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• Energía, es un estado

dinámico de cambio, la

energía emerge cuando un

cambio ocurre

• Primera ley de la

termodinámica, principio de

conservación de la energía

• 1 kcal = cantidad de energía

para elevar en 1ºC la

temperatura de 1 kg de H2O

de 14.5 a 15.5 ºC

• El Kj expresa la E

de los alimentos

1Kj = 4.18 Kcal

• Calor= transferencia de energía o intercambio de un

cuerpo o sistema a otro

• Temperatura= grado de calor

• Calorimetría directa mide la temperatura de la

combustión completa

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• Energía total = E cinética + E Potencial

• E Potencial (enlace) Sustancia B (mayor potencial de energía

(biosíntesis)

• Ep se degrada en E inusable o cinética o calor

• La energía química es energía potencial

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• Carbohidratos glucosa 3,74 kcal/gr, glicógeno 4,19 kcal/gr (promedio 4,2)

50-100µmol glucosa. Gr-1

• Lípidos 9.50 kcal / gr (palmitico C16H32O2)

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• Proteínas, depende del contenido de N, 16% = 5,75 kcal/gr. (Promedio 5,65), como el N debe ser eliminado como urea (NH2CONH2), se pierde el H unido al N y esta energía no se puede usar (10% del contenido energético de la proteína, luego la energía utilizable es solo 4.16kCal/gr).

• Liberada en reacciones exergónicas

• Son cuesta abajo

• Energía útil para el trabajo biológico

(ΔGº)

• Es igual a la energía potencial en los

enlaces químicos (entalpía) – E no

utilizable (calor)

• Ep se degrada en Ec, quedando con

menor capacidad de trabajo (entropía)

Segunda ley de la termodinámica

• La intensidad de un ejercicio depende de la taza

en que las células extraen, conservan y

transfieren energía química de los nutrientes a

las proteínas contráctiles.

• Enzima, proteína que acelera las reacciones sin

ser consumidas en la reacción.

• Rompen la barrera energética (energía de

activación)

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• Oxidación = pérdida de electrón (H+)

• Reducción = Ganancia de electrón (H+)

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• Combustión directa, toda la energía es liberada como calor

• En la dinámica energética humana, la liberación de energía en pequeñas

cantidades en cada reacción conservando la energía en otras moléculas

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• Reacción clave en el metabolismo energético

• Entrega la energía desde donde se produce a donde se consume

• Se almacena haciendo que haya una disponibilidad inmediata y rápida de ATP

• Permite mantener las concentraciones de ATP constantes

• Mientras que la energía se genera, entrega la energía que se necesita

• Permite que grandes cantidades de energía se entreguen en poco tiempo ya que se produce a mucha menor velocidad de la que se gasta

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10

2 4 6

15

10

5

Tiempo (seg)

Con

cen

tració

n m

eta

bo

lito

CK

PCr

ATP=100

2 4 6 Tiempo (seg)

Con

cen

tració

n m

eta

bo

lito

SIN CK

PCr

ADP=100

15

10

5

2 4 6 8 10 12

100

80

60

40

20

Tiempo (seg)

% F

os

foc

rea

tin

a CK PCr

Contracción Recuperación

MgATP + Cr Pcr + MgADP + H+

Compartimiento

Citoplásmico

2 ATP

Compartimiento

Citoplásmico

2 ATP

Compartimiento

Mitocondrial

36 ATP

Compartimiento

Mitocondrial

36 ATP

Creatina-P

Creatina-P

Piruvato Lactato + H+

CO2 + H2O

Contracción

Consumo ATP

Miosina

Contracción

Consumo ATP

Miosina

H+

O2

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• Todas las fuentes energéticas tienden

a mantener constante la

concentración de ATP

• Luego se busca mantener la taza de

consumo de ATP

• Según el tipo de fibra muscular

predomina el metabolismo

mitocondrial Vs citoplasmático

• Tener en cuenta la primera ley de la

termodinámica

• En condiciones normales no hay

déficit real de O2

• Una reacción de

oxidación implica que se

cede un electrón y por lo

tanto también un protón.

Los equivalentes

reductores NAD, los

recibe ambos y se

reducen. Luego los H+

son llevados a la

mitocondria.

• Los electrones se

quitan junto con los

protones

• Se forma agua

• Se resintetiza el

ATP

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• Potencial de

oxidorreducción

• Permite el flujo de

electrones

• Los protones se

bombean para generar el

gradiente que permita la

refosforilación

• Los electrones fluyen y

son adicionados al agua

• Citoplasmático

– Combustión parcial de CHO

• C6H12O6 → 2Lactato + 2H+ + 2ATP

– Produce H+ acidosis

– Agota rápido las reservas energéticas

• Mitocondrial

– Combustión Completa

• C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 + 6H2O + 38ATP

– Puede usar alternativamente grasas

– Consume O2

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• Relación capilar fibra

• Número y tamaño de las mitocondrias

• Distancia a las mitocondrias

• Relación proteína motora/mitocondrias

• Tipo de miosina ATPasa

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

CK

2 Lactato + H+

Acetil-CoA

PDH

4CO2

e- e-

6O2

6H2O

ADP + Pi

38 ATP

Ac. grasos

TG lipasa

O2 FiO2

HbO2 CO2 H-CO3

H-CO3

FeCO2

Glucógeno

Mb – O2

H2O +

2 Lactato + H+

2 Lactato + H+

E. Desrramificante

ATP Cr

Cr-P ADP

ATP

ADP

+

Ca++

+

+

vasodilatación

2CO2

Calor

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15

Pyr

2CO2

Acetil-CoA

CoA

CK

4CO2 ADP

ATP

NADH+H

FADH

6O2

H+

e-

e-

H+

e-

H+

O2

6H2O

H+ H+ H+

H+ ADP ATP

F1F0 ATP Sintetasa

1- Depende del tipo de fibra (Isoformas de SERCA

sarcoplasmic-endoplasmic reticulum calcium ATPase 30%, y la

Miosina ATPasa 70%)

2- Fuerza y naturaleza de la contracción.

El reclutamiento de las fibras SO mas económicas

2.4 Vs 8 µmol. gr.seg (menos en humanos)

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Tres estados para

el uso de

macronutrientes

en el

metabolismo

energético

• Fuentes de

macronutrientes que

regeneran el ATP

• La mayoría 90-95 de

toda la energía se

genera en la

mitocondria

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• Metabolismo citoplásmico

• 10 reacciones con

producción total de 4 y neta

de 2 ATP

• Son reacciones rápidas

• FFK es irreversible, libera

calor y regula la vía

metabólica

(alostéricamente)

• Las enzimas mitocondriales son mas lentas, de modo que el metabolismo citoplásmico es mas rápido y se acumula piruvato, se acaba el NAD y por lo tanto se acaba el potencial de oxidorreducción

• Por lo tanto el piruvato es reducido a lactato, esto elimina el piruvato y se produce acido láctico

• Este acido fuerte se disocia rápidamente en lactato y H

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• En la recuperación el lactato

puede ser llevado al hígado para

se oxidado o reconvertido a

glicógeno. (cori)

• Lo mas fácil es utilizar el lactato

por las mismas fibras

• Esto hace que se aumente el pH

y que la energía del lactato se

reutilice

• Según el tipo de fibras, es que se

hace uno u otro metabolismo.

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• Si entra a la mitocondria, es descarboxilado por la PDH, se elimina 1 CO2 y se produce Acetil-CoA.

• Esta enzima es muy lenta.

• Los NAHH producidos en el citoplasma entran a la mitocondria para ser usados en la cadena respiratoria

• Este NADH entra indirectamente a la mitocondria, lo que produce es FADH2 dentro de la mitocondria (shutle de glicerolfosfato)

• Metabolismo

mitocondrial

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• Ocurre en 2 fases:

1- el ciclo del acido cítrico

genera H al romper el acetyl-

CoA.

2- Cantidades significativas de

ATP se regeneran cuando

estos H pasan por la cadena

respiratoria

• En el ciclo se rompe el Acetyl-

CoA en 2 CO2

• Se produce un ATP directamente

de substrato y 3 NADH y 1 FAD

• Esto se multiplica x 2 ya que por

cada glucosa se producen 2

piruvatos

• Otro NADH se había generado en

la descarboxilaciòn del piruvato

• Cada NADH produce 3 APT en la

cadena respiratoria

• Cada FAD produce 2 ATP en la

misma

• Sumatoria total de la energía

producida en la glucolisis

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• Movilización desde el tejido graso

• Viajan libres pero mas unidos a

albúmina

• Se acumulan como triglicéridos

intramusculares o son oxidados

• El glicerol finalmente produce glucosa

que también se oxida

• 60 a 100 mil Kcal se almacenan en

los trigliceridos del tejido adiposo y

3000 Kcal en el musculo (CHO <

2000)

• La hormona lipasa

hormono – sensible rompe

los triglicéridos en glicero l

y ácidos grasos.

• Esta hormona se activa por

las catecolaminas.

• Se oxidan las grasas en el

carbono β.

• Una moleucla de 18

carbonos produce 460 ATP

• La velocidad de la β

oxidación es lenta

• Interconversiones

en el metabolismo

• Entre CHO,

Proteínas y AG

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• No

• El Acetil-CoA de las grasas

no puede salir de la

mitocondria

• Si se puede desde el

glicerol

• Permite que se realice el

metabolismo

citoplasmático rápido

• Mientras esta en

equilibrio refleja el

estado estable =

resistencia

• Cuando se acumula hay

acidosis, depleción de

glicógeno = fatiga

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Permite determinar:

1. Capacidad aeróbica (máximo estado estable)

2. Permite determinar la intensidad del esfuerzo

metabólico y conocer la carga interna

3. Se puede prescribir la intensidad de entrenamiento

4. Mide la intensidad de la glucólisis citoplasmática

5. Cuantifica las adaptaciones positivas o negativas con

el entrenamiento de resistencia

6O2

6CO2

Mb–O2

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

CK

Acetil-CoA

PDH

6CO2

e- e-

6O2

6H2O

ADP + Pi

38 ATP

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

L- + H+

6O2

LDH5

L- + H+

L- + H+

6CO2

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

CK

Acetil-CoA

PDH

6CO2

e- e-

6O2

6H2O

ADP + Pi

38 ATP

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

L- + H+

LDH5

L- + H+

L- + H+

MCT4

MCT2

L- + H+

L- + H+

L- + H+

L- + H+

L- + H+

H- CO3

>CO2

LDH2

SO FG

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6CO2

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

CK

Acetil-CoA

PDH

6CO2

e- e-

6O2

6H2O

ADP + Pi

38 ATP

Glucosa -6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1-6 bi-P

FFK

2 Piruvato (Pyr)

ADP + Pi

2 ATP

NAD

NADH+H

L- + H+

LDH5

L- + H+

L- + H+

MCT4

MCT2

L- + H+

L- + H+

L- + H+

L- + H+

L- + H+

H- CO3

>CO2

CK

Acetil-CoA e- e-

6O2

6H2O

38 ATP

6CO2

H- CO3

>CO2

SNC

↑VE

↑ ↑ ↑ VE

(Brooks, Lactato doesn´t necessarilly cause

fatigue: why are we surprised?. J Physiol (lond)

2001: 536:1)

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