre) Glucosa-6-fosfato Glucógeno muscular ATP ADP ATP ADP Fructosa 1,6-difosfato 4 ADP 4 ATP Piruvato Glucólisis rápida (anaeróbica) Lactato AcetylCoa Glucólisis lenta (aeróbica) Ciclo de Krebs en Mitocondria Limitaciones al Sistema de Glucólisis Reservas de Glucógeno Muscular Enzimas de la Glucólisis Tolerancia y Eliminación de Ácido Láctico Ciclo de Krebs También se le conoce como el ciclo del acido cítrico. NO utiliza O2 pero para que ocurra tiene que haber su presencia. Comienza y termina con la misma sustancia EL ciclo de Krebs no utiliza ATP y produce 2 ATP El propósito principal del ciclo de Krebs es el rompimiento de acetyl Coa. Esto produce 4 CO2 e hidrógenos ( H+ ) Los H+ son transportados por NAD+ y FAD. Esta unión produce 6 NADH + H+ y 2 FADH. Cadena de Transporte de Electrones (CTE) Se utiliza O2 para producir ATP. Una serie de reacciones eléctricas ocurren las cuales crean ATP del ADP y Pi presentes Además de ATP, la CTE produce H2O. Fosfoliración oxidativa– el proceso en el cual NADH + H+ y FADH son oxidados y la energía liberada produce ATP. – 1 NADH+H = 3 ATP – 1 FADH = 2 ATP La CTE produce 22 ATP en total. This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-NC- ND This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-SA Cadena de Transporte de Electrones cont.  Conteo de Producción de ATPs ATPs Producidos NADH + H & FADH Sistema (directamente) Producidos por cada sistema Glucólisis: Con glucosa * 4 – 2 = (2) ATP 2 NADH + H Con glucógeno * 4 – 1 = (3) ATP Piruvato-Acetyl Coa - 2 NADH + H Ciclo de Krebs 2 ATP 6 NADH + H & 2 FADH This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-NC-ND This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-SA  ATPs Producidos NADH + H & FADH Sistema (directamente) Producidos por cada sistema Conteo de Producción de ATPs Glucólisis: Con glucosa * 4 – 2 = (2) ATP 2 NADH + H Con glucógeno * 4 – 1 = (3) ATP Piruvato-Acetyl Coa - 2 NADH + H Ciclo de Krebs 2 ATP 6 NADH + H & 2 FADH 2 NADH + H 6 ATP 2 NADH + H Cadena de Transporte de 6 ATP Electrones (CTE) 6 NADH + H 2 FADH 22 ATP Total ATPs producidos por 2 + 2 + 6 + 6 + 22 = 38 o 39 ATPs (* 36 ATPs) cada molécula de glucosa Datos importantes sobre el uso de grasa como energía El cuerpo prefiere CHO por encima de las FAT. FAT es de lo más almacenado que tenemos. Se depositan en los músculos pero la gran mayoría en las células adiposas. Tiene una gran densidad de energía. Comparado con la energía que ceden PRO y CHO ( 4 kcal x g ambos), las FAT ceden 9 kcal x g.  Datos importantes sobre el uso de grasa como energía cont. FAT triglicéridos ácidos grasos libres (FFA) Este proceso se le llama lipólisis FAT contiene más carbonos e hidrógenos que los CHO (Ej. Acido palmítico es C16 H32 O2) Los almacenamientos de glucógeno se pueden vaciar en 2 hrs. con ejercicio intenso.  Beta-oxidación Se refiere al rompimiento de pares de carbonos de los ácidos grasos libres (FFA). No utiliza O2 pero el proceso tiene que ser en presencia de O2. No se producen ATP directamente. En el primer paso se utiliza ATP. Estos pares de carbono se utilizan para crear Acetyl CoA. Con la producción de todos los Acetyl CoA se produce un total de 80 ATP. Un FFA pasa por el ciclo de Beta-oxidación 7 veces generando 4 ATP cada vez = 28 ATP. Del rompimiento de pares de C se producen FADH y NADH + H (para la CTE). Produce 108 ATP – 2 = 106 ATP netos  ATPs Producidos Proceso NADH + H y FADH transportados (directamente) Beta-oxidación 1 NADH + H+ + 1 FADH No produce pero usa 2 ATP, Acido palmítico (por cada pareja de carbonos separados) O sea (-2 ATP) (C16 H32 O2) *Con este FFA esto ocurre 7 veces Acetyl Coa 1 ATP 3 NADH + H+ + 1 FADH (8 ciclos) (en el ciclo de Krebs) Total ATPs producidos por cada molécula de _ ???? ácido palmítico Ketosis El hígado, a falta de CHO para se utilizados como energía, crea ketones. Esos ketones, si no se utilizan como combustible, se acumulan y el cuerpo entra en un estado acídico llamado ketósis. Esta condición, de no ser evaluada médicamente, puede causar un desorden en las funciones fisiológicas del cuerpo por su alto estado acídico. Bompa, T., Bizzichelli C. (2015). Periodization Training for Sports. 3rd Ed. Champaign, IL. Human Kinetics Bompa, T., Bizzichelli C. (2015). Periodization Training for Sports. 3rd Ed. Champaign, IL. Human Kinetics