FOLLETO DE BIOQUIMICA

CONSIDRERACIONES GENERALES SOBRE LAS TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS EN EL ORGANISMO. ¿Cómo es posible que los organismos vivos pueden crear y mantener su complicada ordenación en su entorno que está relativamente desordenado? Los organismos vivos se rigen en su funcionamiento por las Leyes de la Termodinámica. La primera Ley de la Termodinámica plantea que la energía no puede crearse ni destruirse. Por tanto los organismos vivos no pueden consumir o crear energía, solamente transformar una forma de energía en otra. De su entorno absorben una forma de energía que le es útil en las condiciones de temperatura y presión en que viven, y devuelven al ambiente una cantidad equivalente de energía, en alguna otra forma menos utilizable. La forma útil de energía que las células toman se denomina ENERGÍA LIBRE y puede definirse simplemente como el tipo de energía capaz de realizar trabajo a temperatura y presión constantes. El tipo de energía menos útil que las células devuelven a su entorno consisten en calor y otras formas que rápidamente se distribuyen al azar en el medio exterior. E =E(w ÚTIL)+E(almacenada)+E(calor) El entorno de los organismos vivos resulta para ellos absolutamente esencial, no solo como fuente de energía libre sino también de materias primas y la consiguiente realización de intercambio con el mismo. Las células vivas son muy eficaces en la manipulación más económica posible de la energía y la materia. La célula es esencialmente isotérmica: en un instante determinado todas sus partes tienen la misma temperatura. Los organismos fotosintéticos utilizan la energía radiante de la luz solar, mientras que los organismos heterótrofos utilizan la energía inherente a la estructura de las moléculas orgánicas nutrientes obtenidas del entorno. Este proceso se denomina FLUJO DE ENERGÍA EN LA NATURALEZA SOL CO2 + H2O

Células Heterótrofas Células Fotosintéticas C6H12O6 Los organismos fotosintéticos utilizan la energía radiante de la luz solar, mientras que los organismos heterótrofos utilizan la energía inherente a la estructura de las moléculas orgánicas nutrientes obtenidas del entorno. Estas formas de energía son transformadas por las células en la energía química del nucleótido energético Adenosintrifosfato(ATP). El ATP es un transportador energético en aquellos procesos celulares donde se consuma o se libere energía, o sea, en los procesos catabólicos y anabólicos. PARTICULARIDADES IMPORTANTES DEL ATP. ESENCIA DE LOS PROCESOS REDOX. Estructura del ATP El ATP es una sustancia energética, capaz de almacenar energía químicamente utilizable. Está constituido por tres componentes: -Adenina, que se une a la ribosa y esta a su vez se une a tres residuos de ácido fosfórico. - Presenta dos enlaces pirofosfórico, donde se almacena la energía. El ATP forma un sistema en equilibrio con dos especies moleculares más, estas especies son: AMP, ADP y al propio ATP. Estas especies químicas se hidrolizan frente al agua para así dar el aporte energético que almacenan en sus enlaces pirofosfóricos, las reacciones químicas de hidrólisis pueden mostrarse de la siguiente forma: H2O H2O ATP + H2O ADP + Pi AMP + Pi Adenosina + Pi

PROPIEDADES DEL ATP. Su formación ocurre en las mitocondrias, donde se verifica el proceso de fosforilación oxidativa a nivel de cadena respiratoria que es donde se obtiene el mayor % de ATP en la célula. Se encuentra en cantidades relativamente más altas, mientras mayor sea la actividad del tejido que se trate, pudiendo oscilar su concentración entre 10 a 2 mmol/l. Se encuentra presente en todas las formas de vida y en la naturaleza. La concentración en los diferentes compartimentos celulares se relaciona directamente con los procesos de regulación del metabolismo. Su potencial energético radica en los enlaces Pirofosfato que al romperse liberan energía. Esta especie (el ATP) cumple con el principio de intermediario común, o sea, se utiliza como puente entre los compuestos químicos de alto contenido energético y los compuestos químicos de bajo contenido energético

de hidrólisis. Existen dos tipos de reacciones que aseguran energéticamente los procesos del metabolismo: 1.Transferencia de los grupos fosfatos de alta energía de un donante al ATP. 2. Transferencia de los grupos fosfatos desde el ATP a un aceptor. Ejemplo 1: Cr-P + ADP Cr + ATP (Creatinfosfoquinasa.) Ejemplo 2: C6H12O6 + ATP Glucosa-6P + ADP Por cada mol de ATP hidrolizado se desprende 7,6 Kcal. FUNCIONES DEL ATP. Este nucleótido se utiliza en variadas funciones del organismo, por ejemplo para realizar trabajo químico durante la biosíntesis de compuestos, también para la realización de trabajo osmótico o transporte activo de las sustancias y durante los trabajos mecánicos en los que podemos mencionar las contracciones musculares. Existen varias vías para la obtención de ATP en el organismo a partir de los sustratos energéticos o nutrientes que se incorporan al organismo. Es preciso señalar que la cantidad de ATP almacenada en el músculo sólo posibilita actividad durante fracciones de segundo (la relación de ATP es de 5 micromoles por gramo de músculo) por tanto su resíntesis, constituye la piedra angular de la energética, para ello existen varias vías con distintas características que dependen del esfuerzo realizado, su intensidad y tiempo de duración. EL ATP participa en una serie de reacciones químicas en el organismo, las cuales ocurren a través de mecanismos productores o consumidores de energía, en las que se verifica un intercambio de electrones y otros iones, con características determinadas, estas reacciones químicas se denominan Reacciones de Oxidación-Reducción o simplemente Redox. Veamos en que consisten estas reacciones químicas.

Reacciones REDOX (oxidación-reducción)

• Son reacciones químicas en las cuales se transfieren electrones (ç) desde un compuesto químico a otro.

• Los procesos de oxidación-reducción pueden acompañarse de otros cambios químicos como pueden ser el intercambio de hidrógeno y

oxígeno entre los elementos reaccionantes. • El compuesto químico que cede sus electrones, o sea, los pierde,

aumenta su número de oxidación, (su carga) este se oxida y hace que el otro compuesto que reacciona con él se reduzca, por tanto actúa como agente reductor.

• El compuesto químico que gana los electrones, disminuye su número de oxidación,(su carga), o sea, se reduce y hace que el compuesto anterior se oxide por lo que actúa como agente oxidante.

• En los procesos biológicos se manifiestan dos tipos de reacciones Redox:

1. La transferencia del hidrógeno y electrones. 2. La transferencia de electrones.

Ejemplo de reacción de oxidación-reducción biológica. Malato deshidrogenasa

1. Malato + NAD+ Oxalacetato + NADH+H+ Intermediario Coenzima Intermediario Coenzima del ciclo de Krebs oxidada del ciclo de Krebs reducida Siempre que se verifica una reacción Redox, ocurre la liberación de energía, la cual es almacenada en los enlaces pirofosfóricos del ATP. AQUÍ VA VIAS DE UTILIZACIÓN DE GLÚCIDOS. PROCESOS OXIDATIVOS, CICLO DE KREBS. CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA. En el año 1931 H.A.Krebs descubre mediante experimentos bioquímicos un proceso metabólico importantísimo para la obtención de energía a nivel celular

mediante experimentos bioquímicos un proceso metabólico importantísimo para la obtención de energía a nivel celular. Le llamó Ciclo del ácido cítrico , pues este compuesto se encontraba presente en estos experimentos. Más tarde sen le llamó Ciclo de los ácidos tricarboxílicos precisamente tomando como referencia al ácido cítrico, por presentar en su estructura química tres grupos carboxílicos (COOH). Gracias a la connotación y al aporte en el campo del metabolismo de los organismos aerobios de dicha investigación, a este ciclo se le concede el nombre de su descubridor Krebs. ¿ Dónde ocurre este proceso vital?. En la mayoría de las células de nuestro cuerpo se encuentra un orgánulos citoplasmático cuya función principal es garantizar lasa condiciones óptimas para llevar a cabo los procesos oxidativos de obtención de energía, nos referimos a las mitocondrias. Las mitocondrias poseen doble compartimentación membranosa, es decir, presentan dos membranas una externa que delimita al orgánulo del resto del citoplasma (MME) y una interna que garantiza una mayor selectividad de los compuestos que se transportan a través de ella delimitando el medio acuoso del interior mitocondrial (Matriz mitocondrial). Es precisamente en este medio donde ocurre el ciclo de Krebs. Para analizar el proceso oxidativo en cuestión es necesario retomar la vía glucolítica que se desarrolla en el citoplasma celular. Las reacciones principales de la glucólisis son las mismas, pero al existir una oxigenación suficiente en el medio intracelular el ácido pirúvico que se obtiene como producto final de esta etapa, por la acción de una enzima específica, la piruvato deshidrogenasa se transforma en Acetil CoA a nivel de la matriz mitocondrial. Este compuesto obtenido ( Acetil CoA), constituye la materia prima fundamental que garantiza el funcionamiento insesante del ciclo de Krebs. A continuación se muestra el esquema de la oxidación completa de la glucosa en el ciclo de Krebs. (Fig 1) ¿Por qué el ciclo de Krebs es un proceso indispensable para la obtención de energía en la vía aeróbica? El hecho de que constituya un ciclo lo dispone el sentido de las reacciones acopladas que en se efectúan. Estas reacciones son catalizadas por enzimas específicas permitiendo que la energía liberada de las transformaciones que sufren sus metabolitos se conserve . ¿Cómo se conserva la energía ? La energía se conserva a través de las coenzimas reducidas NADH+H+, FADH2 y en el GTP los cuáles se obtienen por cada vuelta de dicho ciclo. Es decir parte de la energía que se libera en la transferencia de electrones y protones de hidrógeno de un compuesto que se oxida se almacena en el compuesto que acepta a dichos electrones y protones el cual se reduce.

Por cada vuelta del ciclo de Krebs, lo que es igual por cada acetil CoA que se incorpora al ciclo, se producen: 3 NADH+H+, 1 FADH2, 1 GTP, además se desprenden dos moléculas de CO2

Podemos concluir que en la matriz mitocondrial gracias a este proceso oxidativo cíclico se crean las condiciones energéticas favorables para sintetizar posteriormente a través de otro mecanismo muy bien acoplado el metabolito intermediario energético fundamental para realizar trabajo mecánico: el ATP.

Cadena de transporte electrónico (CTE) y fosforilación oxidativa(FO). Estos procesos oxidativos son los que culminan la vía de obtención de energía a nivel mitocondrial que comienza con el ciclo de Krebs. Se manifiestan gracias a la presencia de proteínas conjugadas que se encuentran ancladas a la membrana mitocondrial interna, capaces de captar los electrones provenientes de las Coenzimas reducidas formadas en Krebs y cederlos con la consecuente liberación de energía . Espacio del esquema. Como se puede apreciar en el esquema, cada vez que un par electrónico es transferido desde la coenzima reducida a los complejos respiratorios se libera energía además, el paso de los protones de hidrógeno H+ genera un gradiente favorable desde el punto de vista termodinámico. Dicho mecanismo se encuentra acoplado a las enzimas ATP sintetasas presentes en los complejos I,

III, y IV, las cuáles aprovechan esas ventajas energéticas para catalizar la síntesis, a partir de ADP y fosfato, de ATP (fosforilación oxidativa). Cabe señalar que los electrones se transfieren de un complejo respiratorio a otro debido a la gran atracción electroquímica que ejerce el oxígeno sobre ellos. El oxígeno que se encuentra situado al final de la cadena transportadora de electrones gana el par electrónico y un par de protones formándose así la molécula de agua correspondiente. Balance energético En el ciclo de Krebs se forman: 3 NADH+H+

1 FADH2

1GTP La molécula de GTP se interconvierte en ATP gracias a la catálisis enzimática de la Adenin nucleósido isomerasa Por cada NADH+H+ que cede el par electrónico a la CTE se obtienen 3 moles de ATP. Por cada FADH2 que cede sus electrones a la CTE se obtienen 2 moles de ATP. Entonces realicemos el siguiente análisis: 3 NADH+H+ X 3 ATP= 9 ATP. 1 FADH2 X 2 ATP= 2 ATP. 1 GTP = 1 ATP 12 ATP Doce moles de ATP se obtienen mediante el proceso acoplado que ocurre entre el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa pero, en la vía glucolítica por cada glucosa que se degrada se logran dos moles de ácido pirúvico. En condiciones de suficiencia de oxígeno sucede lo siguiente: 2 piruvato + 2 NAD+

2 acetilCoA + 2 NADH+H+ Entonces multipliquemos por 2 los ATP que se generan por cada acetil Coa que entra al ciclo de Krebs: 12 ATP X 2 = 24 ATP. Los dos NADH+H+ aportan 6 moléculas de ATP más que sumándolas al total equivale a 30 moles de ATP debemos añadir también los dos moles de ATP que se obtiene en la glucólisis por lo tanto el balance queda en 32 ATP. Cuando la presión parcial de O2 celular es suficiente las células tienen un mecanismo adaptativo mediante el cual, el poder reductor generado en el

citoplasma por medio de la glucólisis es transferido hacia las mitocondrias, formándose hasta 6 moles de ATP. Si la célula utiliza la glucosa almacenada en su interior, es decir acude a sus reservas de glucógeno, se produce un ATP más en el proceso de glucogenólisis. Por lo tanto, podemos concluir que a partir de una molécula de glucosa degradada completamente en presencia de suficiente O2 intracelular se generan hasta 39 moles de ATP. Si pensamos en la cantidad de glucógeno intramuscular y hepático que somos capaces de almacenar podremos comprender la importancia de estos procesos oxidativos para las personas que realizan actividad física sistemática. Realmente el aporte energético para la contracción muscular es significativo cuando la glucosa se degrada por la vía aeróbica garantizando una mayor efectividad en los deportes de larga duración. Vías de utilización de lípidos y proteínas. Los ácidos grasos desempeñan un papel sumamente importante en los animales superiores como combustibles ricos en energías ya que pueden almacenarse en grandes cantidades en la célula en forma de triglicéridos. Estos están adaptados muy bien debido a que poseen un elevado contenido energético, y a que pueden acumularse en forma anhidra, como goticas de grasa. Los tejidos que más triglicéridos almacenan son el tejido adiposo, el hepático y el muscular estriado esquelético. Para utilizar a los ácidos grasos como fuente energética debe ocurrir el proceso de lipólisis el cual es estimulado por algunas hormonas. Este proceso metabólico significa la ruptura de los triglicéridos en sus correspondientes ácidos grasos y glicerol por medio enzimas intracelulares llamadas lipasas. Los ácidos grasos liberados del tejido adiposo o el hepático se transportan por la sangre mediante la seroalbúmina, una lipoproteína globular que los lleva hacia los tejidos que los utilizan como fuente energética, principalmente el muscular estriado esquelético. Una vez que el ácido graso entra en la célula, debe activarse en el citoplasma. ¿Cómo ocurre esta activación? La siguiente reacción lo explica: Ac graso + ATP + CoA ⇔⇔ Acil CoA + AMP + PPi ↓↓ Ac graso activado ¿Para que se activa?

enzima

Precisamente el proceso de oxidación de los ácidos grasos ocurre a expensas del oxígeno, por lo tanto es un proceso aeróbico que debe realizarse en el interior de las mitocondrias. De esta manera el Acil CoA puede ser transferido a su transportador situado en la MMI llamado Carnitina, se libera el CoA hacia el citoplasma y se forma el complejo Acil Carnitina que atraviesa la MMI y libera el ácido graso en la matriz mitocondrial. Una vez en este medio el ácido graso para ser oxidado debe reactivarse según la reacción:

Acido graso + GTP + CoA ⇔⇔ Acil CoA + GDP + P i.

β - oxidación El Acil CoA es sometido a un proceso metabólico acoplado, catalizado por enzimas con el objetivo de oxidarlo y obtener a partir de él las correspondientes moléculas de Acetil CoA. En dicho proceso la energía se conserva en la reducción de las coenzimas ya conocidas: NADH+H+ y FADH2 . Hay que destacar que este proceso constituye un ciclo en el cual, de acuerdo al número de átomo de carbono del ácido graso retirado, se obtendrán las correspondientes moléculas de Acetil CoA, NADH+H+ y FADH2

Balance energético Para ello tomamos como ejemplo la β-oxidación del Acido palmítico (16 átomos de carbono). Cada molécula de Acetil CoA producida contiene 2 átomos de carbono, por lo tanto por cada Acido palmítico que se oxida completamente se obtienen 8 moléculas de Acetil CoA, además se generan 7 moles de NADH+H+ y 7 moles de FADH2 Retomando el Ciclo de Krebs, sabemos que cuando una molécula de Acetil CoA llega a este proceso se obtienen 12 ATP, por lo tanto 8x12 = 96 ATP Las coenzimas reducidas pasan directamente a la CTE acopladas a la PO, por esta razón se generan un total de 35 ATP. Lo que suma 131 ATP. Debemos restarles los 2 moles de ATP invertidos en la activación del ácido graso, el balance energético equivale a 129 ATP por la oxidación completa del Acido palmítico. Como conclusión podemos decir que la utilización de los ácidos grasos para obtener energía metabólicamente utilizable es muy eficiente, debido a la cantidad de energía que se deriva de ellos.

enzima

Para los atletas que requieren de un aporte energético elevado en sus deportes: Ejemplo: Maratón, Ciclismo de ruta, Triatlón, es muy importante perfeccionar esta vía. Con el entrenamiento riguroso todo estos mecanismos se perfeccionan, es decir, aumentan las cantidades de seroalbúmina, se perfecciona el transporte de ácidos grasos a través de la MMI debido a un aumento de Carnitina y aumentan las cantidades de enzimas de las β-Oxidación.

Proteínas Las proteínas son las biomacromoléculas más importantes desde el punto de vista funcional para los organismos. Contrastando con los glúcidos y lípidos, estas no se almacenan sino que siempre se encuentran desempeñando una función específica en el organismo. Dentro de las proteínas existen aminoácidos que se utilizan para obtener energía, el más estudiado y significativo es la alanina, pues por medio de una reacción enzimática simple puede convertirse en sustrato energético:

Alanina + α-cetoglutarato ⇔ Piruvato + Acido Glutámico. Enzima: Alanin transaminasa. En esta reacción el único cambio que sufre la alanina es la perdida de su grupo funcional amino (NH2). En músculo, cuando el requerimiento energético es elevado, ocurre la proteolisis intracelular. Por ejemplo: La alanina se convierte en piruvato y este pasa a la mitocondria donde se oxida hasta Acetil CoA y como sabemos este a su vez se incorpora al Ciclo del Krebs con la consecuente producción de ATP. En el hígado a partir de la alanina se obtiene glucosa, a través del proceso de gluconeogénesis, la glucosa formada pasa a la sangre y llega al tejido muscular para ser utilizado por las vías estudiadas. Como producto de la proteolisis se genera un exceso de grupos NH2, que se convierte en NH3 (amoníaco) en el medio celular, este último es un compuesto tóxico que debe ser eliminado. Para esto la célula posee un mecanismo mediante el cual se recoge el exceso del NH3

en una molécula mucho menos tóxica llamada urea, la cual es fácilmente excretada por la orina formada en los riñones. 0

|| NH2 – C – NH2

Es así como el organismo regula el equilibrio del nitrógeno. Este mecanismo llamado Ciclo de la Urea será abordado con más detenimiento posteriormente. VÍAS ANAEROBIAS DE RESÍNTESIS DE ATP. Vía anaerobia alactácida, o reacción del Creatinfosfato, o proceso fosfagénico.

El Creatín-Fosfato es un compuesto fosfórico macroérgico (Cr~P), que se encuentra adsorbido sobre las proteínas contráctiles de las miofibrillas o ligado a las membranas del retículo sarcoplasmático. La enzima creatinfosfoquinasa que cataliza esta reacción bioquímica se encuentra relacionada con la proteína contráctil actina. La reacción química se verifica de la siguiente forma: Cr-P + ADP Cr + ATP (Creatinfosfoquinasa.) La Creatinfosfoquinasa posee gran afinidad química por el Cr-P y el ADP, o sea, que mientras estas sustancias se encuentren en determinadas concentraciones ella manifestará su mayor actividad química, lo cual intensifica la velocidad de esta reacción química enseguida, después del inicio de la actividad muscular, es decir, cuando comienza a desintegrarse el ATP y aumentan entonces las concentraciones de ADP en la célula. Esta reacción química alcanza su máximo de velocidad al pasar solo unos segundos de iniciado el trabajo muscular. Velocidad del proceso 6-8 Tiempo (segundos) La enzima creatinfosfoquinasa (CPK) es muy sensible a las variaciones de pH en el medio: su actividad máxima se manifiesta en un medio débilmente alcalino y se inhibe bruscamente si el pH intracelular disminuye mucho. Los iones Ca2+ que se liberan durante la contracción muscular, también incrementan la actividad de esta enzima. Mas lo curioso e interesante es el hecho de que esta enzima (CPK) se activa a partir del propio producto de la reacción, la creatina libre que se forma, esto previene una brusca caída de la reacción en el proceso, que debe ocurrir al ir agotándose las cantidades de Cr-P en los músculos. Debido a estas particularidades esta es la primera vía que se activa para resintetizar ATP en los músculos para así mantener el suministro energético necesario y suficiente para la actividad deportiva en cuestión. Esta reacción se manifiesta como un tampón energético, que asegura cantidades de ATP en músculos en caso de cambios bruscos en la velocidad de su utilización. El contenido de Cr-P en músculo supera una tres veces el contenido de ATP. Esta reacción química da un aporte energético para la realización de eventos deportivos de potencia máxima aproximadamente hasta los 10 segundos, pues a partir de este momento comienzan a disminuir las concentraciones de Cr-P,

por lo que también el aporte energético disminuye, al transcurrir unos 29 segundos de comenzado el trabajo ha disminuido la velocidad dos veces respecto al valor inicial y al comenzar el tercer minuto de trabajo solo representa el 1.5 % del valor inicial de la velocidad del proceso. La reacción de la creatinfosfoquinasa es reversible, cuando realizamos un ejercicio físico predomina el sentido directo de la reacción para la formación del ATP necesario, pero cuando cesa el trabajo se intensifica el sentido inverso de la reacción, para eliminar entonces los excesos de ATP y recuperar los niveles de Cr-P a expensas de la energía de las transformaciones oxidativas, por lo que aunque no se logre el estado de reposo, la recuperación del Cr-P es posible parcialmente durante la realización de ejercicios duraderos en condiciones aerobias. Como se planteó anteriormente esta vía anaerobia de resíntesis de ATP nos permite realizar eventos deportivos con una potencia máxima y de corta duración por ejemplo carrera de 100 metros, salto de longitud, salto de altura, acciones en el fútbol, en el béisbol, lanzamiento del disco, la jabalina, el martillo, la arterofilia, entre otros eventos. Nos permite por tanto romper la inercia, es decir, pasar rápidamente del estado de reposo al ejercicio, cambiar súbitamente el ritmo del ejercicio y acelerar para llegar a la meta. Vía anaerobia lactácida. Desde el inicio del trabajo muscular unida a la reacción de la creatinfosfoquinasa comienza el proceso de glucólisis en condiciones anaerobias, o sea, con bajas presiones parciales de oxígeno en músculo, pero con la diferencia que la velocidad de este segundo proceso al inicio es muy pequeña, por lo que los aportes energéticos (al inicio) no son considerables. Llega un momento en que comienza a disminuir el aporte energético de la vía fosfagénica y ya son considerables las cantidades de energía producidas a partir de la vía lactácida. De este proceso se deriva un balance energético ya estudiado y se obtiene como producto final ácido láctico. La acumulación del ácido láctico depende de la potencia y la duración del ejercicio. Esta dependencia es lineal, lo que significa que a maddida que se está produciendo energía a mayor velocidad, a una mayor velocidad se estará formando el ácido láctico, lo cual incrementa su contenido en el músculo. El ácido láctico cumple con la propiedad de disociarse en un medio acuoso: CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOO- + H+ Ácido láctico ión lactato Acumulándose en grandes cantidades, este ácido hace variar las concentraciones de H+ en el medio intracelular. La variación del pH hacia valores menos básicos o ligeramente ácidos activa las enzimas del ciclo respiratorio en las mitocondrias, pero si la variación de pH es muy grande se inhibe la acción de las enzimas de los proceso anaerobios por ejemplo: la ATP-asa, la creatinfosfoquinasa, la fosfofructoquinasa, la hexoquinasa, entre otras. El aumento de las concentraciones de ácido láctico en el sarcoplasma varía la presión osmótica, por lo que llega agua al interior de las fibras musculares procedente del medio intercelular, provocando su hinchamiento y rigidez.

Grandes cambios de la presión osmótica en los músculos origina sensaciones de dolor. El ácido láctico se difunde fácilmente a través de las membranas celulares, según sea el gradiente de concentración. A los músculos en actividad llega la sangre, lo cual permite que el ácido láctico contacte el sistema tampón de bicarbonato de sodio ( NaHCO3) y ocurra entonces un desprendimiento de CO2. La reacción química ocurre de la siguiente manera: NaHCO3 + CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOONa + H2O + CO2 Mientras mayor sea la acumulación de ácido láctico mayor será el desarrollo de la fatiga muscular en los músculos. Este proceso es importante para aquellos eventos de intensidad sub-máxima en condiciones de un abastecimiento no adecuado de oxígeno a los músculos, nos aporta energía desde los 30 segundos aproximadamente hasta los 2.5 minutos, alcanzando su máximo de velocidad entre los 20 y 40 segundos, para realizar eventos deportivos tales como natación 100 y 200 metros, 400 y 800 metros planos, tiempos de un jugo de baloncesto, entre otros. Con el aporte energético de esta también podemos variar la velocidad del ejercicio y acelerar al llegar a la meta. Existe otra vía anaerobia de resíntesis de ATP. Reacción de la mioquinasa. La reacción de la mioquinasa o adenilatquinasa se desarrolla en los músculos cuando ocurre una aumento considerable de las concentraciones de ADP en el sarcoplasma. La reacción química se verifica de la siguiente forma: ADP + ADP ATP + AMP adenilatquinasa Esta situación surge con una fatiga muscular expresada, cuando la velocidad de los procesos de resíntesis de ATP que tienen lugar durante el ejercicio no está en equilibrio con la velocidad a la cual este (el ATP) se descompone. Desde este punto de vista esta reacción puede considerarse como un mecanismo de emergencia que facilita la resíntesis de ATP cuando otras vías no pueden llevarla a cabo. Al aumentar la concentraciones de AMP en músculo se ejerce una acción activante de las enzimas como por ejemplo la fosfofructoquinasa en la glucólisis, por lo que desde este aspecto esta vía contribuye también a incrementar la velocidad de resíntesis de ATP anaerobia. La reacción de la mioquinasa al igual que la reacción de la creatinfosfoquinasa es reversible, y se utiliza para amortiguar las diferencias entre las velocidades de producción y descomposición del ATP. Si en la célula aparecen excesos de ATP esto se regula mediante la reacción de la mioquinasa. Vías aerobias de resíntesis de ATP.

El mecanismo aerobio de resíntesis de ATP se caracteriza por aportar el máximo rendimiento, en condiciones habituales aporta el 90% de la cantidad de ATP resintetizado por el organismo. Entre las vías aerobias de resíntesis de ATP encontramos la oxidación aerobia del ácido pirúvico, la beta-oxidación de los ácidos grasos y la desaminación oxidativa de los aminoácidos, procesos ya estudiados anteriormente. Composiciones Químicas del Tejido Muscular

El agua constituye 70 –80 % del proceso del músculo. La mayor parte del residuo seco (17 – 21 % del peso del músculo) está compuesta por las proteínas y el resto, por sustancias orgánicas nitrogenadas y no nitrogenadas, sales minerales y ácido fosfórico libre.

La composición proteica de los músculos puede ser representada por el esquema siguiente:

Cerca del 40% de todas las proteínas musculares están en las miofibrillas; cerca del 30% , en el sarcolema; cerca del 14 % en las mitocondrias; cerca del 15% en el sarcolema y las demás, en los núcleos y otras organelas celulares.

Al tratar los músculos desmenuzados con agua, pasan a la solución las proteínas sarcoplasmásticas del grupo miogénico (principalmente enzimas, en particular , varios enzimas de la glicólisis) y mioalbúmina: una proteína de reserva cuyo contenido disminuye paulatinamente con al edad. En el sarcoplasma de las fibras musculares de tipo ST aparece una proteína de color rojo, mioglobina, que es la cromoproteína cuya estructura y funciones son semejantes a las de la hemoglobina de sangre y que es capaz de fijar el oxígeno en un grado mayor que la última.

Si después de la extracción con agua el tejido muscular se somete al tratamiento con una débil solución salina (0.1 M con solución de KCl), a ésta pasan las proteínas glubulinas, las que también tienen enzimas y proteínas de reserva que en caso de un entrenamiento son capaces de transformarse en proteínas contráctiles de las miofibrillas.

Las proteínas de miofibrillas se extraen a partir de los músculos desmenuzados con soluciones salinas más concentradas (1.6 M con solución de KCl o NaCl). Más de la mitad de las proteínas de miofibrillas constituyen la miosina, cerca de una cuarta parte, la actina y el resto, tropomiosina, Troponina -------------------------B actinina, enzimas de la creatinfosfoquinasa, desaminasa del ácido adenílico y otras sustancias.

Valiéndose de soluciones alcalinas, del tejido muscular se puede extraer las proteínas nucleares, nucleoprótidos.

Se emplean métodos especiales para extraerlas proteínas mitocondriales cuya composición es variada: proteínas estructurales, en lo fundamental lipoproteínas, así como proteínas-enzimas del ciclo de ácidos tricarboxílicos, de B-oxidación de los ácidos grasos, enzimas de la cadena respiratoria y los factores proteicos de conjugación que toman parte en los procesos de fosforilación oxidativa.

Tratados los músculos desmenuzados con diferentes soluciones, queda un residuo indisoluble de las proteínas del estroma muscular. Su masa

principal está constituida por colágeno y elastina de sarcolema y las miostroninas que forman parte de las membranas SR y están ligadas a las membranas Z de las miofibrillas. El estroma muscular posee alta elasticidad y desempeña un papel importante en el relajamiento del músculo.

Entre los compuestos nitrogenados disolubles en agua los más importantes para el funcionamiento de los músculos son el ATP presente en cantidades de 0.25 a 0.4% y el creatín-fosfato (CrP) cuya cantidad oscila entre0.4 y 1% y aumenta con el entrenamiento. En menores cantidades existen también otros nucleosidfosfatos de su descomposición ADP, AMP y creatina que ejercen una acción reguladora sobre el metabolismo en los músculos.

En los músculos esqueléticos del hombre se contiene de 0.1 a 0.3 % del dipéptido carnosina que participa en la transferencia enzimática de los radicales fosfáticos, estimula la transmisión de los impulsos procedentes del nervio al músculo y toma parte n la recuperación de la capacidad de funcionamiento de los músculos fatigados. En los músculos se contiene asimismo carnitina, la que participa en la trasferencia de los ácidos grasos (importantes fuentes energéticas) a través de las membranas celulares. Entre otros compuestos nitrogenados conviene mencionar los aminoácidos (principalmente el glutámico), bases púricas, urea y amoniaco. Los músculos esqueléticos contienen cerca del 1.5% de fosfátidos, los que juegan un gran rol en los procesos de respiración tisular. Según las particularidades del funcionamiento de los músculos, la cantidad de fosfátidos presentes pueden variar.

Entre los compuestos no nitrogenados más importantes de los músculos figuran el glicógeno y los productos de su metabolismo, grasas, colesterol, cuerpos cetónicos y sales minerales. El glicógeno puede encontrarse en el estado libre o combinado con proteínas. Su cantidad oscila en función de la ración alimenticia y el grado de entrenamiento, entre 0.2 y 3 %. Con el entrenamiento aumenta principalmente la cantidad de glicógeno libre.

La grasa protoplasmática (combinada con proteínas) constituyen cerca del 1% en las fibras musculares. Las grasa de reserva pueden acumularse en los músculos específicamente entrenados para resistir un trabajo duradero. Las membranas de la fibra muscular pueden contener hasta el 0.2% de colesterol.

Entre las sustancias minerales, los músculos tienen principalmente iones K+, Na+, Mg++, Ca++, Cl-,H2PO-4, HPO-4 () de 1 a 1.5 % del peso del músculo de los procesos bioquímicos en los músculos contráctiles. CAMBIOS BIOQUIMICO EN EL TEJIDO MUSCULAR POR CAUSA DE LA ACTIVIDAD FISICA.

El tejido periférico más susceptible de experimentar modificaciones producidas por el entrenamiento es el músculo estas modificaciones o cambio permite en general una mayor producción energética y una mejor eliminación de los productos de desechos reduciendo de esta manera determinados factores relacionado con la fatiga. Las tres principales adaptaciones que ocurren en el músculo esquelético como consecuencia de programas de entrenamiento aeróbico son un aumento en el

contenido de mioglobina, una mayor t6asa de oxidación de hidratos de carbono y una mayor capacidad para oxidar grasas. Aumento en el contenido de mioglobina: esta adaptación es especificas de los músculos involucrados en el ejercicio, y cuantitativamente parece estar relacionada con la frecuencia del entrenamiento. Recordar que la principal función de la mioglobina es ayudar a la difusión de oxigeno desde la membrana de la célula muscular hasta la mitocondria. Se ha puesto también que la mioglobina también actúa como un comportamiento de reserva de oxigeno, liberando éste a las mitocondrias cuando la cesión de oxigeno esta limitada durante la contracción muscular. Aumento de la capacidad de oxidación de hidratos de carbono ( glucógeno ) : el entrenamiento de resistencia aumenta la capacidad del músculo esquelético de romper el glucógeno en presencia de oxigeno con producción de ATP + CO2 + H2O, es decir, aumenta la capacidad del músculo de generar energía por la vía aeróbia. Dos adaptaciones contribuyen a este aumento de capacidad oxidativa: I . Un aumento en el número, el tamaño y área de superficie de las mitocondrias del músculo esquelético. II . Incremento del nivel de actividad o de la contracción de las enzimas involucradas en el ciclo de krebs y en el sistema de transporte de electrones. Hay que hacer notar que, aunque las enzimas estudiadas continúan aumentando durante to9do el periodo de entrenamiento, el VO2 máx. se modifica muy poco a partir de las seis semanas de entrenamiento regular. Enzimas como la SDH ( succinato deshidrogenasa ), la CS ( citrato sintetasa ), la HK ( hexoquinasa ) y la MDH ( malato deshidrogenasa ) son muy susceptibles de modificaciones por el estimulo bioquímico que supone el entrenamiento aeróbico. Incluso una actividad física moderada realizada diariamente aumenta la capacidad aeróbica del músculo y la actividad de esas enzimas. Por ejemplo, una actividad física ligera de 20 min./ día incrementa la actividad de la SDH muscular hasta un 25% en comparación con sedentarios. Existe una relación directa entre esas modificaciones y el aumento del VO2 máx. sin embargo, el debate esta abierto en relación a considerar qué factores determinan realmente el aumento del VO2 máx. si los propiamente musculares o el sistema de transporte de oxigeno ( cardiopulmonar ), si bien hemos de reconocer la interdependencia de esos dos factores. Hay que tener en cuenta además, que el entrenamiento provoca un aumento en la capacidad de acumular glucógeno en el músculo esquelético. A su vez, el nivel inicial de concentración de glucógeno muscular está directamente relacionado con la capacidad de resistencia. Incremento en la oxidación de las grasas: al igual que el glucógeno, la oxidación de las grasas para formar finalmente ATP + CO2 + H2O en presencia de oxigeno se ve aumentada como resultado del entrenamiento. Recordemos que la grasa sirve como principal combustible en los ejercicios de resistencia. En una determinada intensidad submáxima de ejercicio, la persona entrenada oxida más grasas y menos hidratos de carbonos que la desentrenada. Esto supone una menor depleción de glucógeno y un menor acumulo de ácido láctico y por tanto menos fatiga muscular. El aumento de la capacidad muscular para oxidar grasas está relacionado con tres factores que la condicionan:

a) Un incremento de las reservas intramusculares de triglicéridos.

b) Una mayor tasa de liberación de ácidos grasos desde el tejido adiposo (aumento de la disponibilidad de las grasas como combustible).

c) Un incremento de la actividad de las enzimas involucradas en la activación, transporte y ruptura de los ácidos grasos.

Los ácidos grasos libres ( AGL ) son transportados desde el citoplasma a la mitocondria por la carnitin-transferasa, una enzima asociada a la membrana mitocondrial. Esta enzima cataliza la reacción entre los AGL y la molécula transportadora, la carnitina. El entrenamiento de resistencia aumenta las concentraciones de la enzima carnitin-transferasa. La mayor tasa de transporte desde el citoplasma a la mitocondria favorece la difusión de más AGL al músculo desde el plasma. Esto explicaría porque motivo, la concentración de AGL en plasma no es mayor que en los sujetos no entrenados como resultado del entrenamiento de resistencia, a pesar de haber una mayor movilización de los mismos desde el tejido adiposo al músculo. El aumento de la masa mitocondrial supone un aumento de concentración y de la actividad de las enzimas involucradas en la oxidación de los AGL, concretamente en el ciclo de la betaoxidación. Es decir, se incrementa la tas de obtención de moléculas de acetil-CoA a partir de los AGL y que entraran en el ciclo de krebs, donde se formara citrato. Los niveles alto de citrato inhiben la actividad de la fosfofructokinasa ( PFK ) en el citoplasma disminuyendo de esta forma el metabolismo de los hidratos de carbono. Disminución en la producción de ácido láctico (aumento del umbral anaeróbico): El umbral anaeróbico se encuentra aproximadamente al 60% del VO2 máx. en los sujetos no entrenados, y al 75% del VO2 máx. en los sujetos entrenados. Los mecanismo fisiológicos responsables de la menor acumulación de lactato durante ejercicios submáximos aún no se conocen bien, pero se barajan las siguientes posibilidades:

A) Una mayor utilización de ácidos grasos como fuente metabólica que conducirá a una menor utilización de glucógeno, y por lo tanto una menor producción de lactatos por los músculos.

B) Un menor déficit de oxigeno al comienzo del ejercicio debido a un aumentó más rápido del VO2, llevando también a un menor acumulo de lactato.

C) Mayor utilización del lactato como fuente energética durante el ejercicio submáximo que provocará una menor contracción plasmática total.

D) Cambios bioquímicos como el aumentó de la masa mitocondrial del músculo.

El entrenamiento de resistencia también cambia el tipo de la LDH muscular, desviándolo hacia la forma H4 ( M4, M3H, M2H2, MH3, H4), o forma cardiaca de LDH, que tiene menos afinidad para el lactato, con lo que la formación de este será menor. Efecto del entrenamiento anaeróbico:

Los cambios anaeróbicos son más específicos para las actividades deportivas que tienen componentes anaeróbico importantes. Incremento de la capacidad del sistema de los fosfagenos ( ATP/PC ) este aumento se debe a:

a) Un aumento de las reservas musculares de ATP y PC-ATP (ATP>25%, PC>40%).

b) Un incremento de la actividad de las enzimas clave del sistema ATP/PC: ATPasa ( ruptura de ATP ). Mioquinasa (MK) (ADP-ATP). Creatinquinasa (CPK) (PC-ATP).

Se han observado estos cambios después de 8 semanas de entrenamiento anaeróbico. Aumento de la capacidad glucolitica: Hay diversas enzimas clave de la glucólisis anaeróbica que pueden mortificarse por el entrenamiento físico. La fosfofrutokinasa (PFK) aumenta el 50% AL 80% con el entrenamiento de resistencia. Además el entrenamiento anaeróbico mejora la capacidad amortiguadora del músculo. Ya que la acumulación de lactato y de H+ en el músculo son considerados responsables de la aparición de fatiga en actividades de poca duración, un incremento de la capacidad amortiguadora retrasará la adaptación de fatiga durante ejercicios anaeróbicos. Esta capacidad amortiguadora aumenta entre el 12% y el 50% después de 8 semanas de entrenamiento anaeróbico. Aumento de la producción de lactato: Como acabamos de ver en el apartado anterior, uno de los cambios bioquímicos inducidos por el entrenamiento es un incremento de la capacidad glucolitica. Esto se evidencia por la capacidad de producir grandes cantidades de ácido láctico durantes tasas de trabajo de elevada intensidad. Efectos de la combinación del entrenamiento aeróbico y anaeróbico: Podemos decir que la capacidad aeróbica no se ve afectada por el trabajo anaeróbico pero el entrenamiento aeróbico si afecta al rendimiento en ejercicios que han de realizarse a altas velocidades y con grandes requerimientos de fuerza. Efecto del entrenamiento de fuerza: Cambios en las fibras musculares; La hipertrofia es la primera respuesta y esta en función de los niveles iniciales, que son los que determinan el tiempo necesario para que se produzca estos

cambios. Un músculo previamente entrenado responde más rápidamente al entrenamiento que uno que no ha sido entrenado previamente. El aumento de la sección de las fibras es causado por un aumento de los filamento de actina y miosina añadidos a las fibras, lo que produce un aumento del tamaño de las fibras tipo I Y tipo II ,siendo mayor el aumento en las de tipo II debido a una mayor síntesis de proteínas contráctiles en las fibras II que en las tipo I como respuesta al entrenamiento de fuerza. Cambios celulares: Se produce un descenso de la densidad mitocondrial debido a un aumento del tamaño de las fibras. Lo mismo sucede con la densidad capilar que disminuye debido a un aumento del tamaño de las fibras. También se produce cambios en la reserva de substratos ( como ya se a mencionado con anterioridad):

- aumento de CP. - Aumento de creatina. - Aumento del glucógeno muscular. - Aumento de los depósitos de lípidos como respuesta a entrenamientos

de fuerzas muy prolongados. Las modificaciones que experimentan los músculos debido al entrenamiento, son especificas de los músculos utilizados, y no ocurren en los deportistas que practican disciplinas de resistencia, como maratón, ciclismo en ruta, etc., el porcentaje de fibras tipo I supera el 60-65%, mientras que en los deportistas de disciplinas de fuerza, los músculos utilizados presentan porcentaje de fibras de tipo II superiores al 65%. Por tanto, parece que el entrenamiento debería ser capaz de inducir transiciones de unos tipos de fibras a otros para que se alcanzaran los distintos patrones fibrilares que se observan en los deportistas. Sin embargo, aún es materia de debate si el entrenamiento es capaz de inducir transiciones en las fibras de los músculos humanos, sobre todo respecto al porcentaje de fibras I. Pudiera ser que este se encuentre definido genéticamente, o bien que pueda ser modificado significativamente por el entrenamiento. Los estudios realizados parecen indicar que el porcentaje de fibras I no se altera sustancialmente con el entrenamiento. Las transiciones fibrilares que si han sido demostradas, en cambio, son aquellas que se producen entre los distintos subtipos de fibras II. En general, parece que se producen disminuciones en los niveles de las fibras IIX, y aumenta en las IIA. Asimismo, aparecen aumentos en las proporciones de fibras híbridas, lo cual se considera un signo de transformación. Respecto a los efectos de entrenamiento sobre el músculo general, está descrito que induce hipertrofia por aumento del diámetro de Las fibras individuales. Dicho aumento es debido al incremento en el numero de miofibrillas, y es más acusado en los deporte de fuerza que en los de resistencia. Asimismo, se ha comprobado como son capaces de hipertrofiarse tanto las fibras I, como las IIX o las IIA. Otro efecto del entrenamiento es el incremento que produce en la capilarización de las fibras en el caso de los deportes de resistencia, efecto que no tiene lugar en los deporte de fuerza. Esta adaptación supone un aumento de la superficie de intercambio entre el tejido muscular y la sangre. Del mismo modo, este tipo de entrenamiento induce un aumento en el contenido muscular de las mioglobina, lo que permite una mejora del sistema de transporte de

oxigeno desde la membrana de la fibra hasta la mitocondria. Por otra parte, el numero de mitocondria aumenta, así como su tamaño, lo que permite que se produzcan aumentos de la capacidad oxidativa que van de un 30 a un 40% (aumentan las actividades de enzimas como la citrato cintaza, succinato deshidrogenasa, etc,.) sin embargo, los efectos sobre las enzimas de la glucólisis y glucógenolisis son más modesto, aunque si parece mejorar sensiblemente la capacidad de captación de glucosa en respuesta a la insulina. En cambio, los entrenamiento de fuerza induce mayores mejoras de la capacidad glicolitica y glucogenolitica, sin producir mejoras de la capacidad oxidativa. Por último, hay que resaltar que no está claro si existe una relación causa-efecto entre el aumento de la capacidad aeróbica muscular, y el consumo máximo de oxigeno (VO2 máx. ). Algunos autores defienden que el VO2 máx. está regulado principalmente por el sistema de transporte de oxigeno (circulación), mientras que otros opinan que la capacidad oxidativa del músculo condiciona la potencia aeróbica máxima (VO2 máx. );nosotros consideramos que en la práctica deportiva es imposible separar ambos factores. CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN SANGRE POR CAUSA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA. La sangre , considerada como órgano, está encargada de conectar entre sí a todas las células del organismo. Les aporta oxígeno y nutrientes y retira los productos de desecho

de su metabolismo. Realiza, pues, una función de intercomunicador, con objeto de que todos los tejidos se beneficien del trabajo de los demás. Además, la sangre vela por la integridad del organismo a través de unos mecanismos de defensa muy completos capaces de vencer a los agresores más dañinos. Por último, es capaz de evitar su propia destrucción, por vertido fuera del torrente circulatorio, a través de un complejo mecanismo que se denomina hemostasia. La sangre forma una unidad funcional con el aparato circulatorio, que es el circuito encargado de que ésta llegue a todas las partes del organismo. La sangre, como sistema biológico, consta de tres elementos o fases principales;

a) Líquida, fundamentalmente formada por agua, que sirve de soporte a las otras dos. Se denomina genéricamente plasma.

En él se encuentra disueltas un conjunto muy importante de moléculas con funciones muy específicas (enzimas, factores de la coagulación, etc..

b) Gaseosa, compuesta por oxígeno (02) y dióxido de carbono (CO2), disueltos en el plasma.

c) Sólida, los elementos formes de la sangre, que son un conjunto de células dispares entre sí con funciones biológicas muy bien definidas (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas).

Características Fisicoquímicas generales. La sangre es un fluido de color más o menos rojizo, según la cantidad del pigmento hemoglobina que transporte, que se encuentra en el interior de los vasos sanguíneos. Es de consistencia más espesa que el agua, resultando viscosa al tacto, y tiene un peso específico mayor que el del agua. Su temperatura es ligeramente superior a la de la piel, alrededor de los 38*C. Su pH, que se mantiene constante por la homeostasis, oscila entre 7,35 y 7,45 y, su concentración de sal es del 0,85-0,90 %. Para que la sangre pueda cumplir eficazmente sus funciones, es necesario que sus características fisicoquímicos se mantengan entre unos límites muy estrechos. Las principales son:

a) Presión osmótica que corresponde, aproximadamente, a una solución salina al 0,9%. Esta propiedad se llama isotonía del plasma.

b) Concentración constante de hidrogeniones (ph), que oscila normalmente entre 7,38 y 7,44. Es la isohidria del plasma.

c) Peso específico de 1055-1064 en el hombre y 1050-1056 en la mujer. Esto se debe al mayor contenido en hematíes de la sangre del varón, ya que éstos son los principales determinantes del peso específico.

d) Viscosidad relativa (referida al agua) de 3,6-5,4. La viscosidad de la sangre total depende, sobre todo, de la concentración de hematíes y proteínas (particularmente fibrinógeno y globulinas).

Funciones Generales. Se debe considerar a la sangre como la reunión de varias unidades funcionales: un sistema eritrocítico, un sistema leucocitario, un sistema trombocítico y un sistema plasmático. Globalmente, se puede decir que las funciones principales de la sangre son: Transporte: La sangre lleva el oxígeno desde los pulmones a todas las células y retira el CO2 que se produce en éstas como resultado del metabolismo de la respiración celular.

También recoge todos los nutrientes que el aparato digestivo digiere y absorbe (glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas, iones y agua) para repartirlos entre todos los tejidos. Además, se encarga de recoger los detritos del metabolismo celular y los envía para su depuración al riñón. La sangre también es responsable de vehiculizar por todo el organismo las órdenes que, en forma de hormonas, envían a las células los órganos del sistema endocrino. Regulación: El organismo es capaz de mantener constantes las condiciones físicas del líquido intersticial (líquido extracelular que no está en el interior del aparato circulatorio) a través de una serie de complejos intercambios que tienen lugar, permanentemente, entre el líquido intracelular, el medio interno y el líquido intravascular. La sangre interviene directamente en la regulación del equilibrio hidroelectrolítico, del equilibrio ácido-base y de la temperatura corporal. Protección: El sistema de defensa principal del organismo está formado por un conjunto de células que residen en la sangre y son transportadas por ella a todos los lugares del organismo, donde ejercen su función defensiva frente a alguna agresión externa . La sangre es capaz de protegerse a sí misma contra su propia pérdida a través de un sistema de coagulación muy complejo, pero muy eficaz.

Volumen de la sangre La sangre representa, aproximadamente, el 8% del peso total del organismo, lo que representa entre 5-6 litros en los varones adultos y 4-5 litros en las mujeres, dependiendo de su peso. A pesar de que su aportación cuantitativa al peso total no es muy alta, su distribución es universal y hay células sanguíneas en todos los lugares del organismo. El cálculo exacto de los volúmenes sanguíneos se hace mediante tablas de estimación que relacionan esta magnitud con el sexo, el peso y la edad de las personas. En la práctica, estas mediciones no tienen mucho interés, por la gran capacidad del aparato circulatorio para adaptarse, dentro de unos límites, a modificaciones del volumen sanguíneo. Cuando se sobrepasan esos límites, el aparato circulatorio se resiente y modifica sus constantes (pulso y tensión arterial, fundamentalmente) de modo que la aparición de taquicardia (mayor 100 latidos por minuto) e hipotensión (menor l00 mmHg) alertan al clínico sobre la disminución del volumen intravascular (en ausencia de enfermedad cardíaca) y la aparición de edemas orientan hacia un exceso de líquidos o una mala distribución de ellos en el sistema vascular. Composición de la sangre. La sangre está formada por un líquido llamado plasma y varias células, de estirpes diferentes, que están flotando en su interior aproximadamente el 55 % corresponde al plasma y el 45 % a los elementos celulares. Cuando se obtiene sangre de una vena y la dejamos coagular en un tubo, se produce una separación entre los elementos celulares, que se depositan en el fondo del tubo, y un líquido sobrenadante al que llamamos suero. La diferencia entre el suero y el plasma es que el suero es un plasma incompleto porque le faltan proteínas (fundamentalmente fobrinógeno) que se han consumido en el proceso de coagulación de la sangre.

Para obtener plasma debemos realizar la misma maniobra de extracción de la sangre, pero añadir al tubo de ensayo una sustancia química que impida la coagulación de la sangre (EDTA, citrato, etc.). Llamamos hematocrito al porcentaje del volumen total de la sangre ocupado por los elementos celulares. Varía entre un 40-54 % en los varones y un 38-47 % en las mujeres. El cálculo se obtiene de modo muy sencillo, centrifugando un tubo (10 cm de largo) con sangre del paciente, para ver cuántos centímetros ocupa la masa sólida y cuántos corresponden al plasma. La sangre venosa con anticoagulantes sirve para casi todos los parámetros hematológicos que se determinan en el laboratorio. En condiciones normales el plasma está equilibrado, en cuanto a su composición hidroelectrolítica, con el líquido intersticial, excepto en lo que respecta a las proteínas que por su gran tamaño, tienen dificultades para atravesar las paredes de los vasos sanguíneos. Los elementos celulares, en condiciones basales, tampoco salen del circuito vascular, pero en situación de peligro para el organismo, las células especializadas en la defensa se dirigen del interior de los vasos sanguíneos hasta el foco lesivo.

Valores hematológicos de referencia en adultos normales. COMPONENTE UNIDADES CONVENCIONALES Hombre Mujer Hematíes 4.6-6.2 x 106 / mm3 4.2-5.4 x 106 / mm3

Hematocrito 40-54 % 38-47 % Hemoglobina 13.5-18g /dl 12-16g/dl Volumen Eritrocitos 20-36 ml/kg 19-31 ml/kg Componente Unidades Convencionales Leucocitos 4.5-11 x 103 / mm3

Volumen Corpuscular medio 80-96 u3 Hemoglobina Corpuscular media 27-31 pg Conc. Corpuscular media de hemoglobina 32-36 % Plaquetas 150 000-400 000 / mm3

Cambios bioquímicos en la orina por causa de la actividad física. La función renal durante el ejercicio ha sido objeto de numerosos estudios ha comprobado que este ocasiona alteraciones urinarias y cambios en la hemodinámica renal causando una disminución tanto en el flujo plasmático renal,como en la filtración glomerular,originándose un aumento de la fracción de filtración, que intenta preservar la transferencia de metabolitos y sustancias a través de los glomérulos renales.Algunos estudios demuestran daño de la función glomerular,mientras que otros observan que la alteración es mixta glomérulo-tubular, este grado de alteración está relacionado con la intensidad relativa del trabajo. Todas estas alteraciones en la función renal trae consigo diferentes cambios en la composición química de la orina,en su volumen, densidad,pH y la presencia de sustancias anormales en la misma. Volumen y excreción de agua y electrólitos en el ejercicio físico:

El ejercicio moderado, como caminar, aumenta el volumen de orina tal vez como resultado de una mayor excreción de solutos a la orina que retienes más agua en los túbulos que de otra forma se hubiesen reabsorbido (efecto osmótico ) . Por el contrario el ejercicio intenso se asocia a una disminución del volumen de orina .Durante esfuerzos intensos y prolongados hay un aumento de las perdidas de agua y electrólitos por la respiración y el sudor .Existe un acuerdo general en admitir que el ejercicio produce una disminución del volumen urinario . Sin embargo nose puede predecir en que grado va a ocurrir dicha disminución .Si ha descrito una buena correlación entre los niveles plasmáticos de las hormonas antidiurética (ADH)y la intensidad del ejercicio, tal vez por que cuando la intensidad del ejercicio es importante se produce una disminución del catabonolismo hepático de dicha hormona .El efecto antidiurético del ejercicio contribuiría a preservar al organismo del exceso de perdida de agua . Es posible que la diferencia en el volumen urinario se deba a la diferencias en la rehidratación durante el esfuerzo , a la variabilidad interpersonal , al componente emocional ,o a condiciones ambientales , entre otros factores . Existen estudios que tratan de valorar los cambios en el volumen de orina durante el ejercicio bajo condiciones de hiperhidratación .En ellos queda reflejado cómo la hidratación antes y durante el ejercicio no preserva de la disminución del volumen de orina después del ejercicio . La hormona ADH o vasopresina aumenta durante el ejercicio intenso , produciendo una vasoconstricción renal y contracción mesanginal , disminuyendo la tasa de filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal. La ADH estimula también la producción de prostaglandinas que intentan contrarrestar sus efectos constrictores . El ejercicio intenso prolongado disminuye la excreción urinaria de algunos electrólitos . En relación al sodio y cloro podemos decir que la mayoría de los autores están de acuerdo que el ejercicio intenso , de corta o larga duración , se produce un aumento de la reabsorción tubular de sodio y cloro con la consiguiente disminución en su excreción urinaria . Los mecanismos implicados son 1)la disminución dela tasa de la filtración glomerular; 2)el aumento de la actividad simpática renal , la cual estimularía directamente en la célula tubular , la reabsorción de sodio , 3) la estimulación por el ejercicio físico del sistema renina-angiotensina. La angiotensina II formada actuaría directamente sobre la células tubulares, aumentando la absorción de sodio e indirectamente a través de la estimulación de la secreción de aldosterona. Esta actúa a su vez pobre la células tubulares aumentando la reabsorción de sodio y la secreción de potasio. Los resultados sobre la excreción urinaria de potasio son muy tradictorios. Mientras unos estudios encuentran un aumento en la excreción de potasio tras el ejercicio intenso y prolongado explicando este aumento por la hemólisis de células rojas presentes en la orina, así como por los procesos catabólicos aumentados durante ejercicio, además de por el aumento de la concentración de aldosterona durante el ejercicio; otros trabajos no encuentran variaciones y algunos otros observan disminuciones de la fracción excretada de potasio después del ejercicio físico. Es posible que el grado de hidratación y el tiempo de ejercicio jueguen un papel en estas diferencias. Respecto a la eliminación de magnesio durante le ejercicio prolongado sus pérdidas por el riñón son menores que en el descanso. Después de una maratón el ritmo de excreción

urinaria de magnesio disminuye aproximadamente en un 80%, volviendo a valores incluso más altos que los demás de la maratón a las dos horas de concluir la carrera. PRESENCIA DE COMPONENTES ANORMALES EN LA ORINA Hematuria La hematuria es al presencia de sangre , o simplemente de hematíes en la orina . La hematuria macroscópica es un problema clínico frecuente .La hematuria ocurre después del ejercicio prolongado o intenso , sin embargo , para a tribuir la hematuria al ejercicio es necesario excluir otras etiologías . La frecuencia de hematuria postejercicio es muy variable según los estudios , varia entre un 3% después de una marcha de 20 kilómetros , hasta un 70% después de una marcha de 9-14 kilómetros . la frecuencia de aparición en los corredores de maratón varia entre un 10-25% en el caso de la hematuria macroscópica ,excepcional. Tal vez la diferencia sea debida a la distinta intensidad del ejercicio de los diferentes estudios, así como la hidratación antes y durante el ejercicio no controlada en la mayoría de los trabajos. La hematuria procedente de la vejiga es resultado de traumatismo. Se han demostrado alteraciones de vejiga observadas por citoscopia en corredores varones después de una carrera de 10 000 metros.Para explicar el mecanismo de producción, se ha sugerido que la vejiga se encuentra casi vacia al inicio de la carrera, permitiendo el impacto de su pared posterior sobre la base. Cuando la hematuria no ocurre sería porque habría suficiente orimna dentro de la vejiga de tal forma que actuaría como cojín hidrostático. Por lo tanto se podría evitar la hematuria con la ingestión de líquido antes de la prueba o evitando el vaciamiento de la vejiga. Otras causas de hematuria en el ejercicio podrían ser inflamaciones prostáticas o uretrales. Leucocituria En el sedimento urinario normal se pueden observar algunos leucocitos, hasta cinco por campo. Si que tienen significado patológico la presencia de abundantes leucocitos, sobretodo si estan alterados y dispuestos en grumos (piuria). La leucocituria es una alteración del sedimento de orina . Cilindruria Los cilindros son moldes de los túbulos, constituidos por proteínas o proteínas más células. Se forman al precipitar las proteínas, englobando o no células en los tubos distales y colectores, su constitución tiene lugar precisamente en estos segmentos finales de la nefrona, porque es en ellos donde se dan las condiciones de concentración y acidez que facilitan la precipitación de proteínas. El significado de los cilindros (granulosos, leucocitarios, grasos) es muy imprecisao, aunque en general se relaciona con inflamación del tejido renal. Proteinuria La orina normal contiene

INSTITUTO SUPERIOR DE CULTURA FÍSICA “MANUEL FAJARDO”

CES RECTOR

PLAN DE ESTUDIOS “C” (PERFECCIONADO)

DISCIPLINA: CIENCIAS BIOLÓGICAS

MATERIAL COMPLEMENTARIO PARA EL ESTUDIO INDEPENDIENTE

ASIGNATURA: BIOQUÍMICA II

TIPO DE CURSO: C.P.T.

AÑO: II

SEMESTRE: 2do

DEPARTAMENTO: MÉDICO-BIOLÓGICO

Con el presente material pretendemos brindarle al estudiante del curso regular para trabajadores, una posibilidad para aprovechar mejor su tiempo de estudio individual, ya que con la utilización del mismo como instrumento de trabajo básico podrá encaminar con mayor facilidad sus esfuerzos al enfrentarse a cada uno de los aspectos que se abordan en este semestre. De este modo, cumpliendo con la premisa fundamental que se persigue en este tipo de curso, que consiste en crear el hábito del estudio independiente, así como el desarrollo de las habilidades para interpretar y comprender los diferentes fenómenos e interrogantes que se plantean en cada uno de los encuentros que conforman el semestre, lo cual se puede lograr únicamente gracias a las horas dedicadas a la autopreparación por parte del estudiante y con ello alcanzar los objetivos que se persiguen en esta asignatura que se encuentra incluida en el curriculum de la Licenciatura en Cultura Física. En el presente folleto hemos querido incluir solamente los aspectos primordiales que le puedan ofrecer una mejor orientación acerca de los contenidos que se abordan en esta asignatura, para no recargar el volumen del mismo y que en aras de ahorrar recursos materiales permitan contribuir al mejor desenvolvimiento del estudiante al dedicar su tiempo de trabajo independiente para profundizar y consolidar en los contenidos que toman parte del programa de esta asignatura. Así tenemos que, en primer lugar se muestra la distribución de los contenidos en las 16 actividades docentes correspondientes, de manera que el estudiante se puede ubicar rápidamente en cómo serán abordados en todo el semestre cada uno de los aspectos que conforman los 4 Temas de que se compone la asignatura, a continuación se pasa a describir el Plan Temático, señalando las horas dedicadas en cada Tema a cada forma de enseñanza (o sea, encuentro ó seminario), debido a que se utilizarán solamente esas dos formas de enseñanza para abordar los contenidos de la asignatura, además que se realizarán 2 Pruebas Parciales ( para evaluar los contenidos del semestre), y finalmente, se pasa al desarrollo de los contenidos de cada Tema, describiéndolos en cada uno de los encuentros que conforman el semestre de esta asignatura, debemos destacar que esto se realiza en sólo 10 encuentros, ya que hay 4 encuentros dedicados a seminarios (uno por cada Tema) y los 2 encuentros restantes quedan para las 2 Pruebas Parciales del Semestre. Además, en estas actividades se indica la bibliografía recomendada en cada caso, para facilitarle al estudiante en el caso que sea necesario profundizar en determinados aspectos que así lo requieran. Son nuestras intenciones que con el presente material puedan ser cumplimentadas las expectativas con que el mismo fue elaborado, y que constituye la razón del esfuerzo que hemos dedicado para su confección. Además, le s agradeceremos las sugerencias que al respecto del mismo nos hagan llegar para mejorarlo en futuras ediciones. M.Sc. Marcial León Oquendo Profesor Principal de Bioquímica Lic. Emilio Hurtado Suárez Profesor de Bioquímica DISTRIBUCIÓN DE LOS CONTENIDOS POR ACTIVIDADES DOCENTES: No. Sem. Forma Contenido de la Actividad Enc. Enseñanza. 1 I E Estructura, función y composición química del tejido muscular esquelético. 2 II E Fuentes de energía para el trabajo muscular.

3 III E Cambios bioquímicos en el tejido muscular y en la sangre por causa de la actividad física. 4 IV E Cambios bioquímicos en la orina y en algunos órganos por causa de la actividad física. 5 V S Fundamento de los sistemas energéticos y de los cambios bioquímicos en el músculo, la sangre, la orina y algunos órganos por la actividad física. 6 VI E 1ra. Prueba Parcial sobre el Tema I 7 VII E Características bioquímicas de la fatiga y dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso posterior al trabajo muscular. 8 VII E Las supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento deportivo. 9 IX E Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo. 10 X S Análisis de las características bioquímicas de la fatiga, la recuperación, la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento, así como del proceso de adaptación a la carga física. 11 XI E Factores bioquímicos de las capacidades físicas: velocidad, fuerza y resistencia.- Métodos para su desarrollo. 12 XII E Particularidades del metabolismo en las diferentes edades. 13 XIII S Análisis de las características bioquímicas de las capacidades físicas y del metabolismo en las diferentes edades. 14 XIV E Métodos bioquímicos para la evaluación de las reacciones del organismo durante la aplicación de las cargas físicas. 15 XV E 2da. Prueba Parcial sobre los temas II y III. 16 XVI S El control bioquímico y la nutrición en el deporte. PLAN TEMÁTICO (EN HORAS) Formas de enseñanza Tema Título E S E Total I Cambios bioquímicos en el organismo por causa del ejercicio físico. 8 2 2 12 II Regularidades de la adaptación en el entrenamiento deportivo. 6 2 8 III Características bioquímicas de las capa- cidades físicas.Métodos para su desarrollo. 6 2 2 10 IV Factores bioquímicos para el incremento de la efectividad del entrenamiento. 2 2 Totales: 20 8 4 RESUMEN DE ACTIVIDADES: Encuentros Seminarios Evaluaciones 10 4 2 TEMA I: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN EL ORGANISMO POR CAUSA DE. . LA REALIZACIÓN DE EJERCICIOS FÍSICOS” ENCUENTRO No.1: “ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y COMPOSICIÓN QUÍMICA . DEL TEJIDO MUSCULAR ESTRIADO” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca del tejido muscular. 2.-Estructura de la fibra muscular. 3.- Composición química del tejido muscular estriado esquelético.

1.-Consideraciones generales acerca del tejido muscular.- Para iniciar este aspecto debemos puntualizar en la importancia que reviste la masa muscular en el hombre debido a que la misma ocupa ~50 % de su peso corporal, correspondiendo casi el ~40 % de este al músculo estriado esquelético, encontrándose repartido el resto entre la musculatura lisa (o de los órganos internos) y el músculo cardiaco (o miocardio). Es necesario destacar que en el caso del deportista, gracias a la acción de los mecanismos adaptativos que se manifiestan por efecto del entrenamiento constante y sistemático, estas proporciones pueden alterarse en cierta medida a favor del esquelético y del miocardio debido al fenómeno de la hipertrofia que se experimenta en dichos tejidos como respuesta al esfuerzo físico. Por todo lo anteriormente expresado, como el objeto de estudio en nuestro caso se encuentra vinculado con las actividades que se desarrollan dentro del Campo de la Cultura Física y el Deporte, es que centraremos nuestro interés en este epígrafe a las características morfofuncionales del músculo esquelético. No obstante, a todo lo señalado queremos puntualizar que “el tejido muscular en general, se caracteriza por la elevada capacidad que posee para transformar instantáneamente la energía almacenada en forma de enlaces químicos en la molécula del ATP en energía capaz de poder realizar cualquier tipo de trabajo útil (en este caso específico en mecánica), la cual se expresa en los movimientos característicos de la locomoción, las actividades viscerales en los diferentes órganos, así como el bombeo de la sangre por todo el sistema cardiovascular”. Atendiendo a lo anteriormente planteado, no queremos dejar pasar por alto el hecho de que en la naturaleza no existe maquinaria construida por el hombre que posea una eficiencia mayor al músculo esquelético, razón por la que se puede considerar como el motor molecular de mayor complejidad hasta ahora concebido, capaz de transformar con un alto rendimiento y con un mínimo de pérdidas energéticas, la energía de los alimentos en trabajo mecánico en condiciones isotérmicas e isobáricas. Considerando que el tejido muscular estriado esquelético es el responsable de los movimientos voluntarios y las rápidas contracciones, las cuales se encuentran totalmente controladas por los impulsos nerviosos que son reflejados desde el sistema nervioso central (S.N.C.) que identifican los desplazamientos del hombre en el espacio, debemos plantear que el mismo se caracteriza por su gran heterogeneidad, debido a que se puede interpretar como una mezcla de tres componentes fundamentales: las fibras musculares, el tejido conjuntivo y los elementos nerviosos y vasculares. De este modo, “el músculo estriado esquelético es un conjunto de fibras (células de gran longitud, que incluso pueden llegar hasta los 10-12 cm. y en cambio, un diámetro muy pequeño que oscila entre los ~0,01mm. � 10 -100 mì), que además poseen la característica de ser polinucleadas excéntricas y se encuentran envueltas por una membrana superficial conectiva, que pueden agrupar a varias fibras constituyendo así los fascículos, los que a su vez están rodeados por otra membrana o envoltura denominada perimisio. Además, en el interior de cada fibra se incluyen todos los componentes subcelulares, tal como en cualquier célula (núcleos, mitocondrias, ribosomas, retículo endoplasmático, citoplasma, etc., todos los que en este caso específico reciben la denominación correspondiente con el prefijo “sarco”, pero en este tipo de célula aparece una estructura especial: las miofibrillas, las cuales consisten en el aparato contráctil, formada por los miofilamentos, que a su vez son de dos tipos: gruesos y delgados, de miosina y de actina, respectivamente). Es necesario comprender que la denominación de tejido muscular estriado esquelético, responde al simple hecho de que al observarlo al microscopio óptico, se observan unas

estriaciones transversales (que se explican por la diferencia en la composición proteica de los miofilamentos constituyentes de las miofibrillas, que como decíamos anteriormente representan el aparato contráctil, que es el que le permite realizar la función específica a este tejido, es decir, la de contraerse-relajarse), y dichas estriaciones transversales son de diferente apariencia, o sea, que se aprecian las Zonas Claras (o Bandas I) y las Zonas Oscuras (o Bandas A), donde las respectivas denominaciones de “I” y de “A” , se refieren a que son isótropas al paso de la luz polarizada y anisótropas al paso de esta luz, o sea, que dejan pasar la luz y no dejan pasar la luz, respectivamente. Nota: Para profundizar en estos aspectos se recomienda que consulten el los diferentes textos tradicionales como pueden ser: -“MORFOLOGÍA FUNCIONAL DEPORTIVA”, Hdez.Corvo, R. (cap. IV, págs.140-42) -“FISIOLOGÍA HUMANA”, A.C. Guyton, Cap. 7 (págs. 98-102) Finalmente, queremos señalar que al estudiar el sistema motriz del hombre (representado fundamentalmente por el músculo estriado esquelético), debemos comprender que este es el primero que sufre la influencia que sobre el organismo ejerce la realización de la carga física sistemática, todo lo cual se refleja posteriormente sobre el resto de los fluidos, tejidos y órganos ( como son la sangre, la orina, el S.N.C., el sistema cardiorrespiratorio, el sistema óseo, etc., razón por la que se afirma que cuando se cumple un régimen de actividad física constante y sistemática, se observan alteraciones o modificaciones adaptativas a diferentes niveles, ya sea en la esfera estructural así como funcional, lo cual se experimenta a nivel molecular, y es precisamente este hecho el que constituye el eje central que tiene por objeto el estudio de la bioquímica del ejercicio físico. 2.-Estructura de la fibra muscular.-Ante todo resulta necesario hacer un breve bosquejo acerca de las características de tan singulares de este tipo de célula, que como anteriormente habíamos señalado, posee entre otras una: Longitud >>>> Diámetro (~10-12 cm.) (~0,01mm. � 10-100 mì) Si realizáramos un análisis microestructural se puede comprobar la composición molecular de las Miofibrillas, que están formadas por los diferentes miofilamentos Gruesos y Delgados, los gruesos constituidos por la Miosina y los finos por 3 proteínas: Actina (principalmente), Trpomiosina y Troponina, los cuales a su vez se encuentran relacionados entre sí en la proporción: Miosina: Actina Actina: Miosina 1 : 6 1 : 3 - . (a cada filamento de Miosina (a cada filamento de Actina lo rodean 6 de Actina) lo rodean 3 de Miosina) Esto es lo que nos permite explicar la relación estructura-función que se establece entre ambos filamentos, lo cual se manifiesta a través de la formación de los denominados “puentes cruzados” (son los enlaces transversales que se establecen entre los filamentos gruesos y delgados durante el proceso contráctil).

Estos miofilamentos que se encuentran interdigitados entre sí, al poseer una composición diferente de proteínas, le transmiten una apariencia estriada a la fibra muscular, que es lo que se conoce comúnmente como las bandas claras (I) y oscuras (A), respectivamente: BANDAS I: formadas por los filamentos finos de Actina (contienen la línea Z) BANDAS A: formadas por los filamentos gruesos de Miosina y parte de finos de Actina. Nota: La línea Z se corresponde morfológicamente con el denominado sistema tubular (o sistema T), que consiste en las invaginaciones del sarcolema por donde se transmite el impulso nervioso al interior de la fibra muscular. Por otra parte, la porción de miofibrilla limitada por dos líneas Z es a lo que se le denomina sarcómera (que es lo que constituye la llamada unidad contráctil o morfofuncional del músculo estriado esquelético). Es conveniente destacar que, la longitud de la sarcómera está definida genéticamente y posee una magnitud dada en cada individuo, siendo este un factor determinante sobre las posibilidades para poder desarrollar la tensión máxima (Fmáx ) del músculo estriado esquelético, razón por la que resulta de vital importancia para nosotros que trabajamos en el campo de las capacidades físicas en las diferentes modalidades deportivas, sobre todo en los deportes de Velocidad y Fuerza, porque resulta una condición indispensable para el desarrollo de la potencia durante el esfuerzo.No queremos continuar la descripción general de las fibras musculares, sin antes destacar que no todas ellas son exactamente iguales, en lo referente a sus componentes estructurales y químicos, es decir, en cuanto al número de mitocondrias, las características del retículo sarcoplasmático, la dotación enzimática, el contenido de mioglobina (proteína de características similares a la hemoglobina y que permite el transporte del oxígeno en este tejido), el nivel de vascularización (que determina las posibilidades de irrigación sanguínea a este tejido, y por tanto, el tipo de proceso oxidativo predominante, es decir, aerobio ó anaerobio), así como las particularidades metabólicas y de inervación nerviosa que determinan el tipo de respuesta a los estímulos, por estas razones a continuación dedicaremos un apartado a los tipos de fibras musculares que pueden distinguirse en los músculos de los animales, específicamente en el ser humano. Clasificación de las fibras musculares: Al analizar la estructura del tejido muscular esquelético, pudimos percatarnos que cada tipo de fibra son unidades funcionales relativamente independientes de características peculiares cada una de estas, y en este sentido debemos plantear que se distinguen 2 tipos fundamentales que se diferencian no solamente en el orden de su apariencia estructural, sino que además atendiendo a su papel metabólico, se pueden diferenciar entre sí por sus propiedades morfofuncionales, bioquímicas y de contracción. De este modo, tenemos que los dos tipos fundamentales de fibras musculares son: -Fibras Rojas (ó Lentas, conocidas también como ST ó CL, que son el Tipo I) -Fibras Blancas (ó Rápidas, conocidas también como FT ó CR, que son el Tipo II) Nota: Estas últimas, a su vez se pueden subdividir en IIa y IIb, de manera tal que las del tipo IIa son las “clásicas de contracción rápida” y su actividad se relaciona con la utilización de las fuentes anaerobias (principalmente glucolíticas), que se caracterizan además por su gran resistencia al cansancio (este es el por qué sean las más adecuadas para soportar los entrenamientos para el desarrollo de la resistencia a la velocidad y resistencia a la fuerza).Por otra parte, según el tipo de carga a que se sometan a

trabajar, las tipo IIa pueden adaptarse metabólicamente al tipo IIb (si la carga de entrenamiento es de carácter de tipo explosivo, o sea, de predominancia anaerobia), en cambio, si la carga de entrenamiento es de carácter aerobio, típico de resistencia, se observa la tendencia a modificaciones metabólicas hacia la tipo I. Además, con respecto al tiempo necesario para desarrollar la tensión máxima en las del tipo II, no supera los 0,3 seg., en cambio en las del tipo I, se logra entre ~0,8 - 0,9 seg. Generalmente en los músculos del hombre existen mayores proporciones de fibras lentas que de fibras rápidas y aunque un mismo músculo puede contener ambos tipos de fibras, según las proporciones de cada una, así serán las características del mismo. En este sentido, pudiéramos ampliar un poco más señalando que las proporciones de cada tipo de fibras en el ser humano son de ~52-55 % del tipo I (tanto en hombres como en mujeres), en cambio las fibras del tipo II, prevalecen las IIa (~35-30 %) sobre las IIb (~13-15 %). En la actualidad, gracias a los avances obtenidos en las diversas técnicas histoquímicas e histológicas de la bioquímica y la morfología, se han podido distinguir las diferencias entre los dos tipos fundamentales de fibras musculares debidas a los efectos adaptativos producidos por las condiciones de entrenamiento y de competencia a que son sometidos los músculos con diferentes regímenes de cargas físicas; y en este sentido se pueden referir algunos aspectos como son: potencial metabólico (glucolítico y oxidativo aerobio), reservas de los sustratos disponibles (CrP, glucógeno, triglicéridos, etc.), actividades enzimáticas, nivel de capilarización, etc., así como superficie del área transversal de las fibras musculares. A manera de conclusión de todo lo anteriormente expresado, podemos mostrar a continuación el siguiente cuadro resumen: Fibras de contracción lenta (ST) Fibras de concentración rápida (FT)

Tipos I IIa IIb Características. Resistente a la fatiga Resistente cansancio Cansancio rápido

M E T A B O L I S M O

-[ATP]� 4 -6 mmol/K -[CrP] ] � 16 mmol/Kg - � Actividad ATPasa - � Activ. Glucólisis -�Activ.Oxid.Aerb. - - � Mitocondrias -�Potenc.asimilativo de glucógeno y grasas

Susceptibles según Tipo de Carga Activ. ATPasa < IIb -Glucólisis (media) -Activ.Oxid. Aerobia. . (media) -�Mitocondrias > IIb. -�Potenc.asimilativo glucógeno y grasas > IIb

-[ATP]� 5 -7 mmol/Kg. -[CrP]] � 28 mmol/Kg. - � Actividad ATPasa - � Activ. Glucólisis - � Activ.Oxid. Aerobia - � Mitocondrias -�Potenc. asimilativo de . Fosfágenos.

3.-Composición química del tejido muscular estriado. El agua constituye el 72-80% del peso del músculo. La mayor parte del residuo seco (28-20% del peso del músculo) está compuesta fundamentalmente por compuestos orgánicos (entre los que podemos citar las proteínas y el resto por sustancias orgánicas nitrogenadas y no nitrogenadas),

así como las sales minerales o electrólitos (entre los que resulta importante el ácido fosfórico libre). De manera resumida lo podemos expresar así: Agua…………………………....................................... 72-80% Residuo seco………………………………………… . 28-20% -Proteínas -Sustancias “Nadas no proteicas” Sustancias orgánicas -Glúcidos -Lípidos Residuo Seco Cationes: Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, etc. Sustancias inorgánicas (Electrólitos) Aniones: Cl- , HCO3

- , PO4 3- , etc.

A continuación pasaremos a describir brevemente los componentes químicos del tejido muscular estriado esquelético: A.-Sustancias Orgánicas: Como puede observarse en el cuadro anterior estas representan una parte considerable del residuo seco, ya que las inorgánicas (o sales minerales), también conocidas como electrólitos, sólo ocupan un bajo porciento (~3–5 %) del residuo seco. Estas pueden ser agrupadas fundamentalmente en 5 grupos diferentes: 1.-Proteínas.-Dentro de las sustancias orgánicas las proteínas al igual que en el resto del organismo ocupan casi el 90 % del peso de la masa exenta de agua. Queremos insistir que las proteínas pueden clasificarse fundamentalmente en 5 grupos, los cuales veremos a continuación:

a) Proteínas del sarcolema (~15 %): 1.-Lipoproteínas.- Los lípidos y las proteínas no están unidos por enlaces covalente, sino por interacciones hidrofóbicas (enlaces apolares). 2.-Colágeno.- Sirve de sostén y conexión a otros tejidos, es una glucoproteína, contiene residuos de hexosas enlazados con residuos de hidroxil–lisina. Está formado por proteínas fibrilares, y en su composición aminoacídica predominan: glicina (33%), alanina (11%), hidroxilisina (1%).

b) Proteínas del sarcoplasma (~30 %): 1.-Enzimas.-Las mayoritarias son principalmente las de la glucólisis (Ej.: PFK).

2-Mioalbúminas.- Transportan sustancias insolubles, tales como los ácidos grasos, lípidos en general y hormonas, estas son proteínas de reserva (cuyo contenido disminuye con la edad). 3-Mioglobina - Su estructura y función es semejante a la hemoglobina, que es capaz de fijar el oxígeno con mayor avidez. 4-Mioglobulinas- Están constituidas por enzimas y proteínas de reserva, que en el caso del entrenamiento son capaces de transformarse en proteínas contráctiles. c) Proteínas mitocondriales (~12) %): 1.-Enzimas del ciclo de Krebs: Ej.: deshidrogenasa succínica (que cataliza la transformación del ácido succínico a fumárico). 2.-Acil CoA deshidrogenasas (enzimas de la â-oxidación): Estas resultan de gran importancia para dicho proceso en el músculo. 3-Enzimas de la cadena respiratoria: Ej.: citocromo-oxidasa (cataliza el proceso redox a nivel de los citrocromos) d) Proteínas miofibrilares (~40 %): Están constituidas por 4 fundamentales: miosina (~50%), actina (~25%), tropomiosina y troponina, Ü y â actininas (~25%), así como la creatín-P-quinasa (CPK) y la desaminasa del ácido adenilico. e) Nucleoproteínas (~5 %): Estas revisten gran importancia funcional en este tejido. Nota: Para profundizar en este sentido se recomienda la lectura de las págs. 295- 297, del texto básico: Menshikov y Volkov. Por otra parte, aparecen otros componentes orgánicos tales como: 2.- Compuestos nitrogenados no proteicos (solubles en agua): Los más importantes para el funcionamiento de los músculos son el ATP (~0,25-0,4 %) y CrP (~0,4-1 %), los cuales se incrementan con el nivel de entrenamiento, ya que ambos son fuentes energéticas de la contracción muscular, y los productos de su descomposición ADP, AMP y creatina ejercen una acción reguladora sobre el metabolismo muscular. Además, aparecen dos dipéptidos que participan en la transferencia enzimática de grupos importantes para el metabolismo muscular : carnosina y carnitina (la carnosina, transporta los grupos fosfóricos que intervienen en el proceso de transmisión de los impulsos nerviosos al músculo y permiten asegurar la capacidad de recuperación de este tejido, mientras que la carnitina transporta grupos acilos y en particular, los acetilos a través de la membrana mitocondrial desde el citoplasma., para asegurar su oxidación para aportar energía al músculo). NOTA: El acetil CoA juega un rol fundamental en la biosíntesis de los ácidos grasos . (éstos son utilizados como material energético en las actividades de larga duración). 3.-Compuestos no nitrogenados: En este grupo aparecen los glúcidos así como los lípidos, debiéndose destacar que de los primeros, el glucógeno constituye el mayoritario (tanto libre, como asociado a las proteínas), y sus concentraciones dependen de la alimentación, así como del nivel de entrenamiento, oscilando entre ~0,2 - 3% (sobre todo el libre depende del estado de preparación física); en el caso de los lípidos aparecen diversos de ellos: fosfátidos y otros P-lípidos, las grasas (tanto asociadas con proteínas así como de reserva) y colesterol.

Nota: El estudiante puede remitirse a la pág. 297 del libro de texto básico (BIOQUÍMICA, de Menshikov y Volkov), para profundizar en el aprendizaje de dicho contenido. B.-Sustancias inorgánicas (o sales minerales).- Estas son también conocidas como electrólitos, sólo ocupan un bajo porciento (~3–5 %) del residuo seco, y como se puede apreciar en el esquema o cuadro sinóptico, se agrupan como cationes y aniones.

Debemos insistir que las sales minerales o electrólitos (en forma iónica), tales como los iones Cl- y Na+ disminuyen su concentración al aumentar el grado de sudoración y los iones K+ , incrementan su concentración en estado de anaerobiosis. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap.5 (págs. 49-68) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 17 (págs.290-304) ENCUENTRO No.2: “FUENTES DE ENERGÍA PARA EL TRABAJO . MUSCULAR” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de la energética de la actividad muscular. 2.-Sistemas energéticos que posee el músculo para asegurar trabajo muscular. 1.-Consideraciones generales acerca de la energética de la actividad muscular.-La actividad muscular es un proceso que requiere del suministro constante de energía. Como fue explicado en el encuentro anterior, la interacción entre la miosina y la actina se produce a través de la formación de los puentes cruzados que se establecen entre ambas proteínas de los filamentos gruesos y delgados respectivamente, a expensas de las cabezas de miosina(que tienen además del lugar de enlace para la actina, otro sitio o punto de enlace para el ATP), de manera que la molécula de miosina debe enlazarse con el ATP para que pueda producirse el "golpe activo" que es el responsable del desplazamiento del filamento delgado sobre el grueso durante el proceso contráctil, ya que es el ATP quien proporciona la energía necesaria para que esto ocurra. La capacidad ATPasa que posee la miosina (o sea, la que es capaz de romper el enlace fosfomacroérgico que mantiene unido el 3er. grupo fosfato al ADP), libera la energía que se utiliza para hacer el movimiento de la cabeza de 90o a 45 o y está localizada en esa región (en la cabeza de la miosina). Por lo tanto, la única sustancia capaz de servir directamente como proveedor de la energía química para el proceso contráctil es el ATP. Como acabamos de señalar, la fuente directa e inmediata de energía para los procesos vitales en nuestro organismo es el ATP ( que se sintetiza principalmente en las mitocondrias mediante el fenómeno de la fosforilación oxidativa), y en el caso específico de las actividades deportivas, de acuerdo a las características de cada una de éstas en cuanto a la intensidad y a la duración de las mismas, se logra restablecer sus concentraciones en el músculo para asegurar la ejecución de ellas gracias a los mecanismos de resíntesis anaerobios y aerobios, que prevalecen en cada tipo de actividad. Es conveniente recordar que el almacenamiento de ATP resulta insuficiente en el músculo esquelético para satisfacer la demanda energética en aquellas actividades que superen algunos segundos, tal es el caso de los 110 m con vallas, así como los 200 m, o los 400 m. planos, y mas aún en las actividades prolongadas tales como las pruebas de fondo y medio fondo en atletismo, así como en la natación de fondo, además en otros deportes como el fútbol y el baloncesto.

Puntualizando, los procesos encargados de la producción del ATP en el organismo, pueden ser en esencia de dos tipos fundamentales, según las condiciones en el suministro de O2 (anaerobios o aerobios). De modo que las transformaciones energéticas que tienen lugar en los músculos durante la actividad física se producen a expensas de las degradaciones oxidativas de las sustancias nutritivas incorporadas con los alimentos, fundamentalmente glúcidos y lípidos (como grasas principalmente) y como sabemos, la energía obtenida no se utiliza directamente para realizar el trabajo muscular, sino para resintetizar los enlaces macroérgicos fosforilados del ATP a partir del ADP y del Pi. Así, algunos esfuerzos físicos permiten lograr la resíntesis del ATP mediante reacciones químicas, que prescinden de la participación del oxígeno, ya que en ellos no se ha logrado establecer los ajustes adecuados entre los sistemas cardiovascular, y respiratorio, por lo que se denominan “esfuerzos anaerobios” y la resíntesis del ATP la aseguran los llamados sistemas energéticos anaerobios (el de los fosfágenos y el glucolitico , aunque podemos hablar también del sistema mioquinásico o del ácido adenílico); en cambio , cuando el esfuerzo se prolonga y puede estabilizarse el suministro de oxígeno al músculo que trabaja, entonces se habla de los “esfuerzos aerobios” y la resíntesis de los enlaces macroérgicos en el ATP se logra gracias a la acción de los sistemas energéticos aerobios ( o también conocido como sistema del oxígeno). En resumen podemos decir que, las reacciones que se verifican en nuestro organismo para producir o resintetizar el ATP, pueden ser de dos tipos diferentes, en dependencia de si hay o no participación del oxígeno, y por esto se habla de la resíntesis aerobia del ATP y la resíntesis anaerobia del ATP, ello se puede resumir así: -Sistema de los fosfágenos (ATP/CrP) Anaerobia: -Sistema del Ácido Láctico (glucolítico) Resíntesis -Sistema del Ácido Adenílico (ADP) del ATP Aerobia: -Sistema Oxigénico (consiste en la oxidación completa de los nutrientes) Para valorar cuantitativamente los procesos de transformación de la energía mediante los mecanismos oxidativos anaerobio y aerobio se utilizan tres criterios fundamentales que son: la capacidad energética, la potencia energética y la eficacia energética. Capacidad energética.- Es la cantidad de energía máxima capaz de aportar cada uno de los sistemas energéticos al esfuerzo muscular, y es la que limita el volumen total del trabajo físico. Potencia energética.-Es la cantidad de energía que libera cada uno de los sistemas energéticos en la unidad de tiempo, y ésta es la que limita la intensidad del trabajo físico que se realiza. Eficacia energética.-Es la relación entre la energía liberada de los procesos metabólicos que se utiliza para la síntesis del ATP y la energía desprendida en forma de calor. Cada sistema se caracteriza por su capacidad, así como por su potencia energética, siendo ambos términos opuestos en cada uno de los sistemas energéticos, ya que el nivel de participación de éstos durante la actividad física depende de la fuerza y la continuidad de las contracciones musculares, lo cual está determinado por la intensidad y la duración del esfuerzo, y ello se encuentra estrechamente relacionado con las condiciones en el suministro de O2. 2.-Sistemas energéticos que posee el músculo para asegurar trabajo muscular. Para comenzar este epígrafe, es conveniente recordar que la obtención de la energía indispensable para realizar el trabajo muscular es el resultado de la utilización de diferentes sustratos que aprovecha la célula muscular en dependencia a las particularidades del esfuerzo realizado, y en este sentido son tres las posibles fuentes a utilizar: a) Anaerobias alactácidas (fosfágenos) b) Anaerobias lactácidas (glucógeno muscular) c) Aerobias (glúcidos y grasas extramusculares)

Sistema de los fosfágenos (o alactácido) Es importante comprender que el primer combustible de reserva en ser utilizado cuando el ATP es consumido (las concentraciones de ÀTP en el músculo sólo permiten garantizar 2 ó 3 contracciones aisladas), es el fosfato de creatina o creatín fosfato (CrP), al cual se le denomina comúnmente “sistema de los fosfágenos”. Este aporta en fracciones de segundos (casi instantáneamente) su grupo fosfato de alta energía (~P) al ADP para resintetizar el ATP (de ahí el por qué la importancia de este, ya que permite mantener prácticamente constante las concentraciones de ATP al inicio del esfuerzo, por esta razón se plantea que desempeña la función de tampón energético) y esto ocurre a nivel de miofibrillas (en las membranas del retículo sarcoplasmático, unido a las proteínas miofibrilares), sin la participación del oxígeno, por ello es un proceso típico de metabolismo anaerobio; lo cual se puede esquematizar así: CPK

Cr~ P + ADP � Cr + ATP La enzima que cataliza esta reacción (CPK) es muy sensible a las variaciones del pH, de manera que su actividad máxima se alcanza a valores de pH ligeramente alcalinos, y en cambio se inhibe al aumentar la concentración de hidrógeno. Además, los iones Ca2+ que se liberan durante la contracción muscular incrementan su actividad catalítica. Por otra parte, dicha reacción es reversible, favoreciéndose la reacción directa durante el esfuerzo, mientras que durante la recuperación predomina la inversa. Así mismo el período de tiempo de vaciado y llenado de los depósitos o reservas del CrP en el músculo oscila entre los 3’ a 4’ - 5’, y esto depende del nivel de preparación física del sujeto, así a mayor nivel de entrenamiento mayor será la velocidad de vaciado-llenado de los reservorios. Esta reacción es muy importante especialmente para el tejido muscular esquelético, cuando lleva a cabo un esfuerzo extremadamente fuerte (o sea, de máxima intensidad y corta duración) como son los ejercicios típicos de los deportes de velocidad y de fuerza-rápida, en que predominan los movimientos explosivos. Por esta razón, las respuestas adaptativas a consecuencia del entrenamiento deportivo no sólo afectan a las variaciones de las concentraciones de este sustrato, sino que además se reflejan en el incremento de la actividad enzimática de la CPK (en este sentido hay que señalar que se observa también un incremento de la Miosín ATPasa). Este sistema energético proporciona la energía para asegurar el desarrollo de la fuerza explosiva, así como la fuerza máxima, por esta razón se encuentra estrechamente vinculado con el desarrollo de la cualidad física rapidez. Factores limitantes de este sistema energético.- Existen 2 factores que afectan el adecuado desarrollo del mismo: a) Agotamiento de las reservas de CrP. b) El incremento de la concentración de los iones H+ (debido a que provoca una disminución brusca del pH, lo cual influye negativamente sobre la actividad catalítica de la CPK). En cuanto a este sistema energético anaerobio de los fosfágenos, se pone de manifiesto su acción en las actividades deportivas de fuerza rápida que se caracterizan por su explosividad (en general, las que no superan unos pocos segundos, en las que se desarrolla la máxima fuerza y con la mayor rapidez posible), por esta razón es el sistema de mayor potencia energética, pero en cambio el de menor capacidad energética. Pudiéramos añadir que con la misma velocidad que se degrada el ATP durante la contracción muscular, así se resintetiza a partir del CrP (por eso se le conoce como sistema ATP-CrP, ya que cada mol de CrP degradado resintetiza un mol de ATP, aportando su hidrólisis una energía equivalente a aproximadamente 10,5 Kcal.) Sistema glucolítico (o lactácido) Es el segundo sistema energético anaerobio, que de hecho por estar constituido por una compleja cadena de reacciones que consta de 11 (o 10 pasos), según se inicie con el glucógeno (o la glucosa, respectivamente), es lógicamente un mecanismo más lento que el anterior; siendo característico de los esfuerzos anaerobios, pero más sostenidos que pueden superar 30-40 seg. y mantenerse entre

1-3 minutos, y su producto terminal el ácido láctico (o lactato), por lo cual también se le conoce como el llamado mecanismo lactácido. La ecuación global de este sistema es: (C6 H10 O5) n � O2 3 ATP 2 CH3-CHOH-COOH +

C6 H12 O6 ácido láctico 2 ATP Como puede observarse es más factible económicamente utilizar el glucógeno muscular que la glucosa sanguínea, ya que reporta un saldo energético más positivo. Obsérvese que este complejo proceso de varias reacciones consecutivas, catalizadas por diferentes enzimas, siendo la enzima clave la P-fructoquinasa (PFK), debido a que es la que marca el paso de la velocidad de la glucólisis. Además, se realiza en el citoplasma celular, ya que en condiciones anaerobias, como esta restringido el suministro de oxígeno, entonces no toma parte el mecanismo de la cadena respiratoria , que se encuentra ubicado en el interior de las mitocondrias y que permite la oxidación completa de las moléculas de hexosa hasta la formación del agua metabólica, por la combinación de sus átomos de hidrógeno con el oxígeno, permitiendo que se libere una mayor cantidad de energía (que se transforma en ATP mediante otro proceso denominado fosforilación oxidativa). Sin embargo en este caso existen 2 pasos de fosforilación oxidativa, sin que sea necesaria la participación de la cadena de transporte electrónico (o cadena respiratoria). Como habíamos dicho, el producto de esta oxidación anaerobia es el ácido láctico (en realidad, a pH celular todos los ácidos aparecen en forma iónica, es decir, como aniones carboxilato, y por ello es mas correcto hablar de lactato). En resumen, que este proceso degradativo consiste en la conversión de una molécula de glucosa, en dos moléculas de lactato, el cual se acumula en las células y difunde hacia la sangre, razón por la cual la concentración sanguínea del mismo, es un fiel indicador del metabolismo anaerobio durante el ejercicio. La capacidad metabólica de este sistema está determinada por las reservas de glucógeno intramusculares, así como la capacidad buffer que permite contrarrestar el incremento de los iones H+ (que provoca las variaciones en el pH) para que no afecte la actividad de la enzima clave(PFK) hasta un tiempo considerable. El incremento de las concentraciones de lactato en el entrenamiento, se traducen como una respuesta adaptativa, así en el período de descanso conduce a que se incrementen los niveles de las reservas alcalinas que pueden llegar hasta casi ~10%(que preparan al organismo para soportar elevados estados de acidosis a expensas del incremento de las reservas alcalinas, lo que equivale a aumentar la capacidad buffer). Si comparamos su potencia energética con el anterior, o sea, el llamado alactácido es aproximadamente 3 veces menor; pero en cambio, su capacidad energética es aproximadamente 2,5 veces mayor, de ahí su gran importancia en los esfuerzos anaerobios de carácter mas prolongado. Sistema aerobio (o sistema del oxígeno) En contraste a lo explicado anteriormente, en que vimos como en un periodo de tiempo muy breve, cuando predominan las condiciones anaerobias, se puede obtener nuevamente el ATP mediante un proceso de resíntesis a partir del ADP y el Pi, ya sea a partir de la reserva de los fosfágenos, o bien, de los glúcidos almacenados en el propio músculo, así como en el hígado, para asegurar el requerimiento energético en los esfuerzos intensos y de corta duración, ahora nos detendremos a analizar de que manera es posible lograr el mantenimiento de los niveles de ATP para garantizar los esfuerzos físicos prolongados, donde el tiempo de ejecución sobrepase los 40-60 segundos y en los que las necesidades de oxígeno se mantienen de forma más sostenida, y el requerimiento de ATP para asegurar la energía para mantener el esfuerzo muscular debe obtenerse mediante la formación aerobia de este, lo cual ocurre en el interior de las mitocondrias ( ya que necesita de la participación de dos procesos fundamentales: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, que se verifican exclusivamente en estos orgánulos). No obstante, debemos insistir que a pesar de que aún no se conoce a profundidad el por qué la glucólisis anaerobia no puede mantener trabajando a los

músculos por un tiempo mayor a lo señalado anteriormente, si hay evidencias suficientes que demuestran que la acumulación excesiva de lactato en el músculo, inactiva la fosforilasa y la fosfofructoquinasa (enzimas claves en el sendero glucolítico), de modo que si las cargas de trabajo intensas, se mantienen , entonces se ve seriamente disminuida la velocidad de la glucólisis, o sea, que la producción anaerobia del ATP se ve restringida en gran medida. Así, con la disminución de la intensidad del esfuerzo, se facilita la incorporación del oxígeno a las mitocondrias, permitiendo que se pueda producir ATP aerobiamente por las células musculares, no solamente a partir de los glúcidos, sino también de las grasas y aunque en menor proporción, a expensas de las proteínas. A continuación pasaremos a ver cada uno por separado: A partir de los glúcidos.-Si el suministro de oxígeno es suficiente y los músculos se encuentran trabajando de manera no intensa, ocurre la degradación aeróbica del glucógeno y de la glucosa, comenzando de manera similar a la explicada en condiciones anaerobias, sólo que al formarse el piruvato, la conversión en lactato no se verifica, pasando en cambio el piruvato del sarcoplasma a las mitocondrias, en que por una serie de reacciones, que incluyen el ciclo de Krebs, son transformadas las 2 moléculas de piruvato en tres moléculas de CO2 y de H2O, liberándose energía en forma de ATP, mediante el mecanismo de la cadena respiratoria acoplada a la fosforilación oxidativa , aportando un total de 36 moléculas de ATP que se adicionan a las formadas en el proceso de la glucólisis anaerobia, o sea, originando un total de 38 o 39 ATP, según sea la glucosa o el glucógeno el que se degrade. De este modo, la producción de energía, en forma de ATP, para la célula que trabaja en condiciones aerobias es mucho más ventajoso que en condiciones anaerobias(es unas 19 veces mayor si analizamos la relación entre ambos procesos: aerobio / anaerobio), para el caso de la glucosa, o sea: 38 ATP (aerobio) / 2 ATP (anaerobio) = 19. Esto señalado, puede observarse en el esquema que posteriormente se muestra. Además, en condiciones aerobias los productos finales son el CO2 y el H2O, en cambio, en condiciones anaerobias el producto final es el lactato (que afecta fuertemente el pH celular). A partir de las grasas.-Las grasas, fundamentalmente almacenadas como triglicéridos (llamados también acilgliceridos), constituyen la reserva energética mas concentrada, y a diferencia de los glúcidos requieren la presencia del oxígeno para su degradación; no obstante, estas pueden ser utilizadas como fuente de energía , tanto en condiciones de reposo, así como durante el ejercicio, siempre que predominen las condiciones del suministro adecuado de oxigeno. Algo a destacar es que, una de las adaptaciones fisiológicas más importantes que ocurren en un individuo que entrena sistemáticamente actividades de resistencia, tal como las carreras de fondo y de medio fondo, así como el ciclismo, u otra similar en cuanto a la duración , es que las grasas tienden a ser utilizadas preferentemente para la producción de ATP, durante el esfuerzo, en cambio, los glúcidos (glucosa y glucógeno) son los utilizados preferentemente en los esfuerzos de máxima y de sub-máxima intensidad. Recordando que los triglicéridos son transportados por la sangre al músculo que trabaja, desdoblán-dose en sus componentes: glicerol y ácidos grasos, estos últimos ocupan el mayor volumen de la producción de ATP, a partir del catabolismo graso, razón por la que centraremos nuestra atención en el análisis del proceso degradativo de los ácidos grasos (de número par de átomos de carbono) denominado "â oxidación", lo cual ocurre en el interior de las mitocondrias. No obstante, es conveniente aclarar los aspectos mas sobresalientes del metabolismo intermedio de las grasas, así cuando las lipasas tisulares fragmentan los tres enlaces ésteres entre el glicerol y cada uno de los ácidos grasos , se incorporan a vías o senderos metabólicos distintos: el glicerol se oxida (pasando previamente por un proceso de activación con el ácido fosfórico), convirtiéndose en gliceraldehído-3- P que continúa el sendero glucolítico, mientras que cada ácido graso es activado por la coenzima A a expensas de la energía que aporta la hidrólisis pirofosfórica del ATP, convirti-éndose en acil CoA correspondiente (ácido graso activado), que se incorpora al denominado ciclo de la â oxidación, lo cual puede apreciarse en el esquema que posteriormente se mostrará. A manera de resumen podemos decir que la oxidación completa de las grasas aporta una cantidad de energía mucho mayor que en el caso de los glúcidos, ya que equivale aproximadamente a 30%

mayor por átomo de carbono, ya que si comparamos la oxidación aerobia del ácido esteárico (18 C) y la glucosa (6 C), podemos comprobar que la relación es: Ácido Esteárico: 147 ATP/ 18C = 8,2 Glucosa: 38 ATP/ 6C = 6,3 En cambio , en lo referente a la cantidad de energía producida (como ATP) por litro de O2

consumido es totalmente opuesto, debido a que los glúcidos poseen una mayor eficiencia en el rendimiento energético (porque las grasas presentan menor cantidad de oxígeno en sus moléculas, razón por la que requieren de más oxigeno para su oxidación completa), para ilustrar lo planteado pongamos nuevamente el caso del ácido esteárico y la glucosa, es decir, una molécula de glucosa requiere de 6 moléculas de O2 para producir 38 moléculas de ATP, y una molécula de ácido esteárico requiere de 26 moléculas de O2 para formar 147 moléculas de ATP, lo cual equivale a casi un 12 % de más eficiencia por litro de O2 consumido en los glúcidos que en las grasas. A modo de conclusión, podemos plantear que tanto los glúcidos como las grasas son de gran importancia y utilidad como fuentes energéticas que aseguran la reserva de ésta para los esfuerzos físicos prolongados, razón por lo que ambas deben ser atendidas en la dieta de los deportistas que practican actividades de larga duración. A partir de las proteínas.-A pesar de que la contribución a la producción de ATP que estas aportan es muy pequeña, a la energía necesaria para las funciones vitales (entre un 10- 15 % como máximo), ya que ellas contribuyen en gran medida a los procesos de restauración y renovación del tejido muscular, encontrándose bastante alejadas del metabolismo energético, sobre todo cuando las reservas de glúcidos y grasas no se encuentran afectadas seriamente, quiere decir esto que estas son utilizadas como fuente de energía para el ejercicio, únicamente en los casos de estar sometido el sujeto a estados de inanición en que las reservas lipídicas y glucídicas se hayan agotado. Debemos recordar que ellas pueden incorporarse a los senderos catabólicos con la finalidad de oxidarse para obtener energía, así como las unidades estructurales de las proteínas son los aminoácidos (del tipo á- amino), y cuyo esqueleto hidrocarbonado que en muchos casos es similar a muchos compuestos del metabolismo intermediario de los glúcidos, tal como es el caso de los aminoácidos: alanina, serina, y cisteína pueden ser transformados en ácido pirúvico fácilmente, pudiendo ser entonces oxidados en el ciclo de Krebs con la consecuente producción de ATP; de modo similar, existen otros aminoácidos que mediante reacciones de desanimación y de transaminación pueden ser convertidos en metabolitos del propio ciclo de Krebs, y son transforma-dos en CO2 y H2O, liberando energía como ATP, que se puede observar en el resumen que a continuación mostramos.Todo lo referido anteriormente se puede apreciar en el cuadro siguiente: Glúcidos Gliceraldehído-3-P (Glucólisis) CO2 Glicerol Piruvato Grasas + O2 Acetil CoA

( β -oxidación)

Ácidos Grasos Aminoácidos (desaminación, transaminación) Ciclo de

Krebs . (ATP)

CO2 + H2O Finalmente, queremos puntualizar que el organismo, de manera consecuente utiliza para todos los propósitos prácticos , las grasas y los glúcidos como fuentes energéticas esencialmente y aunque es posible utilizar las proteínas en la producción de ATP; evita esto último a toda costa, incluso durante la actividad física, siendo sólo utilizadas en casos extremos en este sentido, pues lo mas

conveniente dejarlas para la renovación y reconstrucción de células y tejidos, en particular las de naturaleza músculo-esqueléticas, que pueden ser afectadas durante los esfuerzos musculares sostenidos, precisamente esto justifica el engrosamiento de las fibras musculares (hipertrofia muscular) que se aprecia al cabo de cierto tiempo de realizar un régimen de entrenamiento típico del desarrollo de la fuerza. En relación con el sistema energético aerobio, representado por los procesos oxidativos aerobios de glúcidos y grasas fundamentalmente, que se manifiesta en los esfuerzos aerobios se incrementa el consumo de O2 en la medida que aumenta la intensidad de la carga física (pues existe una relación directa entre la potencia de la carga y la velocidad del consumo de oxigeno), y esta es la importancia de la determinación del VO2 max (máximo consumo de O2) en los esfuerzos aerobios. En este caso, hay que señalar que en lo referente a la potencia energética, como es lógico suponer es muy baja ( de 4-10 veces menor que el sistema de los fosfágenos y aproximadamente 1.5 veces menor que el sistema glucolítico), sin embargo, todo lo opuesto ocurre en cuanto a la capacidad energética, ya que en el mismo se pueden oxidar completamente las reservas de glucógeno, así como las grasas, a un ritmo de trabajo menor, pero por un período de tiempo mas prolongado, que hace que dicho parámetro sea extremadamente superior a los otros dos sistemas energéticos. En cuanto a la eficacia de este sistema se puede plantear que resulta eficiente, debido a que una gran cantidad de la energía desprendida de la degradación de los nutrientes es utilizada para la formación de ATP. Finalmente, queremos señalar las particularidades que posee este sistema en cuanto a que existen tres factores que favorecen la adecuada ejecutoria del mismo y ellos son: 1ro. Factor físico-químico: 2do. Factor químico: 3ro. Factor biológico: Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 5 (págs. 61-68) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 18 (págs.305-327) ENCUENTRO No.3: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN EL TEJIDO MUSCULAR Y EN LA SANGRE A CONSECUENCIA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de las alteraciones producidas en el organismo por efecto del esfuerzo físico. 2.- Cambios bioquímicos en el tejido muscular por causa de la actividad física. 3.- Cambios bioquímicos en la sangre. 1.-Consideraciones generales acerca de las alteraciones producidas en el organismo por efecto del esfuerzo físico.-Ante todo resulta necesario comprender que todo trabajo realizado por el organismo implica un gasto energético equivalente al esfuerzo realizado. De este modo, cuando analizamos cualquier tipo de esfuerzo físico, independientemente del carácter y la duración del mismo, se utilizará únicamente como fuente inmediata de energía para su ejecución, la degradación del ATP, no obstante, debemos recordar que las vías para su resíntesis serán diferentes, en dependencia a lo anteriormente mencionado, o sea, las particularidades en lo

referente a las condiciones del suministro de O2 al organismo, que se encuentran estrechamente vinculadas a las características del trabajo físico ejecutado. En resumen, esto lo podemos sintetizar así: Siempre Wmuscular �� �[ATP] (independientemente del . . Carácter, Duración y Posibilidades del Consumo de O2) . Así se cumple en general que la RESINTESIS DEL ATP será: ANAEROBIA en W cortos e intensos AEROBIA “ W largos y moderados

Por otra parte, siempre al pasar del estado de reposo relativo al de una actividad muscular cualquiera, las necesidades de O2 en el organismo se incrementan; sin embargo, estas no se pueden satisfacer de inmediato porque se requiere de un cierto tiempo para que tanto el sistema respiratorio como el circulatorio puedan abastecer dichas necesidades para el músculo que trabaja, razón por la que irremediablemente al inicio de cualquier esfuerzo físico las condiciones en que este transcurre es con predominio de anaerobiosis. De esta manera, en un esfuerzo corto e intenso, tal como una carrera de 100 m planos, el suministro de O2 no puede alcanzar su máxima capacidad, por lo cual este se realiza en condiciones de anaerobiosis, ya que el deportista sólo puede absorber del 5-10% del O2 que requiere para realizar el esfuerzo, mientras que el 90-95% restante lo puede absorber al concluir la carrera, o sea, en el período de recuperación (esto es lo que representa la denominada "deuda de O2”, que en determinadas modalidades deportivas pueden llegar a alcanzar valores tan elevados de hasta 10 litros o más). Por el contrario, cuanto menor sea la intensidad del esfuerzo realizado, mayor puede ser su duración y por ende mayor serán las condiciones creadas para poder satisfacer las necesidades oxigénicas del organismo; esto se explica porque en primer lugar mientras menor sea la intensidad del esfuerzo que se realiza, menor será la magnitud de la deuda de O2 contraída durante el trabajo, y en segundo lugar, porque a mayor duración del esfuerzo, mayor serán las posibilidades de poder incrementar las actividades los sistemas respiratorio y circulatorio para abastecer de una sangre enriquecida de oxígeno a los músculos que trabajan; tal es el caso de una carrera de maratón, durante la cual es capaz de cubrir ~ 90% de las necesidades de O2 durante el transcurso del mismo (lo que se conoce como “estado estable”, o equilibrio entre las necesidades y el consumo de O2), siendo la deuda al finalizar de ~10% . Todo esto lo podemos resumir diciendo que: W corto e intenso �� Consumo de O2 ~ 5-10 % (Deuda de ~95-90 %) W largo y moderado �� Consumo de O2 ~ 95-90% (Deuda de ~10 %)

2.-Cambios bioquímicos en el tejido muscular por causa de la actividad física. a) Metabolismo de los glúcidos y los lípidos durante la actividad muscular. Es necesario destacar que: “el músculo es capaz de utilizar en calidad de sustratos oxidables diferentes sustancias para resintetizar el ATP, lo cual dependerá de las condiciones en que se realice el esfuerzo en cuanto a lo referente a la intensidad, la duración y las posibilidades en el suministro de O2 al organismo”. Así tenemos que en condiciones anaerobias la resíntesis del ATP es preferentemente partiendo del glucógeno contenido en el músculo. Esto se debe a que el glucógeno muscular resulta más ventajoso utilizar porque reporta un saldo positivo de 3 ATP/6 C (o sea, por hexosa), mientras que la glucosa sólo aporta 2 ATP/ 6 C. Al pasar de los procesos de oxidación anaerobia a los procesos aerobios, disminuye el glucógeno muscular utilizándose la glucosa sanguínea proveniente del glucógeno hepático. Además, por otra parte se movilizan las grasas del tejido adiposo y son transportadas hacia el hígado a través de los complejos solubles lipoproteicos, estas sustancias pueden oxidarse completamente, aportando más del doble de la energía que brindan los glúcidos durante su

oxidación completa, es decir, que las grasas liberan ~ 9.3 Kcal. /g, mientras que los glúcidos es ~ 4,3 Kcal. /g. b) Metabolismo de las proteínas y de las sustancias nitrogenadas durante la actividad muscular. Ante todo es preciso puntualizar que: “las proteínas comparadas con los glúcidos y las grasas no poseen la función energética como cualidad fundamental, sino es algo que resulta secundario, que es insignificante respecto a las otras funciones que estas desempeñan en el organismo humano, y más aún en el caso del deportista”. No obstante, resulta necesario destacar que: “el ATP constituye la moneda de cambio para asegurar todo gasto energético en el organismo” (porque es la base del metabolismo energético, ya que interviene tanto en los procesos anabólicos como en los catabólicos). Al realizarse trabajo físico en el organismo, los procesos de síntesis proteica disminuyen, predominando los degradativos, debido a que el anabolismo consume energía (ATP) y esta se requiere para garantizar el esfuerzo muscular, por lo que se favorece el catabolismo. Por tanto, el ATP es utilizado preferentemente para asegurar la contracción muscular. En resumen tenemos que: Durante el W físico �

SÍNTESIS DEGRADACIÓN (disminución del contenido proteico) � Durante el Reposo relativo

Los productos obtenidos de la degradación tales como: polipéptidos, creatina, creatinina, amoniaco, etc., favorecen los procesos anabólicos en la recuperación.

W corto e intenso �� � PROCESOS ANAEROBIOS (Típicos de Veloc.-Fza) (Se favorece el � [polipéptidos] y � [NH3] W largo y moderado �� � PROCESOS AEROBIOS (Típicos de Resistencia) (Se favorece el � [ATP] y � [NH3] Vías de formación del amoníaco: Vías de eliminación del amoniaco: a) Desaminación del AMP -1ra. Formación de la Urea b) Desaminación de la glutamina: -2da. Formación de la glutamina Nota: A medida que el esfuerzo físico se prolonga, “se asegura el paso de las Condiciones Anaerobias a las Aerobias”, por lo que la eliminación del amoníaco del proceso catabólico de las proteínas se va favoreciendo considerablemente y ello se traduce en el hecho de que los niveles de urea y glutamina en el músculo y la sangre disminuyen. 3.- Cambios bioquímicos en la sangre.-Durante la realización del trabajo físico en general se altera el metabolismo de todo el organismo, debido a que la actividad muscular incrementada influye directamente sobrecargando el trabajo del resto de los diferentes tejidos, órganos y sistemas. De este modo, los cambios que se manifiestan en el sistema muscular por causa de la actividad física nos permiten explicar el hecho de que dichos cambios se reflejan en los fluidos corporales, principalmente en la sangre (por ser uno de los líquidos extracelulares más importantes), razón que origina los denominados “cambios bioquímicos en la sangre”, los que expresan de una manera fiel las variaciones experimentadas a consecuencia de la ejecución de actividades físicas típicas, como pueden ser los esfuerzos de resistencia (W resistencia) o bien los esfuerzos de velocidad y fuerza ( W veloc.-fza.). Es conveniente destacar que estas alteraciones se clasifican en 2 tipos fundamentales, según las condiciones en que estas se manifiestan: a) Temporales.- Se producen durante la ejecución del esfuerzo físico, y en general estos son reversibles, debido a que las variaciones experimentadas en los diferentes parámetros analizados retornan a sus cifras o valores normales en un lapso de tiempo relativamente breve, que generalmente no superan las 24 horas después de haber realizado el esfuerzo (oscilan entre segundos, minutos u horas). Además, estos dependen directamente del carácter del esfuerzo, es decir, que son el reflejo del efecto que sobre el organismo ejerce una sesión de entrenamiento o una competencia.

b) Permanentes.-Se logran por el efecto sumatorio(positivo) de las sesiones de entrenamiento a lo largo de un período considerable de tiempo (semanas, meses, e incluso años) después de estar realizando una actividad física constante y sistemática, además, estos se identifican en estado de reposo, para los diferentes parámetros que se analizan. Algo también importante a destacar, es que ellos sólo aparecen como resultado de un régimen de actividad física constante y sistemática, que se manifiestan y se mantienen mientras el deportista se encuentra realizando una vida activa como tal (es decir, que desaparecen al dejar de entrenar sistemáticamente); por tal razón, se plantea que son un fiel reflejo del nivel de preparación física del deportista. Resumiendo lo anteriormente señalado: CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN LA SANGRE. TEMPORALES PERMANENTES - Volemia (En reposo en los vasos - [Hematocrito] sanguíneos circula ~ 70% de la sangre total, el resto se halla en hígado,bazo,etc. - [Hb] - � Relación Plasma / Elementos figurados: - [Lactato]

Reposo: Plasma: Elementos figurados 55% : 45% - R.A. (~10 %)

Actividad física: Plasma: Elementos figurados 45% : 55%

� [Glu] W corto e int

- �s Glicemia: � [Glu] W largto y moder. � [Lact.]agudo W corto e int - [Lactato]: � [Lact.]ligero W largto y moder. - R. A. (según las �s [Lactato]) ~ 50 % (W corto e intenso)

~7 – 12% (W largo y moderado) -�s [Hormonas] ( gralmente.) -�s [Enzimas] ( gralmente) -�s [Electrolitos] ( gralmente. Ej: � [Ca 2+], [K+], [Pi]) Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Caps.3(págs.33-36) y 6(69-76) ENCUENTRO No.4: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN LA ORINA Y ALGUNOS. . ÓRGANOS INTERNOS A CONSECUENCIA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de estas alteraciones producidas por efecto de la actividad física. 2.- Cambios bioquímicos en la orina 3.- Cambios bioquímicos en los órganos internos. 1.-Consideraciones generales acerca de estas alteraciones producidas por efecto de la actividad física.- En el caso del organismo del sujeto sometido a un régimen de actividad física constante y sistemática (sujeto entrenado) se aprecian toda una serie de cambios y modificaciones en los diferentes órganos y tejidos, que se traduce en un incremento de sus posibilidades para realizar cargas físicas con una mayor eficiencia y efectividad comparado con

un sujeto no entrenado, y ello se pone en evidencia en el hecho de que el primero puede continuar trabajando aún cuando las condiciones de su medio interno se encuentren notablemente alteradas (o sea, que presenta por ejemplo marcadas modificaciones de las constantes de la sangre, tales como el pH, la glicemia, las reservas alcalinas, el lactato, etc.), de manera tal que es capaz de soportar estas alteraciones en su medio interno, sin que se produzcan consecuencias negativas, que en el caso de un sujeto “no entrenado” le ocasionarían serios trastornos que le podrían acarrear resultados fatales, ya que peligraría su integridad corporal. Las particularidades del organismo del sujeto entrenado, se pueden explicar por los fenómenos de bioadaptación (de los cuales profundizaremos en el próximo Tema), que se deben a toda una serie de modificaciones en el metabolismo de estos sujetos y que no sólo se acontecen a nivel del músculo que recibe la carga física, sino que se reflejan en la sangre, las glándulas de secreción interna, el hígado, el miocardio, el sistema nervioso central, así como en el resto de los tejidos, órganos y sistemas que participan en el control y la regulación del metabolismo en general. A continuación procederemos a describir las variaciones que se manifiestan en algunos de estos tejidos y órganos a consecuencia del efecto de la carga física sistemática sobre el organismo, pero antes analizaremos los cambios que se pueden presentar en la orina, fluido que se obtiene como resultado del proceso de ultrafiltración de la sangre a nivel glomerular, y que refleja en última instancia lo que aconteció en el músculo por causa de del esfuerzo físico. 2.-Cambios bioquímicos en la orina Los cambios bioquímicos producidos por el ejercicio físico se reflejan en la constitución química de la orina, al aumentar la filtración activa de la sangre por los riñones. En este sentido, analizaremos las variaciones que experimentan los siguientes parámetros físico-químicos de este fluido: a) Diuresis.-Ante todo se hace necesario plantear que es el volumen de orina eliminada a través de los riñones, y que la misma puede variar en dependencia al tipo de carga realizada, así tenemos que después de: (W cortos e intensos) “la diuresis puede aumentar a consecuencia de una carga física intensa y de corta duración”, esto se explica por el incremento del volumen sanguíneo por minuto y por el aumento de la presión sanguínea, lo que provoca un incremento de la filtración renal. (W largos y moderados) “la diuresis disminuye por el aumento de la sudoración y por la pérdida de agua por los pulmones como consecuencia de la hiperventilación”. b) Densidad.- Este parámetro consiste en la cantidad de soluto presente por unidad de volumen de orina eliminada. Se comporta de manera inversa a la diuresis, debido a que al aumentar el volumen de orina que se elimina y la cantidad de soluto permanece constante se hace más pequeño el cociente, por lo que el valor de la densidad disminuye con el aumento de la diuresis. En este sentido, queda claro que: (W cortos e intensos) la densidad disminuye, debido al aumento de la diuresis. (W largos y moderados) la densidad aumenta debido a la disminución de la diuresis. Es importante el establecer las diferencias con respecto a la densidad de la orina en los dos tipos de trabajos mencionados anteriormente. c) Proteinuria.-Es necesario comprender que las causas que provocan este fenómeno es el aumento de la permeabilidad del epitelio renal, sobre todo que debido al acumulo de sustancias ácidas (fundamentalmente el ácido láctico), así se permite el paso hacia los túbulos renales de estas macromoléculas. . d)- Glucosuria.-Esta consiste en: “la presencia de la glucosa en la orina”, que se debe a que se intensifica en la movilización del glucógeno hepático, se incrementa el nivel de glucosa sanguínea y por ello se puede observar la aparición de glucosa en la orina.

Nota: Este fenómeno es característico en los esfuerzos físicos típicos de gran intensidad y de corta duración, que son las carreras cortas (100 y 200 m planos, 110 m c/vallas, etc.) 3.-Cambios bioquímicos en los órganos internos.-Debemos analizar las variaciones bioquímicas que se ponen de manifiesto en los diferentes órganos y tejidos, de modo tal: 1.-Sistema muscular:- Lo más significativo en este caso es: Masa muscular (debido al incremento de las proteínas contráctiles) Actividad ATP asa Reservas energéticas: [CrP], [Glucógeno], [ATP] Actividad enzimas: hexoquinasa, fosforilasa, P-fructoquinasa, láctico-dehidrogenasa, Lipasas, así como los Sistemas REDOX (no sólo su actividad sino su concentración, Ej: Glutatión, ácido ascórbico, etc. [NH3] (debido a que el ADP tiende a evitar su desaminación) [Mioglobina] (favorece el soportar los estados de hipoxia y facilita el trabajo en condiciones anaerobias) 2.-Hígado.- En este caso lo que más se destaca es: [Glucógeno] (como reserva energética fundamental para el esfuerzo físico) [Ácido Ascórbico] (como cofactor de los procesos REDOX) Nota: En general este órgano incrementa sus posibilidades de recuperar las reservas energéticas, especialmente en la etapa de descanso se favorece el restablecimiento de la glucosa mediante el ciclo de Cori (consorcio metabólico entre músculo e hígado para a partir del lactato llevar a cabo la gluconeogénesis) 3.-Miocardio.- Este órgano se caracteriza por su metabolismo aerobio (trabaja en condiciones aerobias), de modo que: -La actividad física W Corazón (� frecuencia y contracciones) como resultado se incrementa la intensidad del metabolismo en este músculo, y ello se traduce en la hipertrofia cardiaca (por el incremento en la síntesis proteica) -Fuente de energía para las contracciones del corazón (ATP su resíntesis a través de la fosforilación respiratoria). - Utilización como Sustratos de oxidación: Glucosa y Lactato (porque se favorece el Actividad enzimática) - [Mioglobina] (para facilitar el metabolismo aerobio durante el esfuerzo) 4.-Sistema óseo.- En este tejido como respuesta adaptativa a las grandes tensiones y compresiones a que se encuentra sometido a consecuencia del esfuerzo físico sistemático, se aprecia un fortalecimiento del mismo gracias a: [Osteína] y [Sales de calcio y de fósforo] 5.-Sistema Nervioso Central.- Como sabemos este es el responsable del control y la dirección de todas las reacciones del metabolismo en general, ya que es el encargado de recepcionar y responder toda la información proveniente de los estímulos procedentes del medio (tanto interno como externo), por lo que resulta lógico comprender el por qué el entrenamiento constante y sistemático modifica sustancialmente desde el punto de vista bioquímico el metabolismo de este tejido. Entre las variaciones más significativas están: Actividad enzimática (tanto de sistemas REDOX como del metabolismo general)

Capacidad buffer (estabilizar el equilibrio ácido-base de este tejido tan sensible) Procesos de fosforilación Oxidativa (asegurar la resíntesis del ATP) Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 3 (págs.36-37) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 19 (págs.334-335) ENCUENTRO No.5 Seminario No1: “ANALISIS DEL FUNDAMENTO DE LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS Y DE LAS VARIACIONES BIOQUIMICAS FUNDAMENTALES PRODUCIDAS EN EL ORGANISMO POR CAUSA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca del fundamento de los sistemas energéticos y de los cambios bioquímicos que se manifiestan en el tejido muscular, la sangre, la orina y otros órganos a consecuencia de la actividad física. OBJETIVO: Analizar las variaciones bioquímicas que ocurren en el organismo a consecuencia de la realización de actividad física sistemática.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en los Encuentros correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Particularidades de los componentes químicos del músculo estriado. b) Papel que desempeña el ATP en el mismo. c) Que las concentraciones del ATP (sustrato energético fundamental para la actividad muscular) apenas permiten asegurar la energía para unos instantes, y eso implica la existencia de los diferentes sistemas energéticos (puntualizar las características de estos). d) Particularidades del metabolismo durante el esfuerzo muscular. e) Alteraciones del metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas en el tejido muscular a consecuencia del esfuerzo físico sistemático. f) Esencia de cada uno de los cambios bioquímicos de la sangre por causa del esfuerzo físico sistemático, así como fundamento de algunos de estos. g) Fundamento de los cambios bioquímicos mas relevantes en la orina por efecto de la carga física. h) Descripción de los cambios en algunos órganos por causa de la actividad física sistemática. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.- Describa la composición química del tejido muscular estriado. 2.- Explique la importancia y las funciones de cada una de las proteínas musculares. 3.-¿Qué papel desempeña la carnitina en el músculo, particularmente en las actividades musculares de moderada intensidad y larga duración? 4.- Destaque la importancia de los electrólitos en la actividad muscular. 5.- ¿Cuál es el sustrato energético inmediato para la actividad muscular? Fundaméntelo. 6.- ¿Cuál es la vía que asegura la energía para pasar del estado de reposo al de actividad muscular? Fundaméntelo mediante las ecuaciones correspondientes, destacando además las características esenciales de ésta.

7.- ¿A qué se denomina tampón energético? Fundaméntalo. 8.-¿Que importancia presenta la vía glucolítica? ¿Por qué se caracteriza esta? 9.- ¿Explique por qué el proceso glucolítico anaerobio conlleva a un incremento de la temperatura corporal? 10.-¿Qué importancia presenta la reacción mioquinásica? ¿En qué condiciones se favorece esta? 11. -¿Qué sustancias sirven como sustrato energéticos fundamentales para las actividades musculares de moderada intensidad y larga duración? 12.-Aplique los criterios de potencia energética, capacidad energética y eficiencia a los diferentes sistemas energéticos. 13.- ¿Cómo se comporta el consumo de O2 al inicio de un esfuerzo físico? ¿Por qué? 14.- ¿Por qué en los esfuerzos físicos de gran intensidad y corta duración la utilización del glucógeno muscular predomina sobre la glucosa sanguínea? Justifíquelo. 15.-Analice comparativamente la utilización de los glúcidos por el tejido muscular ante la ejecución de dos cargas físicas de carácter opuesto, o sea: a) W corto e intenso b) W largo y moderado 16.-¿En que condiciones se favorece la utilización de los lípidos por el tejido muscular? Explique. 17.- Establezca una comparación entre el metabolismo proteico en el músculo durante la realización de cargas físicas de carácter opuesto. 18.-¿A que se deben las diferencias entre los niveles de amoniaco en el músculo por causa de los trabajos físicos típicos de velocidad-fuerza y de resistencia? 19.- ¿Cuáles son las vías que posee el músculo para poder asegurar la eliminación del exceso de amoniaco formado? Fundamente su respuesta mediante las ecuaciones correspondientes. 20.- Establezca una comparación entre los cambios bioquímicos más significativos en el músculo a consecuencia de la realización de trabajos típicos de carácter opuesto: a) W corto e intenso b) W largo y moderado 21.- ¿Por qué se plantea que el trabajo muscular puede alterar la relación porcentual pla sma-elementos figurados de la sangre? Fundaméntelo. 22.-Explique el comportamiento de los niveles glicémicos a consecuencia de la ejecución de dos tipos de cargas físicas de carácter diferente, tales como pueden ser las carreras de 100 m planos y la de maratón. Fundamente su respuesta. 23.-Analice el comportamiento de los niveles de lactato y las reservas alcalinas de la sangre, como consecuencia de la realización de dos tipos de esfuerzos de carácter opuesto. 24.-Explique las particularidades de la diuresis así como la densidad de la orina como resultado de la ejecución de dos esfuerzos de carácter diferente, tales como pueden ser una carrera de velocidad y otra de fondo. 25.- ¿Puede aparecer la proteinuria (albuminuria) en un sujeto después de realizar un esfuerzo físico considerable? Fundaméntelo. 26.-¿Cree Ud. que se pueda presentar la glucosuria después de la ejecución de su actividad específica en un corredor de distancias cortas, tal como la carrera de 100 m planos? ¿Por qué? 27.-Explique algunos de los cambios bioquímicos que se pueden manifestar en diferentes órganos a consecuencia de la realización de cargas físicas. BIBLIOGRAFIA: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.3 (págs. 33-37) y Cap.6 (págs. 69-76). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 19 (págs. 334-335) TEMA II: “REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA EN EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO DEPORTIVO”. ENCUENTRO No. 7: “CARACTERÍSTICAS BIOQUIMICAS DE LA FATIGA Y DE LOS PROCESOS QUE OCURREN EN EL PERÍODO DE DESCANSO POSTERIOR AL TRABAJO MUSCULAR”.

CONTENIDO: 1-Características bioquímicas de la fatiga. 2.-Dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso posterior al trabajo muscular. 1. Características bioquímicas de la fatiga.- Ante todo debemos plantear el concepto, o sea: “es un estado del organismo que se alcanza como resultado de una actividad muscular intensa y se caracteriza por una disminución temporal de la capacidad de trabajo físico”. Además, es necesario puntualizar que: “constituye un mecanismo protector del SNC sobre el organismo, y no es un estado patológico”, o sea, es “la alarma a los cambios bioquímicos y fisiológicos en los tejidos muscular y nervioso, fundamentalmente a causa del esfuerzo físico realizado, que para evitar daños en el organismo, se reduce automáticamente la intensidad de la actividad muscular”. Por esta razón, “en la practica deportiva se puede llegar a la fatiga a causa de una actividad muscular intensa, no correspondiente con la capacidad funcional de los músculos, sino a consecuencia de un proceso complejo de reacciones protectoras del SNC”. Debemos destacar el papel del ácido ã–aminobutírico (A.G.A.B.) que se forma mediante la decarboxilación del ácido glutámico en el cerebro y posee un rol como inhibidor en los centros motores del SNC). Por otra parte, se plantea que: “en algunos casos pueden distinguirse síntomas de fatiga local (en grupos musculares) y en otros casos, fatiga general (en todo el organismo), pero en ambos casos la causa radica en el SNC, ya que las sensaciones están determinadas objetivamente por los cambios en los sustratos y componentes bioquímicos del tejido muscular y nervioso, debido al trabajo físico no correspondiente a la capacidad funcional del organismo”. Cambios bioquímicos que caracterizan la fatiga: a) Disminución de la concentración de ATP en las células nerviosas, lo cual afecta la dinámica funcional de las neuronas y por tanto, predominan los procesos de inhibición sobre los de excitación. b) Alteración de la síntesis de acetil colina en las formaciones sinápticas, lo cual trastorna la actividad del S.N.C. encaminada a formar los impulsos locomotores y transmitirlos a los músculos. c) Disminución de la velocidad de transformación de las señales procedentes de los quimiorreceptores. d) Desarrollo en los centros motores de una inhibición vinculada a la formación del ácido ã amino butírico. e) Inhibición de la actividad de las glándulas de secreción interna. f) Disminución de la actividad enzimática (miosín-ATPasa, citocromo-oxidasa, succín- dehidrogenasa, lactato-dehidrogenasa, etc.) g) Alteración de la homeostasis (debido a que se incrementa la velocidad de la glucólisis para mantener los niveles de ATP, por lo cual aumenta el lactato y con ello la concentración del ión hidrógeno, disminuyendo así el pH y esto provoca alteración en la resíntesis de ATP, porque se desacopla la conjugación de los procesos REDOX a la fosforilación en las mitocondrias). h) Disminución de la concentración de creatín-fosfato y el glucógeno muscular. i) Se incrementa el catabolismo proteico, por lo que se observa un aumento de los niveles de amoniaco y la urea sanguínea. j) Aumentan los productos de oxidación incompleta (lactato, cuerpos cetónicos, ADP, AMP, etc.) Causas de la fatiga: El docente debe insistir que las causas de la fatiga no están completamente claras, no obstante, se puede resumir que depende de diversos factores , así como de las condiciones en que se

verifica el trabajo muscular y de las particularidades individuales del sujeto, por lo que se puede plantear que el origen es diverso: -Disminución de las reservas energéticas. -Disminución de actividad de las enzimas claves. -Disminución de la integridad de algunas estructuras celulares funcionales. -Disminución de la regulación nerviosa-humoral. -Otras causas posibles. RESUMEN: Las causas de la fatiga pueden ser diversas, pero en general se puede plantear que: “en los trabajos cortos e intensos, la inhibición protectora del SNC( debida al papel del A.G.A.B.), la alteración de la relación ATP/ADP, la disminución de la actividad miosín ATPasa, o bien , el incremento de los productos de desecho del metabolismo muscular; en cambio, en los trabajos largos y moderados, debido fundamentalmente a la alteración del abastecimiento energético, o bien, la disminución de la excitabilidad neuro-muscular”. 2. Dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso después del trabajo

muscular.- Al concluir el trabajo muscular se ponen de manifiesto toda una serie de procesos compensadores a las alteraciones bioquímicas que se verificaron en los músculos, fluidos y órganos durante la ejecución del esfuerzo físico, los cuales se caracterizan por el predominio de los procesos oxidativos aerobios, debido a que el organismo es capaz de satisfacer sus necesidades oxigénicas y por tanto, se logran eliminar gradualmente todos los productos de desecho que se acumularon. En el período de descanso después del trabajo, los cambios o alteraciones bioquímicas efectuadas en los músculos y otros órganos, se eliminan poco a poco. Estas alteraciones fundamentales son las relacionadas con el metabolismo energético, es decir, reducción del contenido de los sustratos: Cr~P, glucógeno (tanto muscular como hepático), lípidos, etc. Durante la etapa de descanso posterior al trabajo que se conoce como recuperación ocurren intensos procesos de fosforilación oxidativa a nivel de la cadena respiratoria que aseguran la formación del ATP necesario para garantizar el adecuado predominio de los procesos de biosíntesis de todas las sustancias consumidas durante el esfuerzo. El aumento del contenido de los productos del metabolismo intracelular (ADP, AMP, H3PO4, ácido láctico, cuerpos cetónicos, etc.) a consecuencia del trabajo provocan la intensificación de la actividad hormonal que estimula a los procesos de oxidación en los tejidos, después del trabajo, lo que contribuye a recuperar las reservas intramusculares de sustancias energéticas y el resto de los parámetros bioquímicos. Tipos de recuperación: Según la tendencia general de las variaciones bioquímicas acontecidas en el organismo, así como el tiempo que demora en retornar al equilibrio normal del mismo, se establecen dos tipos de procesos recuperadores: a) Recuperación urgente: • Se extiende 0,5 - 1,5 hras después del trabajo. • Eliminación de los productos de la degradación anaerobia acumulados durante el ejercicio. • Eliminar la deuda oxígeno. b) Recuperación aplazada: • Se extiende >2 – 3 horas. en adelante después de concluir el trabajo. • Intensificación del metabolismo plástico. • Restauración del equilibrio iónico y endocrino. • Se restablece por completo las reservas energéticas • Se intensifica la síntesis de proteínas estructurales y funcionales. Es importante destacar que no todas las sustancias se recuperan a la misma velocidad, ni en el mismo tiempo, de modo general se observa que finalizan en tiempos diferentes y por consiguiente se pone de manifiesto el concepto del fenómeno de heterocrorismo (fenómeno de recuperación de las diversas sustancias y procesos metabólicos afectados por el esfuerzo físico, a diferentes velocidades y tiempos cada uno, así tenemos que:

-Primeras: Deuda de O2 y [CrP] muscular -Segundas: [Glucógeno] muscular y hepático -Terceras: [Lípidos] y [Proteínas] Nota: Puede ampliarse esto consultando tabla 25 del texto básico (pág. 346). Supercompe nsación.- Es uno de los procesos bioquímicos más importantes que ocurre en el organismo bajo la influencia del entrenamiento, es la superrecuperación de las sustancias afectadas durante el trabajo muscular, es decir, que debido a la intensificación de los procesos de recuperación se condiciona a que en un momento determinado en el transcurso del período de descanso, las sustancias que fueron afectadas durante el esfuerzo físico superan el nivel que tenían antes de realizar este. Este fenómeno es transitorio, ya que después de una fase de notable superación del nivel inicial, el contenido de estas sustancias retorna paulatinamente a sus valores normales. Esta fase se manifiesta en dependencia de las particularidades del trabajo realizado, ya que según sean las variaciones bioquímicas experimentadas a consecuencia del esfuerzo, así será la magnitud de los niveles que se alcanzan por las sustancias que se afectaron y la duración de este fenómeno. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León, “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 7 (págs. 83-89) y Cap. 10 (Págs. 105-108). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica”, Cap. 20 (págs. 344- 349). ENCUENTRO No. 8: “LA SUPERCOMPENSACION Y SU RELACION CON . LOS PRINCIPIOS BASICOS DEL ENTRENAMIENTO” Contenido: 1.-La supercompensación: esencia y leyes en que se fundamenta. 2.-Principios básicos del entrenamiento: a) Repetición de la carga. b) Sistematización de la carga. c) Correcta delación trabajo-descanso. d) Aumento gradual de la carga. 1.-La supercompensación: esencia y leyes en que se fundamenta este fenómeno.-Ante todo se hace necesario comprender ¿qué es la supercompensación? , debido a que esta es la clave para poder explicar desde el punto de vista biológico las bases del entrenamiento deportivo. Debemos plantear que la esencia de la misma consiste: “en el superrestablecimiento o la súperrecuperación de las sustancias involucradas durante la realización del trabajo físico”. Quiere decir esto que todas aquellas sustancias que de una manera u otra tomaron parte en la ejecución de un trabajo muscular considerable, serán afectadas por los fenómenos supercompensatorios. En este sentido, es importante aclarar que la supercompensación surge como una respuesta del organismo que realiza un esfuerzo físico sostenido (no de manera casual y aislada), ya que es la manera en que todos los tejidos y órganos activos que participan durante el trabajo muscular sistemático, se preparan para responder a la próxima carga con un nivel funcional superior y así afrontar con mayor eficiencia la dificultad impuesta por el trabajo físico. Este fenómeno tiene su fundamentación científica en dos leyes biológicas: Ley de V.A. Engelhardt: “Cualquier reacción de degradación, siempre provoca reacciones de síntesis, y de existir estas las aumenta”. Ley de Lamark: “En todos los tejidos activos como resultado de la influencia trófica de los fenómenos de excitación, los procesos de asimilación aumentan, predominando sobre los de degradación”.

En estas dos leyes se hacen patentes los principales procesos biológicos que permiten la adaptación del organismo a la actividad física sistemática. Ha sido plenamente demostrado mediante diversas investigaciones que: “los productos intermedios y terminales del metabolismo anaerobio, tales como el ácido láctico, el ADP, el AMP, el amoniaco, los cuerpos cetónicos, etc., acumulados en el músculo y que posteriormente difunden a la sangre, son estimuladores positivos de los procesos oxidativos aerobios”, razón por la cual se plantea que ellos propician las condiciones favorables durante la etapa de descanso, posterior al trabajo muscular, para incrementar los procesos de resíntesis de las sustancias consumidas a consecuencia del esfuerzo físico realizado, lográndose de este modo la recuperación del organismo. Por ejemplo, en la década de los años 30 del siglo pasado, Otto Meyerhoff demostró que la acumulación del ácido láctico en el músculo esquelético, estimula en gran medida la respiración tisular, lo cual en definitivas conduce a la oxidación completa de este hasta dióxido de carbono y agua, lo que equivale a se pase de condiciones anaerobias a las aerobias y esto se traduce en el hecho de poder mantener las posibilidades de continuar trabajando mas durante un determinado tiempo. Para comprender con claridad el fenómeno de la supercompensación hay que partir del hecho siguiente: “durante el trabajo muscular, los procesos bioquímicos y fisiológicos que ocurren no sólo se verifican en el sentido de la degradación de las sustancias energéticas: ATP, CrP, glucógeno, etc. y estructurales: proteínas, fosfolípidos, etc., sino que simultáneamente ocurren también reacciones de síntesis de dichas sustancias, ya sean energéticas o estructurales; sin embargo, durante el tiempo que transcurre el esfuerzo físico, las sustancias que son consumidas no se pueden recuperar ni tan siquiera a sus niveles iniciales, debido a que el equilibrio entre la síntesis y la degradación se encuentra completamente desplazado en sentido catabólico(hacia la degradación) porque están restringidas las vías de formación de ATP para garantizar el trabajo muscular y no puede desviarse hacia la resíntesis de lo que se esta consumiendo, para asegurar la energía del esfuerzo muscular. En cambio, una vez concluido el esfuerzo físico (en la etapa posterior al trabajo, o sea, durante el descanso) en que predominan las condiciones aerobias para resintetizar el ATP, se observa que “los procesos degradativos prácticamente se interrumpen para dar paso a la síntesis de todas las sustancias afectadas por el trabajo muscular, asegurándose así no sólo la recuperación a sus niveles iniciales de todas aquellas sustancias que fueron afectadas por el esfuerzo físico, sino además que se incrementan por encima de estos”. Gracias a la supercompensación se puede explicar “como es posible que existan procesos de asimilación de tal envergadura que permiten no tan solo recuperar a los niveles iniciales las sustancias afectadas por el trabajo, sino que además se van por encima de sus valores iniciales, sobrepasándolos de manera considerable”. La supercompensación fue descubierta por K.Weigert y recibió el nombre de “ley de la supercompensación” . Posteriormente esta fue estudiada en fisiología por Pavlov y sus colaboradores Felbort y Bodansky, mientras que en el campo de la bioquímica por G. Embden, así como por N.N. Yakovlev y colaboradores. A continuación se muestra en la figura 1 la representación del comportamiento de las reservas energéticas a consecuencia de la realización de un trabajo muscular, tal como puede ser el glucógeno contenido en el propio músculo, o bien: el ATP, el CrP, los lípidos, etc. De modo que en el segmento 1, se aprecia la degradación de estas fuentes energéticas para poder realizar el trabajo muscular. A continuación se observa el segmento 2, que representa la resíntesis de las sustancias consumidas durante los procesos de recuperación en el periodo de descanso posterior al trabajo. Posteriormente se puede apreciar en el segmento 3, como la curva sobrepasa los valores iniciales, que corresponde con la fase de supercompensación y continua hasta un valor máximo en que vuelve a decaer. Finalmente, se aprecia el segmento 4 que corresponde al retorno a los niveles iniciales. Es necesario destacar que de manera similar se manifiesta el comportamiento de las otras sustancias afectadas por el trabajo muscular, es decir, que los

fenómenos supercompensatorios no solo son inherentes a las fuentes energéticas, sino también a las sustancias estructurales y funcionales. Figura 1: Representación gráfica del fenómeno de la supercompensación. Diversas investigaciones han demostrado que cuanto más intensos son los procesos de recuperación, más prolongada será la etapa de supercompensación, y aunque en realidad el mecanismo bioquímico es bastante complejo, se sabe gracias a los resultados de muchos trabajos entre los que se encuentran las investigaciones de N.N. Yakovlev y col., así como N.R. Chagovetz y col., que la fase de supercompensación de las sustancias químicas en los músculos se encuentra estrechamente vinculada con intensos procesos de oxidación aerobia en este tejido. En este sentido, conocemos que el ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) constituye el proceso central sobre el que descansan todos mecanismos oxidativos aerobios que se verifican en la célula, para ilustrar esto queremos destacar que en una de las investigaciones fundamentales llevadas a cabo por N.Chagovetz, en que se analizó la dinámica de las variaciones experimentadas por las concentraciones del ácido cítrico en los músculos de animales de laboratorio (ratas blancas) sometidos a cargas físicas, quedó plenamente demostrado como la concentración del citrato en los músculos de estos animales después de 15 min. de natación, alcanza su máxima concentración a los 30 min. de concluido el esfuerzo y retorna a sus niveles iniciales al cabo de las 12 h de reposo. Por otra parte, se ha podido comprobar que después de un trabajo corto e intenso, los niveles del glucógeno muscular alcanzan sus valores máximos al cabo de 1 h de descanso, regresando a sus niveles iniciales al cabo de las 12 h. En cambio, después de cargas físicas de larga duración y moderada intensidad, la supercompensación del glucógeno se alcanza a las 12 h de concluido el esfuerzo y se mantiene durante un tiempo de 3 días o más. Esto nos dice que: “a medida que el trabajo muscular (carga física) realizado sea mas corto e intenso, con mayor rapidez aparecerá la

fase de supercompensación y se mantendrá por un espacio de tiempo más breve, en cambio, mientras más prolongada y moderada sea la carga, demorará más tiempo en aparecer la supercompensación, pero se mantendrá por un tiempo mayor”. O sea, que “mientras mas rápido se llega a la fase de supercompensación, menos tiempo durará esta”. Por último, queremos puntualizar algo que anteriormente señalamos: “los fenómenos supercompensatorios no sólo afectan a las fuentes energéticas, sino además a todas aquellas otras sustancias involucradas durante el esfuerzo muscular realizado, tanto estructurales, así como de diversas funciones especificas”. Para aclarar en este sentido, vale señalar como los fenómenos supercompensatorios justifican la hipertrofia muscular, sobre todo en los deportistas que entrenan para desarrollar la cualidad fuerza, como sabemos sobre la base del incremento de las proteínas musculares, sino además que permiten explicar el incremento de la funcionabilidad del organismo sometido a un régimen de actividad física constante y sistemática, que representan la respuesta adaptativa del organismo a las cargas de entrenamiento y que se aprecian en el favorecimiento de otros parámetros como son el incremento de la actividad de los sistemas enzimáticos, así como los de control hormonal, los sistemas buffer, el incremento en la síntesis proteica (no sólo las contráctiles, sino además las transportadoras y así como las de carácter inmunológico u otras tan especificas como estas últimas). Es conveniente destacar que todas estas particularidades derivadas del fenómeno de la supercompensación resultan de gran importancia para nosotros que nos encontramos vinculados con las actividades de la Cultura Física y el Deporte, pues los procesos bioquímicos que se manifiestan en esta etapa determinan el aumento del nivel funcional del organismo sometido a un régimen de actividad física sistemática. Además, por otra parte, resulta necesario comprender verdaderamente el quimismo de este fenómeno para poder lograr una correcta interpretación de los diferentes estados funcionales del organismo del sujeto sometido a un régimen de entrenamiento físico y de este modo aprovechar a cabalidad todas las ventajas y beneficios que el mismo le proporciona a este. 2.-Principios básicos del entrenamiento.- No es nuestro objetivo en este material exponer una definición del entrenamiento deportivo, no obstante, debemos recordar simplemente que gracias a este estado que se alcanza en el organismo, el mismo se fortalece en general y se prepara para realizar trabajos más efectivos, y con una mayor economía de sus reservas funcionales. Desde el punto de vista bioquímico el entrenamiento físico y deportivo tiene su fundamentacion en el fenómeno de la supercompensación, ya que gracias al mismo el organismo es capaz de lograr alcanzar las condiciones óptimas donde las posibilidades funcionales del atleta se encuentran en el tope de su capacidad, lo cual le permite rendir a plenitud. En otras palabras, el aprovechamiento de la cima supercompensatoria representa para el organismo que entrena al máximo de las posibilidades, el consecuente escalón para poder alcanzar la plenitud de su forma física y deportiva. Los principios básicos del entrenamiento se pueden enunciar en los 4 postulados siguientes: 1ro. Repetición de la carga.- Como se puede apreciar en la figura 1, que nos muestra el esquema del fenómeno de la supercompensación, en la sección 4 vemos que una vez alcanzada la fase que asegura el aumento de las posibilidades energéticas, así como funcionales del organismo durante el período de descanso posterior al trabajo muscular, desaparece al regresar estas al nivel inicial. Por consiguiente, un sólo trabajo (sesión de entrenamiento) no representa para el organismo un paso correcto para alcanzar el estado de entrenamiento, ya que un solo esfuerzo físico aislado no provoca fenómenos supercompensatorios constantes ya que ellos regresan con relativa rapidez a sus niveles normales. Por esta razón, de aquí se deriva el primer principio bioquímico del entrenamiento deportivo, es decir, “la necesidad de la repetición del esfuerzo físico para poder estabilizar el aumento de la capacidad funcional orgánica lograda gracias a la fase de supercompensación.”

2do. Sistematización de la carga.- La clave para asegurar la adquisición del estado de entrenamiento es saber en qué momento resulta necesario repetir la carga física, es decir, el poder hacer esto en el momento más oportuno, y ello sin duda resulta repetirlo cuando el organismo se encuentra en el tope de la fase supercompensatoria. Así, si repetimos la carga después de un descanso prolongado, en que la fase supercompensatoria del esfuerzo anterior desapareció, lo único que se logrará será mantener el potencial energético a los mismos niveles del esfuerzo anterior, o sea: Potencial energético Nivel inicial Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T - Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 2: Esquema de la repetición del trabajo después de perdida la supercompensación. De la figura anterior se puede fácilmente comprender que la aplicación de los siguientes trabajos se realiza siempre cuando ya ha desaparecido la fase supercompensatoria, razón por la cual los cambios bioquímicos positivos que se han producido a causa de esta se han normalizado, por tanto, no se están aprovechando los beneficios de la supercompensación del esfuerzo anterior respectivo. De aquí se desprende el segundo principio bioquímico del entrenamiento: “el trabajo debe ser regular y sistemático”. 3ro. Correcta relación entre el trabajo y el descanso.- Al aplicar el próximo trabajo físico, este debe realizarse en el momento adecuado, de manera que si se hace cuando aún el organismo del deportista no se ha recuperado del esfuerzo anterior, obtendremos como resultado la disminución de su capacidad funcional, lo cual puede conducir a este a un estado de profunda fatiga conocido como sobreentrenamiento; lo expresado anteriormente lo podemos ver gráficamente así: Potencial energético

Nivel Inicial tiempo Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T – Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 3: Esquema de la repetición del trabajo en fase de reposición incompleta En la figura 3 vemos como se realiza la repetición del trabajo en fase de recuperación incompleta del esfuerzo anterior, ello puede conducir al organismo a un estado de profunda fatiga. Por esto lo correcto a realizar es repetir la carga en el tope de la supercompensación del trabajo anterior, de manera tal que si así lo hacemos estaremos creando sin falta las condiciones para asegurar el ascenso del potencial energético del organismo. Así estamos garantizando el cumplimiento del tercer principio del entrenamiento: “siempre debe mantenerse una correcta relación entre el trabajo y el descanso”. Lo que acabamos de plantear se puede representar gráficamente así: Potencial energético B Nivel tiempo inicial Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T – Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 4: Esquema de la repetición del trabajo en la fase de supercompensación. Cada ejercicio, cada esfuerzo requiere obligatoriamente de un determinado período de descanso, lo cual esta condicionado por la magnitud y el carácter de este. Esta exigencia resulta de tal importancia que hasta después de un mismo esfuerzo físico, la supercompensación de las

diferentes sustancias que fueron afectadas durante este dependen de las particularidades de cada una de estas sustancias, así por ejemplo, la supercompensación del CrP en los músculos comienza relativamente rápido y desaparece también con rapidez, mientras que en el caso del glucógeno comienza un poco más tardíamente, pero demora más en desaparecer. Estos principios explicados hasta aquí, no deben tomarse como absolutos, ya que en la práctica deportiva hay ocasiones en que se emplean variantes de los mismos ( ejemplo de ello puede ser el método de entrenamiento a intervalos, en el que se aumenta el volumen o la intensidad de las cargas, sin variar el tiempo de descanso entre estas, o bien, por el contrario, no varía el volumen o la intensidad de las cargas, pero se acorta el tiempo de descanso entre estas) para de esta forma crear mecanismos de adaptación a los cambios bioquímicos que se acontecen, y cuya finalidad es lograr una mejor preparación del deportista a las adversas condiciones de trabajo a las cuales este se va a someter durante la competencia. 4to. Aumento gradual de la carga.- A medida que aumenta el nivel de entrenamiento, disminuye la intensidad y el gasto energético necesario para que este se realice, así cada nuevo esfuerzo físico se realizará en condiciones más favorables, por lo cual los cambios bioquímicos que se provocan en el organismo serán cada vez menos marcados. Esto equivale a decir que si no amentamos la carga o el nivel de dificultad del esfuerzo físico, la fase de supercompensación será cada vez más corta y se manifestará menos, de ahí el por qué del cuarto principio del entrenamiento, o sea: “aumento progresivo de la carga o de la dificultad del esfuerzo físico”. Esto señalado anteriormente se justifica por los cambios que desde el punto de vista no sólo morfológico, sino también funcional se manifiestan en las fibras musculares a consecuencia del esfuerzo físico constante y sistemático, de esta manera es posible apreciar en un tiempo relativamente corto toda una serie de modificaciones en el grosor y la cantidad de las miofibrillas a expensas de las proteínas musculares que determina el incremento no sólo de la fuerza muscular, sino además de la resistencia mecánica de los músculos. Por otra parte, el entrenamiento constante y sistemático conduce a que se manifiesten entre otros cambios: incremento del número así como de la forma de los núcleos celulares, de modo similar ocurre con las mitocondrias, que incrementan la cantidad de sus crestas así como que también disminuye la distancia entre estas, lo que favorece la actividad de las enzimas en las mismas y se propicia una mejor función del proceso de la fosforilación oxidativa, también se incrementa el número de contactos entre las terminaciones nerviosas y el sarcolema. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 10 (págs. 105-113). ENCUENTRO No.9: “REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA . EN EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO DEPORTIVO”. CONTENIDO: 1.- Consideraciones generales sobre el fenómeno de la adaptación. 2.- Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo: a) Etapas de adaptación. b) Efecto del entrenamiento. 1.-Consideraciones generales sobre el proceso de adaptación.- Ante todo es necesario definir lo que se entiende por adaptación: “es la capacidad que poseen los seres vivos de acostumbrarse a las condiciones cambiantes del medio (tanto interno como externo).” Por otra parte, desde el punto de vista biológico pueden existir dos tipos de adaptaciones: genotípica y fenotípica. La primera, es decir, la genotípica, comprende un proceso de

conformación de la población analizada a las condiciones del medio mediante transformaciones hereditarias (se basa en las leyes de la evolución de las especies). La fenotípica, comprende un complejo proceso de respuestas a diferentes factores del medio circundante, las cuales se desarrollan en el individuo durante el transcurso de su vida (esta resulta de gran importancia en el deporte). Inicialmente, la adaptación se concebía como un concepto puramente biológico y médico, sin embargo, en la actualidad debido al desarrollo científico-técnico que ha experimentado la humanidad, así como los cambios y la complejidad de las relaciones del ser humano en la sociedad en que se ha desarrollado, han hecho que este término se tornara más amplio en su significado, debido a que atañe a todas las ciencias, tanto naturales como sociales, razón por la cual en la esfera a la cual nos hallamos vinculados, es decir, en el campo de la Cultura Física y el Deporte ella toma un sentido muy amplio. Así, hoy día el concepto de adaptación juega un rol clave tanto en la preparación deportiva así como en la actividad competitiva, ya que el deporte moderno de élite constituye un área única para poder investigar las posibilidades de adaptación del ser humano, esto lo reafirma el hecho que diversos trabajos de investigación han demostrado “que no existen otros campos en la actividad profesional del hombre que puedan compararse por su efecto con las cargas de entrenamiento y de competencia que se realizan en el deporte”. A diferencia de otras esferas de actuación en las que se desempeña el hombre, es importante resaltar que en el caso del deportista de categoría élite, tiene que adaptarse a condiciones cada vez más complejas y adversas, que le permiten alcanzar estadíos superiores de su nivel funcional. Finalmente, queremos señalar que uno de los aspectos más interesantes en el futuro no muy lejano en la teoría de la adaptación, lo constituye la elaboración de las leyes de la adaptación del deportista de alto nivel a los factores extremos del entrenamiento y la competencia. 2.-Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo.- Ante todo debe interpretarse que el entrenamiento deportivo, desde el punto de vista biológico, puede considerarse como un proceso de adaptación dirigido del organismo a la influencia de los esfuerzos físicos. • Como los esfuerzos físicos aplicados en el entrenamiento, desempeñan un papel estimulador

que excita los cambios adaptativos en el organismo. • La tendencia y la magnitud de los cambios bioquímicos que se originan como respuesta a los

esfuerzos físicos aplicados, determinan el efecto de entrenamiento. • El grado de la influencia que el esfuerzo físico ejerce sobre el organismo depende de las

características fundamentales de la dosificación elegida, esto es: -Intensidad y duración del ejercicio a ejecutar.

-Tipo de ejercicio seleccionado. -Numero de repeticiones de cada ejercicio. -Magnitud de las pausas. -Carácter del descanso. Nota: La modificación de cada una de estas características provoca cambios bioquímicos determinados y su acción conjunta origina considerables reestructuraciones del metabolismo que se expresan por los denominados estados metabólicos, los cuales se relacionan con la actividad de diversos sistemas enzimáticos intracelulares y están determinados por un considerable número de factores variables. a) Etapas de adaptación.-El carácter fásico que tiene el proceso de adaptación del organismo a la influencia del esfuerzo físico (como cualquier estímulo) hace que este se manifieste mesuradamente. Así, según el carácter y el tiempo de realización de las modificaciones adaptativas en el organismo se destacan dos etapas fundamentales en la adaptación: urgente y aplazada (o de larga duración). 1ra. Adaptación Urgente: Es la respuesta inmediata del organismo a la acción única del esfuerzo físico. Se debe fundamentalmente a las modificaciones del metabolismo energético y de las funciones del sistema vegetativo.

2da. Adaptación Aplazada : Es la respuesta que se manifiesta en un gran lapso de tiempo y que se desarrolla paulatinamente como resultado de la sumatoria de las modificaciones experimentadas a consecuencia de los esfuerzos repetidos y esta relacionada con la aparición de cambios estructurales y funcionales del organismo, los que aumentan notablemente las posibilidades de adaptación de este. Nota: Esta última ocurre sobre la base de la activación del aparato genético (a expensas del efecto estimulante del esfuerzo físico) de las estructuras funcionales, que inducen el incremento de la síntesis proteica de estas. Aquí se puede profundizar auxiliándose del esquema de la pág. 381(fig. 138) del libro de texto básico. b) Efecto de entrenamiento.- Teniendo en cuenta el carácter fásico del fenómeno de adaptación, suelen destacarse tres variantes: 1ra.-Urgente.- Se encuentra determinado por la magnitud y el carácter de los cambios bioquímicos. Estos tienen lugar de forma inmediata, durante el transcurso del esfuerzo y en el período de recuperación urgente (0,5- 1 h). 2da..-Aplazado.- Se observa en las fases tardías de la recuperación, y se expresa mediante: • Estimulación de los procesos de reestructuración plástica. • Recuperación de los recursos energéticos. • Reproducir de forma rápida estructuras celulares. 3ra.-Acumulativo.- Aparece como resultado de la sumatoria sucesiva de las huellas dejadas por muchos esfuerzos físicos o por los efectos urgentes y aplazados, que se realizan con los cambios bioquímicos vinculados a la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas, durante un largo período de entrenamiento. Esto se expresa por el incremento de la capacidad de trabajo, así como por el mejoramiento de los logros deportivos. Nota: Para comprender esto, podemos vincular los dos primeros (el efecto urgente así como el aplazado), con los cambios bioquímicos temporales de la sangre, mientras que el efecto acumulativo se corresponde con los cambios permanentes de la sangre. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica”, Cap. 24 (págs. 380-382). -Platonoov, V.N. “La adaptación en el deporte”, Cap. 1 (págs. ). ENCUENTRO NO. 10 Seminario No.2: “ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS DE LA FATIGA, DE LA RECUPERACIÓN, DE LA SUPERCOMPENSACIÓN Y LOS PRINCIPIOS BÁSICOS DEL ENTRENAMIENTO, ASÍ COMO DE LAS REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA A LA ACTIVIDAD FÍSICA”. CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de las características bioquímicas de la fatiga, la recuperación, la supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento, así como los procesos de adaptación a la carga física . OBJETIVO: Analizar las características bioquímicas que identifican a la fatiga, la recuperación, la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento, así como los procesos de adaptación del organismo a la carga física.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son:

a) Esencia del fenómeno de la fatiga, así como los factores de los que depende esta, los cambios bioquímicos que la caracterizan y sus causas. b) Esencia e importancia del proceso de recuperación, así como de las particularidades de los procesos bioquímicos que predominan en esta. c) Esencia e importancia del fenómeno de la supercompensación, así como de las Leyes Biológicas que la soportan y sus particularidades. d) Relación entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento (describir la esencia del enunciado de cada uno, así como su interpretación). e) Esencia e importancia del fenómeno de adaptación para los sujetos sometidos al esfuerzo físico sistemático, así como de los procesos bioquímicos que sustentan la cadena biológica “causa-efecto”, puntualizando además las características que identifican a cada una de las etapas de adaptación y las variantes del efecto de entrenamiento. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario: 1- ¿A qué se denomina fatiga? Diga además, ¿por qué se caracteriza esta? 2.- ¿Qué es el A.G.A.B.? Diga además, ¿cómo se forma este y qué relación existe entre esta sustancia y la fatiga? 3.-¿Qué cambios bioquímicos se manifiestan en el organismo durante la fatiga? 4.-¿Cuáles son las causas más probables que provocan el desarrollo de la fatiga? Explique. 5- ¿Cuáles son los procesos bioquímicos que predominan en el período de recuperación? Señale algunas de las características bioquímicas que se manifiestan durante este estado. 6-¿Cómo puede ser la recuperación según la tendencia general de los cambios bioquímicos así como del tiempo en que estos se manifiestan en el organismo? Fundaméntelo. 7- ¿Ocurre la recuperación de las sustancias afectadas durante el trabajo muscular de manera simultanea? Fundaméntelo. 8.-¿En qué consiste la supercompensación? Fundaméntelo gráficamente. 9.-¿Cuántas y cuáles son las leyes o principios sobre los que se fundamenta el fenómeno de la supercompensación? Enuncie cada una de estas y coméntelas brevemente. 10.- Relacione el comportamiento del glucógeno (muscular y hepático) con los fenómenos supercompensatorios en 2 tipos de esfuerzos físicos de carácter opuesto. Fundaméntelo. 11.-¿Cómo podemos resumir el comportamiento de los fenómenos supercompensatorios en general de acuerdo al carácter y la duración del esfuerzo físico realizado? 12-¿El fenómeno de la supercompensación solo afecta a las fuentes energéticas del organismo? Explique. 13.-¿Cómo puede Ud. justificar el fenómeno de la hipertrofia muscular en los sujetos que realizan actividad física sistemáticamente? Explique. 14.-¿Cuál es la relación existe entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento deportivo? Fundaméntelo. 15.-¿Cuál es la esencia del primer principio básico del entrenamiento? Explique. 16.-¿Cuál es la esencia del segundo principio básico del entrenamiento? Explique. 17.-¿Qué sucede si aplicamos la próxima carga en fase de reposición incompleta? Ilustre mediante la grafica correspondiente 18.-¿Por qué resulta imprescindible el aumento gradual y paulatino de la carga física? Fundaméntelo. 19.-¿Qué se entiende conceptualmente por adaptación? Ilustre con ejemplos. 20.-Desde el punto de vista biológico ¿qué se entiende por entrenamiento deportivo? Ilustre su respuesta mediante el esquema resumen “causa-efecto”. 21.-Establezca las diferencias entre las dos etapas de adaptación del organismo a la influencia del esfuerzo físico. 22.- Destaque las características que identifican a cada una de las variantes de efecto del entrenamiento y relaciónelos con los cambios bioquímicos de la sangre.

Bibliografia: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Caps.7 (págs. 83-89) y 10 (págs.105-113). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 20 (págs.344-349) y 24 (págs. 380-382). TEMA III: “CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS QUE IDENTIFICAN A LAS CAPACIDADES FÍSICAS” ENCUENTRO No.11: “FACTORES BIOQUÍMICOS DE LAS CAPACIDADES . FÍSICAS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales 2.-Factores bioquímicos de las capacidades velocidad y fuerza. 3.-Factores bioquímicos de la capacidad resistencia. 4.-Interrelación de las capacidades motrices. 1.-Consideraciones generales.- En la práctica deportiva se ejecutan diferentes ejercicios físicos, así podemos observar lo distinto que es el trabajo que realiza el gimnasta, del levantador de pesas, del boxeador, del balonpedista, del corredor, etc. inclusive en aquellos que realizan esfuerzos parecidos por el carácter de sus movimientos, tal es el caso de los corredores: el velocista y el fondista, se diferencian entre sí por las peculiaridades propias del esfuerzo físico, en el que una característica distinguible es el ritmo de ejecución de estos en correspondencia con la intensidad del esfuerzo muscular realizado, así como por las funciones fisiológicas que se desarrollan en el organismo de cada uno de ellos al ejecutar sus actividades específicas, que se distinguen por los cambios bioquímicos que caracterizan el desarrollo de cada una de las capacidades físicas. Mediante el proceso de enseñanza aprendizaje del entrenamiento deportivo se van logrando cambios biofuncionales adaptativos en el organismo del deportista, los cuales poseen una base bioquímica que propicia el desarrollo de las capacidades motrices típicas: velocidad, fuerza y resistencia, conocidas también como capacidades físicas. Las experiencias realizadas, principalmente con animales de laboratorio, han demostrado que los cambios bioquímicos que producen las diferentes capacidades motrices en el organismo influyen de manera diferente sobre los distintos órganos y sistemas, inclusive en el sistema nervioso central. Ahora bien, cuando el trabajo físico se repite de manera paulatina y sistemáticamente, se producen procesos de adaptación bioquímica al esfuerzo realizado en el sistema muscular y en otros órganos, y estos no pueden considerarse como adaptaciones al trabajo en general, sino a tipos específicos de este. Por lo planteado anteriormente, se puede afirmar que los cambios bioquímicos que tienen lugar en el entrenamiento son específicos y dependen del carácter de las cargas aplicadas en el mismo. El investigador soviético N.N.Yakovlev resumió todo esto como el Principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular, en el cual se confirman los resultados obtenidos de forma experimental sobre las variaciones que se manifiestan en los músculos, tejidos y órganos de distintos animales, así como en músculo de un mismo animal, sometido a diferentes trabajos musculares. CONCLUSIÓN: “La adaptación bioquímica que se manifiesta en el organismo por la influencia del entrenamiento, es una adaptación a tipos concretos de Wfísico y no al trabajo físico general”.

2.-Factores bioquímicos de las capacidades velocidad y fuerza.- Estas dos capacidades se encuentran estrechamente vinculadas de tal modo que ambas se complementan entre sí (se desarrollan prácticamente de modo simultáneo, por las condiciones en que se verifican los esfuerzos típicos de cada una: “procesos oxidativos anaerobios”), y además esto se logra alcanzar con el máximo de la concentración de la voluntad al realizar el esfuerzo, puesto que así se asegura la excitación óptima de los centros motores y se mantiene la frecuencia máxima de los impulsos en los nervios motores, poniéndose en funcionamiento el mayor número de unidades motoras. El adecuado desarrollo de ambas depende de diversos factores, no sólo bioquímicos y fisiológicos, sino además biomecánicos y psicológicos, tales como son entre otros: -Relación entre las fibras FT/ST que conforman el músculo. -Particularidades biomecánicas (referidas a la estructura interna del músculo). -Coordinación de los movimientos (referidos a las particularidades de los esfuerzos entre músculos antagonistas y sinergistas). -Frecuencia de los impulsos a nivel de sinapsis en la membrana externa. -Velocidad de transmisión de la excitación de la membrana a las miofibrillas. -Velocidad de activación de las miofibrillas. -Potencia del flujo del Ca2+ liberado de las cisternas del retículo sarcoplasmático. -[Proteínas Contráctiles] total, Propiedades ATPasa y Particularidades Estructurales de las Proteínas Contráctiles de las miofibrillas. Diversas investigaciones realizadas en músculos (ya sean de animales de investigación como en humanos), han podido determinar los factores bioquímicos principales que limitan el desarrollo de ambas capacidades, a partir de las tres dependencias fundamentales para el músculo que son: 1ro. Fuerza Muscular Máxima. 2do. Velocidad Máxima de Contracción. 3ro. Variaciones de la Potencia durante el esfuerzo. Con relación a cada uno de estos factores podemos decir entre otras cuestiones que: a) La FMmáx. resulta directamente proporcional a la longitud de la sarcómera (factor genético), esto se debe a que durante el esfuerzo realizado la fuerza resultante depende de la interacción Actina-Miosina, la cual determina el No. de Puentes Cruzados entre ambos miofilamentos. Sin embargo, el contenido de Actina en los músculos varía considerablemente durante el proceso de desarrollo del individuo bajo la influencia del entrenamiento y además, la [Actina] esta en dependencia lineal de la [CrP] total.

Nota: Para controlar el desarrollo de la fuerza muscular máxima (FM máx.) y poder pronosticar el nivel de los logros deportivos en lo referente a los ejercicios típicos de Velocidad-Fuerza, se pueden valorar esos dos índices: [Actina] y [CrP] total b) La VCmáx. es directamente proporcional a la Actividad ATPasa “relativa”de la Miosina. Ha podido comprobarse que esta VCmáx. resulta notablemente diferente entre los dos tipos de fibras musculares de modo tal que: VCmáx FT >>> VCmáx ST (4 veces mayor FT vs. ST) c) La Pmáx. (Potencia Máxima del Esfuerzo) es una función lineal del valor de la Actividad ATPasa “total” de la Miosina (o sea, de la velocidad total de la degradación del ATP), por esta razón de modo similar a los valores de V Cmáx. en los distintos tipos de fibras, es posible distinguir también los de Pmáx. debido a que estas “se adaptan a un tipo determinado de actividad muscular”. De este modo se cumple que: Pmáx. FT >>> Pmáx. ST (~ 160 W/Kg.) (~40 W/ Kg.)

RESUMEN: Teniendo en cuenta que los factores bioquímicos de las capacidades Velocidad- Fuerza en el hombre están determinados genéticamente (longitud de la sarcómera y proporciones de las fibras FT/ST en los músculos), no queda otra solución que utilizar a través de las vías metodológicas básicas las posibilidades de “incrementar las proteínas contráctiles, así como la actividad ATPasa de la Miosina”, y por ello, en la actualidad en las modalidades deportivas de Veloc.-Fza. se utilizan 2 métodos básicos: Esfuerzos Máximos y Esfuerzos Límites Repetidos, los cuales combinados de modo racional en el proceso de entrenamiento deportivo favorecen el buen desarrollo de ambas capacidades motrices en el deportista. Esfuerzos máximos: Se logran empleando ejercicios similares a los competitivos, o bien, ellos mismos. El desarrollo máximo de la fuerza, la velocidad o la potencia se determina por la [CrP] crítica en los músculos (que equivale ~ � Capacidad Alactácida Total), valores inferiores no permiten mantener la velocidad máxima de la resíntesis de ATP. A expensas de la [CrP]crítica se pueden realizar ininterrumpidamente hasta ~5-6 repeticiones de tales ejercicios. Ejercicios Límites Repetidos: Se puede utilizar un “amplio repertorio de ejercicios” que hacen trabajar lo suficiente a un grupo determinado de músculos (la fuerza isométrica máxima no debe exceder el 70%) y deben ser repetidos un gran número de veces “hasta no poder más”. De modo general, trabajando con magnitudes de resistencia >50% Fza. máx. se pone de manifiesto una disminución brusca del flujo sanguíneo en el músculo que conlleva a que aparezca un estado de hipoxia local y ello conduce a que se observe: - Agotamiento de las reservas de [CrP]. - � [Cr] libre músculo. - �Formación de lactato. Por tal razón, la �[~ P ] hace que se � degradación de las proteínas musculares y se acumulen los productos de desecho de estas(péptidos de bajo PM, NH3, etc.) Resultado: Los productos del catabolismo proteico así como el � [Cr] libre estimulan la síntesis proteica en el músculo en la etapa de recuperación posterior al W Veloc.-Fza. , por tal razón este tipo de esfuerzo va encaminado a “favorecer el � síntesis de proteínas contráctiles así como de la masa muscular”. Bases bioquímicas de cada una de las capacidades motrices: a) Velocidad (o rapidez): Se caracteriza en sentido general, por la realización de esfuerzos de una gran intensidad en tiempos relativamente cortos, tal es el caso de los 100 y 200 metros planos en atletismo, donde: a medida que el nivel de entrenamiento adquiera su máxima expresión, el trabajo muscular se hace cada vez en condiciones más anaerobias.

Definición (Dr. Harre): “Capacidad de avanzar a la mayor velocidad posible”. Fundamento bioquímico: La resíntesis de ATP se produce por la vía anaerobia: a) Resíntesis del ATP por la vía del CrP (reacción de Loomman):

CPK

ADP + Cr ~P Cr + ATP

b) Resíntesis del ATP por la vía de la glucólisis anaerobia: (C6 H10 O5) n � O2 3 ATP 2 CH3-CHOH-COOH +

C6 H12 O6 ácido láctico 2 ATP

Aumenta marcadamente el ácido láctico en el músculo y en la sangre. b) Fuerza: Sin el adecuado desarrollo de esta, es prácticamente imposible poseer velocidad ni resistencia. En 1959 A.F.Makarova como resultado de sus investigaciones planteó que: “esta se relaciona con el contenido de miosina en la fibra muscular, así como con su actividad ATPasa”.

Definición (Ozolin): “Capacidad física sin la cual no hay posibilidad de desarrollar una técnica ni una táctica perfeccionada, ni una maestría deportiva”.

Fundamento bioquímico: Se sustenta en gran medida en la resíntesis anaerobia de ATP, aunque ello tiene lugar en menor grado que en las cargas de velocidad, y se basa en “el � [Proteínas Contráctiles], así como el � Actividad ATPasa de la Miosina”.

Entrenamiento para la fuerza: En sentido general, tal entrenamiento favorece el destacado aumento de las posibilidades de resíntesis anaerobia del ATP y demás compuestos macroenergéticos. En los entrenamientos para la fuerza, las proteínas musculares están sometidas a grandes desgastes lo que implica una más efectiva recuperación de éstas después del trabajo.

Clasificación (Dr. Harre): -Fuerza máxima: (Levantamiento de pesas, gimnástica, lanzamientos) -Fuerza rápida: (Saltos, carreras de velocidad, juegos deportivos) -Resistencia a la fuerza: (Ejercicios de fuerza de larga duración)

Tipos de fuerza: Se pueden distinguir 2 tipos fundamentales, según el régimen de actividad muscular que se realice: estática ó dinámica. Fuerza estática: (régimen isométrico de trabajo muscular) El músculo está sometido a tensiones activas o pasivas. La tensión activa sucede sin el estiramiento del músculo. La tensión pasiva de fuerza tiene lugar cuando el peso externo trata de estirar el músculo. Fuerza dinámica: (régimen isotónico de trabajo muscular)

Este tipo de esfuerzo (al contrario del anterior) permiten que los músculos aumenten y reduzcan su longitud. En los esfuerzos dinámicos se habla de fuerza explosiva, fuerza rápida y fuerza lenta.

3.-Factores bioquímicos de la capacidad resistencia.- Esta es una capacidad física muy importante para el deportista, ya que “determina en gran medida el nivel total de su capacidad de trabajo físico”. La resistencia puede manifestarse tanto en forma de: “un trabajo de larga duración a nivel dado de potencia hasta que aparezcan los primeros síntomas de fatiga”, o bien, como simplemente “una disminución de la capacidad de trabajo con la aparición de la fatiga”. Además, esta se mide con “el tiempo de trabajo realizado hasta no poder más”(o sea, t lím) Los requisitos fundamentales para lograr el desarrollo de esta capacidad física son: -Posibilidades reguladoras del S.N.C. -Posibilidades de trabajo de los sistemas cardiovascular y respiratorio. -Eficiencia de los procesos metabólicos. -Coordinación entre los diferentes órganos y sistemas de nuestro cuerpo. Todo esto se debe a que la misma se desarrolla sobre la base del predominio de los “procesos oxidativos aerobios”. Fundamento bioquímico: Posibilidad del organismo para mantener una resíntesis prolongada del ATP por vía aerobia o anaerobia, o por la conjugación de ambas. Definición (V. M. Zatsiorski): capacidad del organismo para realizar una actividad un tiempo prolongado, sin disminuir su efectividad. Definición (Dr. Harre): Capacidad que tiene el organismo para resistir el cansancio en ejercicios deportivos de larga duración. La resistencia se puede determinar por la relación entre “la magnitud de las reservas energéticas accesibles para utilizar y la velocidad del consumo de la energía al ejecutar un determinado tipo de ejercicio”, o sea:

Resistencia = [Reservas Energéticas] (tlím) Veloc. Consumo energía El desarrollo de la resistencia se determina por el carácter específico del trabajo, que a su vez depende del grado de la utilización de cada una de las fuentes energéticas que posee el organismo (alactácida, lactácida y aerobia). De este modo, vemos cómo la resistencia posee tres componentes fundamentales, según el tipo de fuente energética que asegure la ejecución del esfuerzo muscular, por esta razón veremos las características bioquímicas y los métodos para el desarrollo de esta, de acuerdo al componente de que se trate: a) Componente anaerobio alactácido: Para desarrollarlo se utilizan con mayor frecuencia ejercicios del tipo de potencia máxima (~ 90-95% W máx.), mediante la realización de los sprint de intervalos (con micropausas de 30”, 60” y 90”), cuyo objetivo principal es lograr “el agotamiento máximo de las reservas alactácidas y el incremento de la estabilidad de las enzimas claves: miosín ATPasa y CPK sarcoplasmática”. Nota: Al ejecutar ejercicios de esta característica, la degradación del ATP y el CrP provocan un � Veloc. Consumo de O2 en los primeros segundos de la recuperación del CrP. Además, en un intervalo de W > 10” la Vreac CPK disminuye rápidamente y por otra parte, el � [ADP] � � Veloc. Glucólisis. Se pueden utilizar carreras de 30m, 60 m y 80 m. b) Componente anaerobio lactácido: Para desarrollarlo se pueden utilizar ejercicios del tipo de esfuerzos límites, los reiterados y los de intervalos , cuyas características proporcionan el � glucogenólisis muscular con lo cual se logra: � [lactato] � � R.A. ( a expensas de las reservas de [glucógeno] muscular ). Además, estos ejercicios logran � Ventilación pulmonar (debido al � Exc. CO2 no metabol.) Se pueden utilizar trabajos standard intervalos (donde la carga repetida se hace con descanso estable, Ej.: 400m ~ 95% con 3 min. recuperación). Ver pág. 374, fig.133 y 134, del texto básico. Esta es la denominada resistencia a la velocidad. c) Componente aerobio de la resistencia: Para desarrollarla se pueden utilizar ejercicios del tipo continuo, reiterado y las variantes de trabajos a intervalo. En este caso para ejercer una influencia suficiente en el metabolismo aerobio, mediante los trabajos de tipo continuo y repetido, la duración del esfuerzo debe ser como mínimo: t > 3‘, para poder lograr un estado estacionario en el cual se manifiesta: -Equilibrio relativo e/ Consumo y Demanda de O2. -Resíntesis del ATP (Por la Fosforilación Oxidativa). -Equilibrio e/ Degradación y Síntesis de las Proteínas. - �Actividad de las Enzimas Oxidativas. Por lo explicado se comprenderá que se puede hablar de: a) Resistencia a la velocidad: Resíntesis relativamente prolongada del ATP sobre la base de procesos anaerobios casi exclusivamente. Ejemplo: las carreras de repetición, casi sin interrupción de tramos. b) Resistencia a la fuerza: (Ídem a la anterior, pero intervienen también procesos aerobios de resíntesis de ATP. Ejemplo: trabajar con pesos moderados y altas repeticiones. c) Resistencia propiamente dicha: En este caso, la resíntesis del ATP se obtiene por vía aerobia. Ejemplo: carreras de medio fondo y fondo en atletismo. Clasificación (según Dr. Harre): -Corta duración (t = 3’ – 9’) -Media duración (t = 10’-30’) -Larga duración (t > 30’) 4.-Cambios bioquímicos que caracterizan a cada capacidad física: a) Velocidad:

-Gran parte del ATP se resintetiza a partir del CrP. -Marcada deuda de oxígeno. -Ocurren intensos procesos glucolíticos, lo cuál provoca el alto incremento en los niveles de ácido láctico. En el atleta entrenado: A mayor grado de entrenamiento para éstos trabajos el organismo se adaptará a trabajar en peores condiciones anaerobias. En el entrenado las concentraciones de ácido láctico en sangre, deben ser menores que en el poco entrenado. En el no entrenado: Un mejor tiempo realizado provoca aumentos mayores de la concentración de ácido láctico. -Las diferencias entre las concentraciones de ácido láctico entre los entrenados y los no entrenados, se explican por el hecho de que a mayor entrenamiento para esta capacidad aumenta en el entrenado la posibilidad de resíntesis del ATP por la vía del CrP. -El incremento de la deuda de O2 y de lactato en el organismo puede considerarse como el aumento de las posibilidades de este para el desarrollo de la capacidad motriz velocidad. -Aumenta la actividad de la Miosín-ATP-asa. -Se dificulta la síntesis de proteínas, y lo que predomina es su degradación durante el trabajo, razón por la que se observa un incremento del amoniaco en el músculo. De las proteínas para entrenados y no entrenados: El trabajo anaerobio disminuye la concentración de ATP, así como las posibilidades de su Resíntesis, así como las proteínas necesitan para su resíntesis del ATP, durante estos trabajos ocurren disminuciones marcadas de las proteínas musculares. Durante la recuperación aumenta sensiblemente la síntesis de proteínas musculares, se producen aumentos no sólo de la masa muscular, sino también de la actividad enzimática de la miosina muscular (actividad ATPasa). b) Fuerza: -La resíntesis del ATP ocurre principalmente por vía anaerobia (pero en menor grado que en la velocidad). -En los esfuerzos estáticos se observa el predominio de la resíntesis de ATP alactácida. Mientras más dura el esfuerzo estático, más anaerobios serán los procesos de resíntesis del ATP (este se resintetiza principalmente por la vía del CrP). La duración de estos esfuerzos son sólo décimas de segundo. -En los esfuerzos dinámicos predominan los procesos de glucogenólisis anaeróbia para resintetizar el ATP. -Cuando no se alcanza la tensión límite, el ácido láctico aumenta marcadamente no sólo por la hipoxia, sino por el volumen propio del trabajo. -Los esfuerzos estáticos provocan un significativo aumento de las proteínas musculares en tensión. -Las proteínas musculares son sometidas a intensos cambios, por lo cual se observa la hipertrofia muscular. Resumiendo las actividades de fuerza: -Los ejercicios de fuerza son anaerobios, aunque en los dinámicos se puede observar la inclusión de procesos aerobios de resíntesis de ATP más que en los estáticos. c) Resistencia: -Disminuye marcadamente la deuda de O2 , por lo cual se pasa a condiciones aerobias. -Resíntesis aerobia del ATP, ya que aumentan los procesos de fosforilación oxidativa. -Los procesos energéticos tienen lugar en condiciones de estado estable. -Cuanto más largo es el trabajo, mayor correspondencia existirá entre el consumo de O2 y su satisfacción. -Aumento relativo, ya durante el propio trabajo, de las posibilidades de síntesis de ATP, CrP, glucógeno, etc. -Aumento de las reservas glucogénicas en especial en el hígado. -Disminución relativa, también durante el trabajo, de las concentraciones de ácido láctico y pirúvico. Esto ocurre porque en el organismo existen mayores posibilidades de oxidar las

sustancias más completamente, es decir, son utilizados no solo los glúcidos como fuente energética, sino además, las grasas de reserva. -Se establece durante el trabajo, un equilibrio en el músculo, entre la degradación y síntesis de proteínas. -Como consecuencia del entrenamiento sistemático, aparece la hipertrofia cardiaca en los deportistas de resistencia, para asegurar el incremento del bombeo de la sangre hacia los tejidos (debido al aumento de la sístole ventricular). 5.-Interrelación de las capacidades motrices: Engelhardt, V.A., Belitzer, B. y otros demostraron que los productos de las reacciones obtenidas por causa de trabajos de máxima y submáxima potencia (ADP, AMP, lactato, NH3, etc.), estimulan después del trabajo, los procesos oxidativos. Esto aumenta en la recuperación la resíntesis aerobia del ATP y demás compuestos energéticos. En lo que hemos explicado, se basa la interrelación entre las capacidades velocidad y resistencia. Dicho más claramente, los trabajos de velocidad ayudan a que en la recuperación se aumenten las posibilidades aerobias (característica ésta última de la resistencia típica). La interrelación entre las capacidades velocidad y fuerza se fundamenta en que, en ambas priman los procesos anaerobios de resíntesis del ATP. También en ambas se aumentan las proteínas musculares, así como la actividad ATPasa de la miosina.

De todo lo planteado anteriormente, podemos concluir que la preparación del deportista para cualquier tipo de actividad siempre debe ser multilateral, de manera tal que en el organismo de este deben crearse las bases bioquímicas para el desarrollo de las tres capacidades motrices, ya que sólo obtendremos resultados óptimos con la utilización en el entrenamiento de un trabajo multilateral. Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.8 (págs. 90-99) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”,Caps. 22 (págs.361-368) y 23 (págs.369-379). ENCUENTRO No.12: “PARTICULARIDADES DEL METABOLISMO EN LAS . DIFERENTES EDADES” CONTENIDO: 1.-Características del metabolismo en la infancia. 2.-Características del metabolismo en la vejez. 3.-Influencia de los ejercicios físicos sobre los procesos metabólicos en las diferentes edades: a.-Infancia. b.-Vejez. 1.-Características del metabolismo en la infancia.- Atendiendo a las particularidades de las diferentes etapas biomorfológicas por las que atraviesa el organismo humano, debemos destacar que en este caso existe en general una inmadurez morfológica y por tanto, posee: -Una menor capacidad funcional, especialmente en el S.N.C., ya que la corteza adolece de un menor desarrollo comparado con los núcleos subcorticales y el sistema neurovegetativo, lo cual limita el papel regulador que sobre los procesos metabólicos ejerce este sistema. -Desarrollo incompleto de las glándulas endocrinas, razón por la que su funcionamiento aún no es completo y se dificultan las posibilidades reguladoras del sistema endocrino sobre los procesos metabólicos en el niño. -Incremento en las necesidades de material plástico (ya sean proteínas, vitaminas y sales minerales) para la síntesis de nuevas estructuras y tejidos que aún no han completado su formación y desarrollo, tanto en niños como en los adolescentes. Así por ejemplo: en el adulto, las necesidades diarias de proteínas oscilan entre 1 - 1.5 g / Kg. P. C., en cambio, en el

adolescente de ~15 años están alrededor de los 2 g / Kg. P.C., mientras que en los niños entre los 2 – 3 años de edad es de ~3.5 g / Kg. P.C. -Debido a lo señalado anteriormente: � Síntesis Proteica, se requiere la utilización de gran cantidad de energía, la cual se necesita para la activación de los aminoácidos que participan en la formación de dichas proteínas y esta se obtiene a expensas de los procesos REDOX vinculados a la de fosforilación oxidativa. -Este notable consumo de energía (en forma de ATP), para los procesos biosintéticos que el organismo en edades tempranas demanda para su propio desarrollo, constituye una gran limitante para la utilización de esta energía en la contracción muscular que la actividad física requiere, razón por la que el esfuerzo muscular en estas edades debe ser limitado. -El incremento de los procesos oxidativos aerobios para asegurar la demanda energética de los procesos biosintéticos, conduce a que se observe un marcado “�necesidades en el consumo de oxígeno”, las que deben ser satisfechas a partir de una actividad intensa del sistema respiratorio. -Los niveles de [Hb] sangre y [Mioglob] músculo más bajos comparativamente con el adulto, condicionan la disminución de las posibilidades para realizar esfuerzos físicos en esas edades tempranas con una marcada deuda de O2 , que equivale a decir:“en condiciones anaerobias”, o dicho de otra manera, “en el niño se observa una �capacidad para realizar Wmuscular en condiciones anaerobias”. -El �Metabolismo (debido al ANABOLISMO intensificado), hace que tanto el sistema cardiovascular como el respiratorio funcionen intensamente, incluso en estado de reposo, lo cual equivale a decir que sus reservas funcionales son menores respecto al adulto, y por esta razón, las [LACTATO]sangre resultan muy superiores al realizar cargas de carácter similar(comparadas con un adulto). -El porcentaje de H2O en el organismo decrece con la edad notablemente: un niño recién nacido (1er día) posee ~85% P.C., a las 2 semanas ( ~14 días) es de ~76%, a los 2 meses ( ~60 días) es de ~66%, a los 6 meses es de ~61%, a los 4 – 5 años es de 59 % y a los 13 años es de ~60 %. El niño pierde mucha agua en el metabolismo diario, así durante las 24 horas del día participa entre ~30 -50 % del total del agua ingerida, en cambio, en el adulto esto equivale a sólo ~15 % ( en resumen, sólo se retienen por las células y tejidos del organismo del niño ~2% del H2O ingerida diariamente). -En general, el organismo del niño se caracteriza por un elevado contenido de agua y además de una gran intensidad de los procesos metabólicos (sólo de los 20 años en adelante es que se observa una tendencia a estabilizar los procesos metabólicos, lo cual determina las particularidades del metabolismo en las diferentes edades). 2.-Características del metabolismo en la vejez.- De manera similar a lo que planteamos en el caso del niño, en el organismo que envejece se ponen de manifiesto toda una serie de modificaciones sustanciales que determinan un comportamiento diferente en estos sujetos, así tenemos que entre otros cambios se observa: -Variación significativa en la composición del cerebro, de modo tal que � [lípidos] y en cambio, � [Proteínas], lo cual altera notablemente el metabolismo de este tejido y por ende, su función reguladora es afectada considerablemente. -Alteración en la secreción de las glándulas endocrinas, debido a que las células y tejidos de este sistema con el decursar de los años se ven notablemente afectadas y prácticamente resulta ineficiente el poder regulador de este sistema para prevenir todas las modificaciones de los procesos metabólicos que se manifiestan en esta etapa. -Disminución [Proteínas P.M . bajo] y en cambio, � [Proteínas P.M. elevado] , de modo general, la [ Proteínas ]plasma tienden a disminuir sistemáticamente entre los 21 a los 60 años de edad. -Disminución de la Síntesis Proteica (que requiere de los ácidos nucleicos y estos decrecen paulatinamente con la edad). Por esta razón, se observa: “� Velocidad de Renovación de las células del cerebro y del músculo”(debido a que los procesos de división celular se alteran y como consecuencia de esto muchas células se atrofian y mueren , por lo cual el número de neuronas en la corteza disminuye, así como también que el promedio de la masa muscular en los ancianos entre 70 – 80 años � ~30% ).

-En correspondencia a lo señalado anteriormente (� Síntesis Proteica), trae aparejado que � Síntesis Enzimas Oxidativas , ello equivale a que � Procesos de Fosforilación Oxidativa, por tanto: la Formación de ATP se afecta notablemente. -Los niveles de lípidos en sangre aumentan con la edad, así � [Colesterol]sangre a valores máximos entre los 60 – 70 años de edad. -Gran pérdida del contenido de H2O en los tejidos con el incremento de la edad. 3.-Influencia de los ejercicios físicos sobre los procesos metabólicos en las diferentes edades: a.-Infancia.- La aplicación de ejercicios físicos en el organismo del niño estimula en el período de descanso posterior al esfuerzo muscular la posibilidad de �Procesos Biosintéticos(ocurre la Supercompensación de las sustancias que fueron afectadas durante el Wmuscular , favoreciéndose así la renovación y crecimiento de diferentes tejidos). En general, podemos plantear que: ORGANISMO INFANTIL Características Fisiológicas : Objetivo de los Ejercicios Físicos: -No existe desarrollo del sistema � Desarrollo del Organismo Cardiorrespiratorio, por lo que no se deben realizar Esfuerzos Físicos Típicos de Resistencia. Tipos de Ejercicios Recomendados: -Dosificados (por la poca posibilidad de . asegurar energéticamente el esfuerzo por vía anaerobia). -No agotadores (para asegurar el buen desarrollo de la recuperación). -Corta duración (sin exigencias de Cargas de �Fuerza ni � Rapidez). Influencia de los ejercicios: -� Masa Muscular -� Reservas Energéticas - � Regulación de los Procesos Metabólicos RESUMEN: � Capacidad potencial para ejecutar W físico mayor b.-Vejez.- La aplicación de ejercicios físicos en esta etapa conduce a la estimulación de: -Retardo de los procesos de vejez. -�Capacidad de Trabajo Físico. -Aseguramiento de la Longevidad. De manera general podemos plantear que: ORGANISMO QUE ENVEJECE Características Fisiológicas: Objetivo de los Ejercicios Físicos: - � Capacidad Funcional �Mantenimiento del Equilibrio de los (Sistema Cardiovascular y Procesos Metabólicos. Sistema Respiratorio). Nota: Esto se corresponde con que “no se aseguran los procesos metabólicos en cargas duraderas”.

Tipos de Ejercicios Recomendados: -Corta duración Influencia de los Ejercicios: -� Actividad de los Procesos Metabólicos. -� Síntesis Proteica (� Masa Muscular, así como � Tono Muscular). -�Actividad Enzimática. -� [Colesterol] sangre

-� Secreción Hormonal (favorece el mantenimiento de la homeostasis) -�Actividad de los Mecanismos Reguladores. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León, “Bioquímica de los ejercicios físicos”, Cáp. 13 (págs. 135-139) ENCUENTRO No.13 Seminario No. 3: “CARACTERÍSTICAS BIOQUIMICAS DE LAS CUALIDADES . . FÍSICAS Y DEL METABOLISMO EN LAS DIFERENTES EDADES” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de las características bioquímicas de cada una de las cualidades físicas y del metabolismo en la infancia y la vejez. OBJETIVO: Analizar las variaciones bioquímicas que ocurren en el organismo a consecuencia de la realización de actividad física sistemática.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Esencia del principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular. b) Factores bioquímicos que limitan a las cualidades velocidad y fuerza. c) Fundamento bioquímico de las cualidades velocidad, fuerza y resistencia. d) Requisitos fundamentales que determinan el desarrollo de la resistencia. e) Cambios bioquímicos que caracterizan a cada una de las cualidades motoras. f) Particularidades del metabolismo en la edad infantil y en la vejez. g) Influencia de los ejercicios físicos sobre el metabolismo en las diferentes edades. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario.

1- ¿Cuál es la esencia del principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular? Ilustre con ejemplos esto. 2.- ¿Por qué las cualidades velocidad y fuerza se encuentran estrechamente vinculadas entre sí? Justifíquelo señalando las particularidades bioquímicas que soportan la base de su desarrollo. 3.-Mencione algunos de los diversos factores de los cuales depende el desarrollo de las cualidades velocidad y fuerza. 4.-¿Qué factores bioquímicos son los que fundamentalmente limitan el desarrollo de las cualidades velocidad y fuerza? Explique.

5- ¿Qué tipos de ejercicios son los más recomendables a utilizar en el entrenamiento para poder lograr un incremento de las cualidades velocidad y fuerza? Explique ¿qué se logra desde el punto de vista bioquímico con cada uno de estos? 6-¿Por qué se plantea que la resistencia es una cualidad importantísima para el deportista? Fundaméntelo sobre la base de su manifestación. 7- ¿Cuáles son los requisitos fundamentales para que se pueda lograr el desarrollo de la resistencia? Fundaméntelo. 8- ¿Cómo se puede determinar desde el punto de vista bioquímico la resistencia? 9.- ¿Cuál es la base o fundamento bioquímico sobre el que descansa el desarrollo de la resistencia? Fundaméntelo. 10.-¿Cuáles son los componentes que garantizan desde el punto de vista energético el desarrollo de la resistencia? Explique las particularidades de cada uno. 11.-¿Qué tipos de ejercicios son los mas recomendables a utilizar en el entrenamiento para poder lograr el desarrollo de cada uno de los componentes de la resistencia? 12.-Señale los cambios más significativos que caracterizan a cada una de las cualidades motoras. 13.- ¿Cómo puede ejemplificar Ud. la interrelación en las 3 cualidades motoras estudiadas? Fundaméntelo. 14.-Señale algunas de las particularidades metabólicas del organismo en la edad infantil. 15.-¿Por qué se plantea que en el niño existe una limitación para realizar esfuerzos físicos de carácter anaerobio? Diga además, ¿cómo se comportan en el niño los niveles de lactato sanguíneo al realizar un esfuerzo físico de carácter similar al que realiza un adulto? 16.-Señale algunas de las particularidades metabólicas del organismo que envejece. 17.-¿Cómo se comporta la síntesis de proteínas en el organismo que envejece? Señale la repercusión que esto trae sobre los diferentes órganos y tejidos como pueden ser el S.N.C. y el músculo esquelético. 18.-¿Qué objetivos persigue la aplicación de ejercicios físicos en los niños? Diga además, ¿cómo influyen estos sobre el metabolismo en estas edades? 19.-¿Qué objetivos persigue la aplicación de ejercicios físicos en el organismo que está envejeciendo? Diga además, ¿cómo influyen estos sobre el metabolismo en estas edades? 20.-¿Cuáles son los ejercicios mas recomendables a utilizar en las diferentes edades: infancia y vejez? Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Caps.9 (págs. 90-99) y 13 (págs.135-139). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 22y 23 (págs. 361-379) TEMA IV: “FACTORES BIOQUÍMICOS PARA EL INCREMENTO DE LA EFECTIVIDAD DEL ENTRENAMIENTO”. ENCUENTRO No. 14:“MÉTODOS BIOQUÍMICOS PARA LA EVALUACIÓN DE LAS . REACCIONES DEL ORGANISMO DURANTE LA APLICACIÓN . DE CARGAS FÍSICAS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales. 2.-Objetivos generales del control bioquímico en el deporte 3.-Determinación de la capacidad de trabajo general y específico. 4.-Tipos de controles bioquímicos. 5.-Importancia de la determinación del lactato y la urea en la preparación del deportista. 1.-Consideraciones generales.- Ante todo resulta necesario comprender las diferencias entre entrenamiento deportivo y preparación del deportista, de modo tal que la esencia de cada uno de estos términos:

a) Nivel de entrenamiento: Se encuentra relacionado con los cambios biológicos adaptativos que se manifiestan en el organismo del deportista por efecto de la influencia del entrenamiento sistemático y que provocan un incremento de la capacidad de trabajo físico. b) Preparación del deportista: Representa un concepto más amplio, es decir, un conjunto de cambios biológicos y psicológicos que le permiten alcanzar al deportista un nivel cada vez más elevado en el entrenamiento. En resumen, “el proceso de entrenamiento deportivo, tiene que ser planificado sobre bases sólidas, apoyadas en principios y leyes científicas de modo tal que se creen las condiciones óptimas para alcanzar la forma deportiva a su debido tiempo, así como poderla mantener durante un período que permita asegurar logros en el rendimiento deportivo, que respondan a los plazos prefijados de las competencias más importantes del calendario anual de estas”. De este modo, la planificación del entrenamiento deportivo debe contemplar “los medios y métodos de control adecuados, para conocer los resultados que se vayan obteniendo durante el desarrollo del macrociclo de entrenamiento y de esa manera poder tomar las medidas correctivas necesarias (en el caso que se requiera), para alcanzar los objetivos propuestos, según la etapa que se este analizando”. 2.-Objetivos generales del control bioquímico en el deporte: En resumen estos se pueden plantear en tres principales que son: a) Evaluar la capacidad de trabajo física general y específica b) Evaluar las cargas de entrenamiento y su soportabilidad en el deportista. c) Evaluar la actividad competitiva.

3.-Determinación de la capacidad de trabajo física general y específica: Para comprender este aspecto: “es necesario diferenciar lo que se entiende por cada una”. Capacidad de trabajo físico general: Para calcularla el deportista debe realizar una carga estandarizada que aumente gradualmente en escalera donde la potencia de trabajo y los parámetros biológicos: VO2, F.C., lactato, E.A.B., etc. son fijados previamente de acuerdo a las características del deportista. Se utilizan los llamados test internacionales (siendo los más empleados: el maximale steady state y el vita máxima) en la bicicleta ergométricas, el tapiz rodante o en el ergómetro de remos. Aquí se evalúan las posibilidades funcionales del deportista en general, donde se tienen en cuenta parámetros bioquímicos y fisiológicos, lo cual se debe realizar como mínimo 2 veces en el macrociclo de entrenamiento (al inicio de la P F G y al final del P P C). Esto se lleva a cabo mediante el control a profundidad. Capacidad de trabajo físico especifica: Para calcularla se utilizan los test específicos para cada especialidad deportiva, confeccionados atendiendo a las características y particularidades de cada deporte (como objetivo central), donde se tienen en cuenta además, el criterio de los técnicos y especialistas deportivos, asesorados por los metodólogos y demás especialistas (médico, psicólogo, biomecánico, bioquímico, etc.) que conforman el equipo o colectivo de trabajo para el control del entrenamiento. De este modo, hay que destacar por ejemplo que, “el test para determinar la capacidad de trabajo especifico de un velocista, no puede ser igual que para un fondista”, ya que cada uno persigue objetivos diferentes. El análisis de: la forma en que reacciona el deportista a las cargas específicas permite dividir a estas, en cuanto al valor energético del trabajo, en diferentes zonas : 1.-Aerobia (40 mg % , ó 4,4 mmoles/l) RESISTENCIA 2.-Mixta (>40–120 mg%, ó > 4,4-13,6 mmoles/l) RESISTENCIA A LA VELOCIDAD. 3.-Anaerobia (>120 mg%, ó >13,6 mmoles/l) VELOCIDAD

De este modo, si analizamos el caso del velocista y el fondista podemos plantearnos hacia que zona debe cada uno trabajar. Para determinar esto, es muy útil el llamado control bioquímico por etapas (debe realizarse uno al final de cada etapa: P.F.G., P.F.E. y P.P.C.), o sea, se realizarán 3 como mínimo en el macrociclo. 4.-Tipos de controles bioquímicos: Para abordar este aspecto se debe plantear que: “durante el desarrollo del macrociclo de la preparación del deportista, se pueden realizar cuatro tipos de controles, de acuerdo a las características de lo que queremos evaluar, debiendo tener presente que existe 4 tipos diferentes de estos: a profundidad, por etapas , contínuo y durante la competencia”. Una vez señalado esto, se deben puntualizar las características de cada uno: a) A profundidad: Es un control integral, en que se tienen en cuenta toda una serie de condiciones (previamente fijadas) para poder evaluar la capacidad de trabajo físico general del deportista. Se debe realizar teniendo en cuenta criterios de un equipo de trabajo integrado por médicos, fisiólogos, bioquímicos, metodólogos y entrenadores, utilizando los test internacionales (maximale steady state, vita máxima, etc. Se deben realizar como mínimo 2 en el macrociclo anual (uno al inicio de la P.F.G. y otro al final del P.P.C). b) Control por etapas: Es aquel que se lleva a cabo en cada una de las etapas del macro ciclo de entrenamiento: P.F.G, P.F.E y P.P.C, de modo que nos permita conocer como el organismo se va adaptando a las cargas, es decir, que nos informa acerca de la disposición funcional del deportista en cada etapa, así de cómo se encuentra el mismo respecto a las otras etapas. Se debe realizar como mínimo 3 veces en el macrociclo de entrenamiento. c) Control contínuo: Es aquel que se lleva a cabo de modo sistemático, a lo largo de cada una de las etapas que conforman el macrociclo de entrenamiento, de modo que nos permite evaluar la influencia de las sesiones de entrenamiento sobre el organismo del deportista de manera objetiva y precisa. Se debe realizar el número de veces mayor que sea posible. d) Control durante la actividad competitiva: Es aquel que como lo indica su nombre, nos expresa el grado de preparación del deportista ante la competencia, ya que es el resultado del trabajo de preparación previa a la competencia, o sea, es el control que se lleva en el momento de la competencia. Se debe realizar el número de veces que sea posible.

NOTA: Evalúa la respuesta del organismo a la competencia, y esto constituye un objetivo importante en la bioquímica del deporte, pues el análisis de los cambios experimentados en el organismo del deportista en condiciones de competencia permiten crear las bases de un modelo bioquímico del deportista de elevado nivel en las diferentes disciplinas deportivas. Para ello es necesario evaluar los resultados bioquímicos con las observaciones pedagógicas del entrenador y de ese modo evaluar las posibilidades reales del atleta, lo cual constituye efectivamente a adecuación y corrección del entrenamiento en los casos que se precise hacerlo, y con ello lograr una orientación y dirección del proceso que permite alcanzar mejores resultados deportivos. 5.-Importancia de la determinación del lactato y la urea en la preparación del deportista: En este aspecto, el docente deberá señalar que esto corresponde con: “la evaluación de las sesiones de entrenamiento y la soportabilidad a las cargas”. En primer lugar, se analizará la importancia de la determinación del lactato, este aspecto está estrechamente ligado con las zonas energéticas vistas en función de los valores de [lactato]sangre: Por otra parte si analizamos un deportista en 3 momentos diferentes del macrociclo anual de entrenamiento: P.F.G., P.F.E. y P.P.C., se observará en una grafica de[Lactato]sang. vs. W lo siguiente:

Wx NOTA: Aquí insistiremos que la gráfica del lactato es un fiel indicador del grado de utilización de los mecanismos de resíntesis de ATP y nos sirve para evaluar la respuesta del deportista ante una carga determinada (Wx) Así por ejemplo: Wx [[ lactato]] I >> [[ lactato]] II >> [[ lactato]] III (Esto se debe a que en el P.P.C. están más perfeccionados los mecanismos aerobios) De este modo de acuerdo a las capacidades funcionales que se quieran desarrollar debemos trabajar en una zona u otra: a) Desarrollo de las capacidades aerobias: Se deben alcanzar valores de lactato entre 40 – 80 mg% (4,4 – 8,8 mmol/l. La resíntesis de ATP se realiza con predominio de la fosforilación respiratoria. NOTA: Este tipo de entrenamiento favorece el desarrollo de la resistencia . b) Desarrollo de las capacidades mixtas: Se deben alcanzar valores de lactato entre 80 – 120 mg% (8,8 – 13,3 mmol/l. La resíntesis del ATP se produce tanto por los mecanismos aerobios como anaerobios. NOTA: Este tipo de entrenamiento es para desarrollo de la resistencia a la velocidad. c) Desarrollo de las capacidades anaerobias: Se deben sobrepasar los valores de lactato de los 120 mg% (> 13,6 mmol/l). La resíntesis de ATP se produce en condiciones anaerobias, fundamentalmente a expensas de la glucólisis. NOTA: Este tipo de entrenamiento logra el desarrollo de la velocidad. No debe someterse al deportista a entrenamientos sostenidos de volumen e intensidad elevados para evitar caer en cargas supramaximales. En segundo lugar, se procederá a señalar el rol que desempeña la urea durante el macrociclo del entrenamiento, debido a que la misma como sabemos se obtiene como resultado de la degradación de las proteínas, y por tal razón, “constituye un fiel indicador del grado de recuperación del organismo del deportista frente a las cargas de entrenamiento a que este se encuentra sometido constantemente”. ¿Por qué es necesario el control continuo?

Porque nos permite valorar de manera sistemática como van influyendo las diferentes cargas realizadas a través de su preparación, mediante las sesiones de entrenamiento en sus procesos y cambios adaptativos del organismo. ¿Cómo se puede lograr esto? Mediante la determinación de la urea en sangre se puede valorar el grado de soportabilidad de las cargas y además, el nivel de recuperación del organismo a las cargas , ya que ésta sustancia es el metabolito terminal del metabolismo proteico. En condiciones de adaptación a las cargas, los niveles de urea en sangre se mantienen normales, sin embargo, en casos de sobrecarga se incrementan estos y no se recuperan sistemáticamente: son el aviso de un posible estado de sobreentrenamiento. Dinámica de la urea en un microciclo: Debe explicarse la forma en que deben realizarse las

determinaciones de la urea, es decir, en relación con las cargas, o sea: 1. Determinación en reposo (lunes) 2. Determinación después de la primer trabajo fuerte (martes). Así sucesivamente, para analizar el efecto de las cargas sobre el organismo, de modo que pueden presentarse 3 alternativas: 1ro: [Urea] sangre < 1,7mmol/l La carga resultó insuficiente (por debajo) 2do: [Urea] sangre ~ 1,7 – 6,8 mmol/l La carga resultó efectiva 3ro: Urea] sangre > 6,8 mmol/l La carga resultó elevada (por encima de sus posibilidades) Esto se puede visualizar gráficamente así:

De este

De este modo, mediante el control continuo, cumplimos con el segundo objetivo del control bioquímico en el deporte, lo cual al llevarse acabo a lo largo de diferentes micro ciclos, nos permite evaluar la influencia de las cargas de entrenamiento de una forma objetiva y precisa. “LA NUTRICIÓN EN EL DEPORTE”. CONTENIDO: 1.-Importancia de la alimentación. 2.-Funciones principales de la alimentación. 3.-Características que debe reunir la dieta del deportista. 4.-Incremento de la capacidad de trabajo y los procesos de recuperación mediante factores dietéticos complementarios. 5.-Suministro de factores dietéticos en el momento adecuado de acuerdo a las características del esfuerzo. 1.-Importancia de la alimentación.

a) La alimentación es un factor básico e imprescindible para el mantenimiento de la actividad vital. b) Todos los procesos biológicos que existen en el organismo exigen un determinado gasto energético: la energía necesaria para el trabajo mecánico de los músculos, para la actividad nerviosa superior, para mantener la temperatura corporal, para la síntesis de las proteínas. c) El organismo tiene que restituir sin interrupción las sustancias y elementos químicos componentes de sus tejidos, que sufren constantemente desgastes en los procesos metabólicos. d) Una dieta equilibrada y reforzada con factores complementarios, ayuda al incremento de la capacidad de trabajo física y además, permite acortar el período de recuperación. 2.-Funciones principales de la alimentación.- En general se puede considerar que la alimentación tiene tres funciones: a) Función energética (representada fundamentalmente por los glúcidos y los lípidos). b) Función estructural ó plástica (representada por las proteínas). c) Función complementaria (representada por las vitaminas y las sales minerales). Pasaremos a detallar algunas de particularidades de cada una: a) Función energética: -El organismo necesita constantemente un suministro de energía, aún en condiciones basales (o sea, en estado de reposo absoluto), debido a que continua la actividad de los diferentes órganos y sistemas. A ese gasto energético mínimo es a lo que se le conoce como metabolismo basal. -En condiciones normales debe existir un equilibrio entre la cantidad de energía que el organismo gasta diariamente en sus diferentes funciones y la cantidad de energía que a él se incorpora con los alimentos, así cuando la ingestión calórica se encuentra por encima del gasto, arrojará un balance positivo,(estamos en presencia de una dieta hipercalórica); en cambio, si la ingestión se encuentra por debajo del gasto, es un balance negativo (estamos en presencia de una dieta hipocalórica). -Mientras más dinámica sea la actividad que realice un sujeto, mayor será el gasto energético de su organismo. Por tal razón, las normas dietéticas en cuanto a los valores calóricos son más elevadas para los deportistas, si lo comparamos con los sujetos no deportistas. -En el caso del deportista, el gasto energético depende entre otros factores de: tipo de deporte, nivel o categoría deportiva (que en el caso de los deportes de combate esta determinado por el peso corporal), de las condiciones del entrenamiento que se realice, de la temperatura ambiental, etc. A continuación veremos algunas breves consideraciones generales acerca de los principales componentes energéticos de la alimentación: Glúcidos: Constituyen los sustratos energéticos por excelencia de los tres nutrientes que se incorporan con los alimentos en la dieta diaria, debido a su fácil oxidación (incluso en condiciones anaerobias). -Los monosacáridos más importantes en la nutrición humana son: glucosa, fructosa y galactosa. -Los disacáridos de mayor importancia para el hombre son: sacarosa, lactosa y maltosa. -El polisacárido más importante para el hombre es el glucógeno (porque es el que se almacena fundamentalmente en el hígado, así como en el músculo). -Las fuentes naturales de glúcidos son: los cereales, las verduras y las frutas. Los azúcares refinados (fundamentalmente sacarosa, así como el almidón) se ingieren en cantidades considerables en los distintos productos elaborados por la industria alimenticia (dulces, pasteles, bebidas no alcohólicas, helados, etc.). -Las reservas de glucógeno hepático en el hombre se calcula que oscilan entre los 300-400 g., siendo en el deportista estos valores superiores, s decir, entre 500-600 g. -Estas sustancias desempeñan un papel de gran importancia en la práctica deportiva, debido a que ellos brindan con relativa rapidez su caudal energético, en especial para el trabajo de los músculos, ya que constituyen los principales sustratos energéticos para los esfuerzos físicos de máxima y submáxima potencia.

Grasas: Son las denominadas fuentes concentradas de energía, debido a que se almacenan en forma anhidra (fundamentalmente en el tejido adiposo) y además, al oxidarse liberan más del doble de la energía que los glúcidos y las proteínas, o sea, en el caso de las grasas se desprenden ~9,3 kcal/g, mientras que en los otros dos es ~4,1 kcal/g. -A diferencia de los glúcidos, las grasas pueden almacenarse en nuestro organismo en cantidades relativamente grandes, no sólo en el tejido adiposo, sino además en otros tejidos como el nervioso que es rico en otros tipos de lípidos. -La demanda diaria de grasas por el organismo humano oscila entre los 80-100 g. debiendo estar como mínimo ~1/3 de estas como aceites vegetales, los cuales presentan ácidos grasos insaturados, es decir, con dobles enlaces en sus cadenas carbonadas, lo cual los hace más asimilables por el organismo, pues participan con mayor facilidad en las reacciones metabólicas, además de que pueden cumplir con la función de vitaminas. El valor alimenticio de las grasas está determinado por su grado de asimilación, el cual a su vez depende del punto de fusión y de su composición química. Las grasas de la ración diaria satisfacen casi la tercera parte de la demanda energética del organismo. -Las grasas no sólo desempeñan función energética, pues ellas también cumplen otras funciones de gran importancia como es la estructural (en las membranas celulares: la doble capa lipoproteica). -Las fuentes naturales de grasas de origen animal son: la leche y sus derivados (en especial la mantequilla), así como las carnes, tanto de res, de aves, y sobre todo la de cerdo, a pesar de que esta última resulta de difícil digestión así como de menor asimilación por el organismo que las otras y que las grasas vegetales, pero no obstante a ello, las carnes y sus derivados deben incluirse en la ración del deportista, como parte esencialmente importante de la dieta. Otras fuentes naturales de sustancias del tipo grasas, son: los huevos (en particular la yema), las vísceras (hígado, corazón, riñón, etc.), así como las grasas de origen vegetal, entre los que podemos citar los aceites de maní, de girasol, de oliva, de soya, etc., además, existen frutos y semillas ricos en estas sustancias como son el aguacate, el coco, el cacao, etc. que brindan un buen aporte de grasas a la dieta. -Las grasas del tipo de los aceites vegetales, desempeñan un importante papel en la alimentación de los deportistas que ejecutan esfuerzos físicos de carácter prolongado (corredores de maratón, ciclistas de carretera, y aquellos que utilicen considerablemente las grasas), de manera que la cantidad de aceites vegetales debe cubrir entre un 20-25%, los maratonistas, los ciclistas de carretera, los nadadores de distancias grandes, la normativa de grasas en la ración diaria debe estar alrededor de un 30%, para los deportistas que practican los restantes tipos de deportes oscilan ~ 24-26%. Es conveniente señalar que en condiciones de clima tropical, es posible que puedan variarse las proporciones del valor calórico de la ración diaria, de manera que pueden disminuirse las grasas sobre todo y los glúcidos, pero en cambio, se debe aumentar el componente proteico de la alimentación. b) Función estructural ó plástica: El principal papel en esta importantísima función para el organismo la tienen las proteínas. Esta función se encuentra directamente relacionada con la masa muscular del organismo (en este sentido debemos recordar que ~90% de los constituyentes orgánicos del residuo seco en la célula de los animales está representada por las proteínas); por esta razón una alimentación conteniendo una proporción insuficiente de proteínas a serias alteraciones en el metabolismo, pudiendo manifestarse determinadas patologías en los diferentes órganos y sistemas de nuestro cuerpo como son el sistema osteomioarticular, el tejido nervioso, el sistema inmunológico, el sistema digestivo y el circulatorio, así como que además se presentan otras afecciones como son entre otras la disminución en la capacidad de trabajo físico. Diversas investigaciones realizadas con animales de laboratorio han demostrado como aquellos en los cuales se les somete a un régimen de restricción en las cantidades de proteínas en su dieta, que aparecen toda una serie de trastornos y anomalías metabólicas vinculadas con la disminución de la actividad de los

ribosomas (orgánulos encargados de la síntesis de proteínas en la célula), y al parecer estos cambios en la actividad de estas estructuras subcelulares son la causa de las manifestaciones externas de la insuficiencia en la incorporación en la dieta diaria de las proteínas, por esta razón una de las cuestiones mas importantes de la alimentación la constituye el hecho de la adecuada satisfacción de la demanda diaria de las proteínas por el organismo. Esta demanda de proteínas en la ración diaria debe ser cumplimentada por alimentos ricos tanto en proteínas de origen animal como vegetal, debiendo destacarse que cada tipo de estas poseen diferente valor nutritivo, lo cual está en relación directa con la composición aminoacídica de estas, es por esto que las de origen animal por ser de composición similar en aminoácidos a las del cuerpo humano, resultan de un mayor valor, con relación a las de origen vegetal; no obstante, resulta necesario el poder combinar ambos tipos de estas en la ración diaria para así asegurar las proporciones adecuadas según las necesidades del organismo humano. La actividad física incrementada, tal como son las diferentes modalidades deportivas llevan implícito un incremento en las necesidades diarias de proteínas en la alimentación , lo cual se debe al hecho que se observa aparejado a esto un aumento en los productos de desecho del metabolismo proteico así como de los ácidos nucleicos, es decir, se incrementa a través de la excreción por la orina de sustancias tales como: la urea, la creatinina, el ácido úrico e incluso en ocasiones los propios aminoácidos y las bases nitrogenadas (tanto púricas como pirimídicas). Esto es característico en los deportes donde se manifiestan grandes desgastes físicos, como pueden ser las carreras ciclísticas de carretera y las de maratón, por citar ejemplos muy comunes. Es conveniente destacar que durante la ejecución de las actividades deportivas, tienen lugar un incremento marcado de los procesos neuromusculares, y se sabe por experiencias llevadas a cabo que las proteínas de origen animal son buenas estimulantes de estos procesos, así en las normativas establecidas por el MINSAP, se indica que por lo menos el 57% del total de proteínas de la ración diaria, debe ser de origen animal. Por esta razón, es indispensable el realizar una elección adecuada de las fuentes proteicas para la ración del deportista de categoría élite, pues sobre todo estas deben ser variadas y sobre todo de un elevado valor nutritivo. No queremos concluir en este sentido sin plantear que la ración diaria del deportista debe incluir carnes y sus productos derivados, pescados y mariscos, huevos y leche así como los productos lácteos (queso, mantequilla, yogurt, etc.) , debido que este alimento tiene una gran importancia como fuente de fósforo fácilmente asimilable y además como fuente proveedora del aminoácido metionina, que resulta imprescindible para facilitar el metabolismo de las grasas. c) Función complementaria: En este sentido, debemos destacar el papel que desempeñan dos tipos de constituyentes minoritarios en el organismo: las vitaminas y las sales minerales. Vitaminas: Ellas resultan imprescindibles para que exista una alimentación racional y balanceada, pues a pesar que se ingieren en cantidades relativamente pequeñas con los diferentes productos naturales (fundamentalmente se incorporan en las frutas y vegetales) resultan los cofactores de las enzimas, proteínas de función especializada que aseguran los procesos de biocatálisis en los organismos vivos (los cuales transcurren en condiciones prácticamente isotérmicas e isobáricas). Es conveniente destacar que las deficiencias vitamínicas pueden conducir a serios trastornos metabólicos, en dependencia al grado de la insuficiencia en la dieta, que se catalogan como hipovitaminosis, o bien avitaminosis, lo cual repercute negativamente en especial para el caso del deportista, pues afecta considerablemente sobre los procesos de recuperación, así como que conduce que se manifieste una disminución en la efectividad del entrenamiento. Incluso, por el contrario sus necesidades se incrementan en el caso del deportista y la dieta de estos debe estar enriquecida con algunas de ellas: las del complejo B (B1, B2, B3, B6, B12, B15, etc.), así como la C, la A, la D y la E entre otras. Sales minerales: Estos por su parte permiten que se realicen infinidad de funciones en el organismo, y como sabemos se encuentran también estrechamente vinculadas al metabolismo de los 3 nutrientes fundamentales(glúcidos, lípidos y proteínas) , y así se sabe que la insuficiencia de ellos en la alimentación conduce a serias alteraciones en el desarrollo normal de los procesos fisiológicos, lo cual se refleja en la disminución de la capacidad de trabajo y hasta incluso en

ciertas ocasiones en la aparición de estados patológicos. El papel de las sales minerales en la alimentación del deportista resulta de gran importancia debido a que el metabolismo en estos sujetos se encuentra incrementado a consecuencia del esfuerzo físico y ello hace que sus necesidades se incrementen debido a las grandes pérdidas que se producen a través de la eliminación de estos por el sudor. Entre algunos de los que más atención se les debe prestar por las funciones que desempeñan se encuentran: sodio, potasio, calcio, magnesio, fósforo y hierro. Nota: Para ampliar sobre este contenido se puede consultar en el texto “Higiene de la Cultura Física y el Deporte” de A. Laptio y A. Minj, las páginas 102-105. Destacando las características fundamentales de los glúcidos, triglicéridos, ácidos grasos insaturados y las proteínas en la actividad física sistemática. 3.-Características que debe reunir la dieta del deportista. El trabajo realizado por un deportista difiere esencialmente al trabajo realizado por un obrero por dos aspectos fundamentales: 1ero. Mayor intensidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo por parte del deportista, lo cual equivale a que se incrementan los procesos metabólicos.

2do. La mayor parte de los ejercicios físicos que realiza el deportista se verifican con predominio de condiciones anaerobias, las cuales no se observan en un grado tal en los procesos laborables. OBRERO DEPORTISTA P----L-----G P-------L-------G 1gr : 1gr: 4gr 1gr: 0.7-0.8 gr.: 4gr 14% 31% 55% 15% 25% 60% Para calcular el % en el deportista, se procede de la siguiente forma: Proteínas: 1g x 4.1 Kcal. = 4.1Kcal g Lípidos: 0.75g x 9.3 Kcal. = 6.97 Kcal. g Glúcidos: 4g x 4.1 Kcal. = 16.4 Kcal. g Por tanto, al expresarlo en por ciento quedan estas calorías. 4.1 Kcal. + 6.9 Kcal. +16.4 Kcal. = 27.4 Kcal. (que equivale al 100%) Proteínas: 4.1 x 100=15% Lípidos: 6.9 x 100= 25% Glúcidos: 16.4 x 100= 60% 27.4 27.4 27.4 Las normas alimentarias de un deportista difieren a la de un obrero, en los siguientes aspectos: a) En condiciones de insuficiencia de O2 (procesos anaerobios) disminuyen las proteínas musculares, sintetizadas rápidamente en la etapa de recuperación. b) La oxidación de los lípidos ocurre en condiciones aerobias (cargas prolongadas), en cambio, los glúcidos pueden ser oxidados en condiciones anaerobias y aerobias. 4.-Incremento de la capacidad de trabajo y los procesos de recuperación mediante factores dietéticos complementarios. a)Glucosa y sacarosa: (mantiene la glicerina para el trabajo físico del músculo y el S.N.C)

b)Sales de Fósforo: ( �Velocidad de la glucogenólisis, �[CrP], � Fosforilación Oxidativa) c)Metionina (aminoácido): Favorece la acción lipotrópica, o sea, � la transformación de las grasas neutras en fosfátidos. d)Ácidos grasos insaturados: Aumenta la resistencia de las estructuras subcelulares, mitocondrias y ello favorece los procesos aerobios. e)Vitamina B15: Contribuye a elevar el grado de utilización de O2 por el organismo, facilita soportar la hipoxia. Eleva los niveles de glucógeno en el hígado. f)Ácidos glutámico, cítrico y málico: Procesos aerobios y favorece la remoción del lactato. g)Monohidrato de creatina (Suplementación oral): [Cr~P] en el músculo y se incrementa su resíntesis durante la fase de recuperación. Nota: Existen estudios que demuestran que la ingestión de 5gr de monohidrato de creatina 4 veces al día por espacio de una semana proporciona un efecto inmediato beneficioso sobre el rendimiento físico.

5.-Suministro de factores dietéticos en momentos adecuados según la característica de la actividad realizada. Debe destacarse que es necesaria la utilización de suplementos dietéticos al deportista, tanto en las sesiones de entrenamiento, así como en las competencias y de acuerdo a las posibilidades según las características del tipo de esfuerzo, se deben suministrar ciertas sustancias. De este modo se debe distinguir 3 momentos: a) Antes del esfuerzo: -Sustratos de fácil oxidación, azucares sencillos (monosacáridos o disacáridos) que pasan rápidamente del intestino a la sangre y son empleados como sustratos de oxidación. -Deben suministrarse estos azucares a deportistas que participan en competencias varias veces al día. Ejemplos: pesistas, esgrimistas, carreras cortas, lanzamientos y saltos. b) Durante el esfuerzo: -Esta es imprescindible cuando las cargas físicas son prolongadas y van acompañadas de grandes perdidas energéticas. -La eliminación en la distancia no solo reabastecen las fuentes de energía sino también ayuda aprovechar de forma más completa las ya existentes en el organismo, Debe suministrarse fundamentalmente NaCl para evitar la deshidratación. c) Al concluir el esfuerzo: -Este tipo de alimentación es imprescindible para reabastecer los recursos energéticos del organismo y recuperar la capacidad de trabajo deportivo en el menor tiempo posible. -Las sustancias alimenticias deben ser ingeridas inmediatamente de haber concluido el trabajo físico, es cuando el proceso metabólico se mantiene a un nivel muy elevado debe suministrarse (monosacáridos, disacáridos y vitamina C) que elevan la capacidad de trabajo del deportista y acelera los procesos de recuperación, también deben de incluirse aminoácidos como la metionina, ácido cítrico, vitamina B15, etc. Bibliografía: -Averhoff, R. “Bioquímica de los ejercicios físicos”. Cap. 15 (págs.143-165). - Laptio. A. y A. Minj, “Higiene de la Cultura Física y el deporte”, Cap. (pág. 99-126). ENCUENTRO No. 16: Seminario No. 4: “EL CONTROL BIOQUÍMICO Y LA NUTRICIÓN EN EL DEPORTE” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de los aspectos fundamentales: a) Del control bioquímico: objetivos generales de este, tests más utilizados, tipos de controles y objetivos que persiguen cada uno, así como los parámetros de mayor utilidad. b) De la nutrición: importancia y funciones de esta, particularidades de la dieta en el deportista, utilización de factores dietéticos complementarios y momentos en que se pueden utilizar. OBJETIVO: Analizar la importancia de la aplicación del control bioquímico y de la utilización de los factores nutricionales para favorecer el incremento de la efectividad del entrenamiento.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Diferencias entre los términos entrenamiento deportivo y preparación del deportista. b) Objetivos generales del control bioquímico. c) Determinación de la capacidad de trabajo físico (general y específica). d) Tipos de controles (objetivos de cada uno y parámetros más utilizados). f) Importancia y funciones que desempeña la alimentación. g) Particularidades de la dieta en el deportista (factores que determinan la diferencia de esta respecto a un sujeto no deportista). h) Utilización de factores dietéticos complementarios para incrementar el rendimiento deportivo. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1- ¿Cuál es la diferencia entre los términos nivel de entrenamiento y preparación del deportista? 2.-¿Cuáles son los objetivos generales que persigue el control bioquímico en el deporte? 3.-¿En qué se diferencian los test para determinar la capacidad de trabajo físico general y la capacidad de trabajo específica? Fundaméntelo. 4.-Explique la importancia que presenta el control bioquímico para el deportista. 5- Analice los diferentes tipos de controles bioquímicos y diga la importancia de cada uno, así como la finalidad que persigue. 6.-¿Cuál es la importancia de la valoración del lactato en las diferentes etapas del macrociclo? 7.-Represente mediante la gráfica correspondiente las diferentes zonas energéticas en función de la concentración del lactato. 8.-Explique la importancia que reviste la determinación de la urea para el control bioquímico. 9.-Analice la importancia del control bioquímico en la actividad competitiva. 10.-Explique la importancia y las particularidades de la alimentación para el deportista. 11.-¿Qué funciones desempeña la alimentación en el organismo, en particular del deportista? 12.-¿Por qué los glúcidos resultan de gran importancia en la alimentación del deportista? Fundaméntelo. 13.-¿Cómo pueden incluirse en la dieta los glúcidos? 14.-Señale algunas de las diferencias entre las grasas saturadas y las insaturadas. 15.-¿En qué radica el valor nutritivo de las proteínas? Explique. 16.-¿Por qué resultan de gran importancia las vitaminas y las sales minerales en el deportista? 17.- Señale los factores que marcan la diferencia entre la dieta del deportista y otro no deportista. 18.-¿En qué proporción se deben incluir cada uno de los nutrientes en la dieta diaria del deportista? Fundamente el por qué de esta diferencia respecto al sujeto no deportista. 19.-¿Qué sustancias pueden ser utilizadas como complementos en la alimentación del deportista? Diga además, ¿qué efecto provocan cada una de estas sobre el organismo del mismo? 20.-¿Cuáles son los momento más recomendables a suministrar algunos de los factores dietéticos complementarios? Señale algunos de estos en cada caso. Bibliografía: -Averhoff, R.y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”,Cap.15(págs.143-65)

- Laptio. A. y A. Minj. “Higiene de la Cultura Física y el deporte”, Cap. (pág. 99-126).

Bioquímica I: Guía de Estudio para C.R.D. 1 M.Sc. Marcial León Oquendo

INSTITUTO SUPERIOR DE CULTURA FÍSICA

“MANUEL FAJARDO”

DISCIPLINA: CIENCIAS BIOLÓGICAS

MATERIAL COMPLEMENTARIO PARA EL ESTUDIO INDEPENDIENTE

ASIGNATURA: BIOQUÍMICA I

DPTO. MÉDICO-BIOLÓGICO

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Con el presente material pretendemos brindarle al estudiante del curso regular diurno, así como el regular para atletas una posibilidad para aprovechar mejor su tiempo de estudio individual, así con la utilización del mismo como instrumento de trabajo básico podrá encaminar con mayor eficiencia sus esfuerzos al enfrentarse a cada una de las actividades que conforman este semestre. Cumplimentando las orientaciones e indicaciones del Colectivo de Disciplina debemos prestar atención especial al sistema de tareas independientes que desde el principio del semestre en esta asignatura el estudiante debe enfrentar por medio del trabajo independiente, apoyado con los materiales de texto y la las lecturas seleccionadas, localizadas tanto en el departamento de ICT así como en el Laboratorio de Computación del Instituto, contando con la orientación y supervisión de los docentes, que de la manera más amena y novedosa les brindarán información acerca de los avances científico-técnicos relacionados con la Bioquímica del Ejercicio en la esfera de la Cultura Física y el Deporte a nivel mundial. De este modo, teniendo en cuenta la premisa fundamental que se persigue en estos tipos de curso, de crear el hábito del estudio independiente, así como el desarrollo de habilidades para interpretar y comprender los diferentes fenómenos e interrogantes que se plantean en cada una de las actividades docentes que conforman el semestre, se podrá lograr únicamente gracias a las horas dedicadas a la autopreparación por parte del estudiante y con ello alcanzar los objetivos que se persiguen en esta asignatura que se encuentra incluida en el curriculum de la Licenciatura en Cultura Física. En el presente folleto hemos querido incluir solamente los aspectos primordiales que le puedan ofrecer una mejor orientación acerca de los contenidos que se abordan en esta asignatura. Para el mejor desarrollo del proceso enseñanza-aprendizaje se utilizará de manera combinada las diferentes formas de enseñanza: conferencias, seminarios, clases prácticas y laboratorios, así como el trabajo independiente y la consulta docente, de modo que el estudiante se pueda apropiar gradualmente de los conocimientos y el desarrollo de las habilidades para poder enfrentar con éxito las exigencias de la actividad laboral que demanda la práctica docente en esta carrera. Hemos querido detallar cada una de las diferentes actividades docentes para así contribuir al mejor desenvolvimiento del estudiante al dedicar su tiempo de trabajo independiente al profundizar y consolidar en los contenidos que toman parte del programa de esta asignatura. De este modo, en primer lugar se muestra la distribución de los contenidos en las 32 actividades docentes correspondientes, para que el estudiante se pueda ubicar rápidamente en cómo serán abordados en todo el semestre cada uno de los aspectos que conforman los 2 Temas que conforman la asignatura, posteriormente se pasa a describir el Plan Temático, señalando las horas dedicadas en cada Tema a cada forma de enseñanza: Conferencia, Seminario o Clase Práctica, además se realizará 1 Prueba Parcial (para evaluar los contenidos del Tema I y parte del Tema II), y finalmente, se pasa al desarrollo de los contenidos de cada Tema, describiéndolos en cada una de las actividades docentes (esto se realiza en 18 Conferencias), ya que hay 7 actividades docentes dedicadas a Seminarios, así como 6 Clases Prácticas, la actividad restante queda para la Prueba Parcial del Semestre. En cada una de estas actividades se indica la bibliografía recomendada, para facilitarle al estudiante en el caso que sea necesario profundizar en determinados aspectos que así lo requieran. Son nuestras intenciones que con el presente material puedan ser cumplimentadas las expectativas con que el mismo fue elaborado, y que constituye la razón del esfuerzo que hemos dedicado para su confección. Además, les agradeceremos las sugerencias que al respecto del mismo nos hagan llegar para mejorarlo en futuras ediciones. M.Sc. Marcial León Oquendo Profesor Principal de Bioquímica

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I.-Distribución de los contenidos por actividades docentes: No. de Sem. Forma Contenido de la Actividad Activ. Ensen. 1-2 I C Componentes Químicos del organismo humano. ________________________________________________________________________________________ 3-4 I C Aspectos fundamentales de los principales grupos funcionales. ________________________________________________________________________________________ 5-6 II C Particularidades estructurales y funcionales de los glúcidos. ________________________________________________________________________________________ 7-8 II CP Consideraciones acerca de algunos de los componentes químicos del organismo y del E.A.B. ________________________________________________________________________________________ 9-10 III C Particularidades estructurales y funcionales de los lípidos ________________________________________________________________________________________ 11-12 III CP Estructura y propiedades químicas de los glúcidos. 13-14 IV C Particularidades estructurales y funcionales de las proteínas y de los ácidos nucleicos. ________________________________________________________________________________________ 15-16 IV CP Estructura y propiedades químicas de los lípidos. 17-18 V C Particularidades fundamentales de las enzimas ________________________________________________________________________________________ 19-20 V CP Estructuras y propiedades químicas de las proteínas, las enzimas y los ácidos . nucleicos. ________________________________________________________________________________________ 21-22 VI C Aspectos fundamentales de los procesos metabólicos ________________________________________________________________________________________ 23-24 VI S Particularidades funcionales de las biomoléculas en el organismo que realiza actividad física. 25-26 VII C Consideraciones generales acerca de las transformaciones energéticas en el organismo. 27-28 VII C Estructura y Propiedades del ATP. ________________________________________________________________________________________ 29-30 VIII C Oxidaciones Biológicas: Procesos REDOX. ________________________________________________________________________________________ 31-32 VIII S Aspectos principales del metabolismo y las transformaciones energéticas en el organismo. 33-34 IX C Ciclo de Krebs: Acople con CTE y FO. 35-36 IX E Prueba Parcial sobre el Tema I y parte del Tema II. ________________________________________________________________________________________ 37-38 X C Metabolismo de glúcidos (Digestión y Absorción) 39-40 X S Oxidaciones Biológicas 41-42 XI C Vías de utilización de los Glúcidos 43-44 XI CP Metabolismo de glúcidos _______________________________________________________________________________ _________ 45-46 XII C Metabolismo de Lípidos (Digestión y Absorción).

47-48 XII S Metabolismo de los glúcidos. ________________________________________________________________________________________ 49-50 XIII C Vías de utilización de los Lípidos.

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51-52 XIII CP Metabolismo de Lípidos.

53-54 XIV C Metabolismo de las proteínas. (Digestión y Absorción).

55-56 XIV S Metabolismo de Lípidos ________________________________________________________________________________________ 57-58 XV C Vías de utilización de las proteínas. ________________________________________________________________________________________ 59-60 XV S Metabolismo de las proteínas.

61-62 XVI C Interrelaciones de los procesos metabólicos en el organismo.

63-64 XVI S Integración de los procesos metabólicos en el organismo que . realiza actividad física. II.-PLAN TEMATICO (en horas) Formas de enseñanza Tema TÍTULO C S L CP E Total__________________ I Biomoléculas: Componentes Químicos del Organismo Humano 12 2 - 8 2 22 II Metabolismo: Particularidades en el sujeto que realiza actividad física. 24 12 - 4 0 42 Totales: 36 14 - 12 2 64 RESUMEN DE ACTIVIDADES: Conferencias Seminarios Laboratorios Clases Prácticas Evaluaciones_________________ 18 7 - 6 1

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Activ. Doc. No. : 1-2 TEMA I : “BIOMOLÉCULAS: COMPONENTES QUÍMICOS DEL ORGANISMO HUMANO” CONFERENCIA No.1: “CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DE ALGUNOS DE LOS COMPONENTES QUÍMICOS DEL ORGANISMO HUMANO.” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de la constitución química de los organismos vivos. 2.-Características de las biomoléculas constituyentes de los organismos vivos. 3.-Aspectos fundamentales del Equilibrio Ácido Base. OBJETIVO: Describir las particularidades de los componentes químicos del organismo humano. 1.-Consideraciones generales acerca de la constitución química de los organismos vivos-Para iniciar este epígrafe resulta indispensable que cada estudiante se remita al texto básico“Bioquímica”(Menshikov y Volkov, Cap. 1 Págs. 10-11) para estudiar este contenido y extraer lo fundamental . De este modo se puede plantear que: “La composición química de los seres vivos difiere en varios aspectos muy significativos con respecto al universo inanimado que lo rodea, a pesar de que todos los elementos químicos, que aparecen en ellos provienen del mundo inorgánico del cual surgieron . Sin embargo, la única explicación a este fenómeno es “toda la serie de complejas transformaciones que se pusieron de manifiesto durante el proceso de evolución de la materia que dio origen a los organismos vivos y en el que se evidencia que algunos elementos resultaron más adecuados para la vida que otros.” Se recomendará que para profundizar en este sentido deben buscar en el texto básico la tabla I (págs. 12-13), así como las págs. 19-20 del texto de consulta Bioquímica, de A. Lehninger, en el que se señala “ de los 100 elementos químicos hallados en la corteza terrestre , solo 22 son componentes esenciales de los organismos vivos, incluso que no se hallan en la misma proporción, ya que los 4 más abundantes en la corteza terrestre son : O, Si, Al y Fe, en cambio en los seres vivos son: C, H, O y N (que constituyen casi el 99% de las células de estos). Así, se puntualizará que de los 18-22 elementos químicos que forman parte de los organismos, según su concentración en las células se agrupan en tres tipos: 1- Básicos o fundamentales: C,.H,O,.N 2.-Microelementos: Ca, P, Cl, K, S, Na y Mg. 3.-Ultramicroelementos: Fe, Co, Cu, Zn, Mo, Mn, B, Si , etc. Una vez señalado esto, se planteará que en los organismos vivos las moléculas de las sustancias complejas se clasifican en dos grandes grupos: H2O---------------------- 60-70% P.C. 1.-Compuestos inorgánicos: Sales Minerales --------3-5 % P.C. Proteínas, Ac Nucleicos, Mayoritarios 2.-Compuestos Orgánicos : Lípidos y Glúcidos Función Estructural- Energética) . Vitaminas y Hormonas Minoritarios (Función Reguladora) AGUA Con relación a esta sustancia debe señalarse que: la vida surgió en la Tierra en el medio acuoso lo cual se encuentra estrechamente vinculado con sus características estructurales (aquí se debe recomendar el estudio

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del cap 2, pág.28 del texto básico), lo cual le transmite su capacidad para ser el disolvente universal de la naturaleza (tanto de sustancias “iónicas como no iónicas “). NOTA: Debe aprovecharse la ocasión para destacar su” gran reaccionabilidad” que la distinguen, tanto física como químicamente del resto de los líquidos de la naturaleza y además que tanto ellas como sus productos de

ionización (H+

y OH-) son factores importantísimos en la determinación de la estructura y propiedades

biológicas de las proteínas, ácidos nucleicos, así como de las membranas, ribosomas y muchos otros orgánulos y componentes celulares. Algo también importante a destacar es que el “el agua no solamente constituye el 70-80 % del peso total de la mayor parte de las formas vivas en la naturaleza, sino que además representa la fase continua de los organismos vivos.”. Por otra parte, se debe señalar la localización del agua en el cuerpo humano: Intracelular = 50% P.C. Extracelular = 20 % P.C. (distribuida en Fluido Intersticial = 15 % P.C. Plasma Sanguíneo = 5 % P.C. Finalmente se destacará la importancia del agua: 1.-Disolvente (tanto de sustancias Orgánicas como Inorgánicas). 2.-Transporta el material nutritivo a las células. 3.-Elimina los productos de desecho del organismo. 4.-Conserva el ambiente físico-químico mantenie ndo la homeostasis del organismo, asegurando que los

diferentes parámetros (pH, T corporal , etc.) no se alteren y no se afecten los procesos metabólicos. NOTA: Como estudio individual se indican las págs. 269-270, epíg. 15.2 del texto básico. SALES MINERALES. Con relación a estas “es evidente que los constituyentes inorgánicos de la materia viva, a pesar de que aparecen en cantidades muy pequeñas si los comparamos con el resto de los componentes , no es menos cierto que participan activamente en todos los procesos metabólicos que ocurren en el organismo.” Por otra parte, estos aparecen distribuidos en el organismo en 3 formas diferentes o tipos de compuestos: 1.-Sales al estado sólido (cristalizadas) en forma no ionizada generalmente aparecen como compues tos de fosfato y calcio, formando parte de los huesos y dientes. 2.-Sales al estado iónico disueltas en los fluidos intra y extracelulares, representados por los cationes: Na, K,

Ca y Mg y por los aniones: Cl - , HCO3 - y HPO4- .

3.-Componentes Inorgánicos de Compuestos Orgánicos, representados por el azufre de la Cisteína y la Metionina, así como por el hierro del grupo HEMO de la Hemoglobina. Con relación a sus funciones en el organismo: 1.-Mantenimiento del E.A.B., o sea, la regulación del pH sanguíneo por constituir “sistemas buffer” (representados por el bicarbonato y el fosfato de sodio y de potasio.) 2.-Mantenimiento de la presión osmótica en los fluidos celulares, lo cual resulta de gran importancia para el flujo, la absorción y la secreción de los líquidos tisulares. 3.-Determinan la diferencia de potenciales eléctricos a nivel de las membranas celulares, para generar los impulsos nerviosos en los procesos de excitación neuromuscular y además proveen el medio adecuado para otras actividades protoplasmáticas relacionadas con el funcionamiento normal de las células. 4.-Transmiten la dureza y rigidez adecuada a ciertos tejidos, como el óseo y el dentario. 5.-Constituyentes de compuestos biológicamente activos por la función especial que desempeñan en su estructura, tal como es el caso del Fe en la hemoglobina.

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6.-Participan en la composición de los “sitios activos “en muchas enzimas conjugadas. NOTA: Para complementar este aspecto se recomienda a los estudiantes como estudio individual el epíg. 15.4 (págs. 276-279) Cap. 15 del texto básico sobre el “Metabolismo de las sales Minerales.” 2.-Características de las biomoléculas constituyentes de los organismos vivos.-Con relación a este aspecto es importante destacar que: “las moléculas que caracterizan los organismos vivos, son los compuestos del carbono, en los cuales dicho elemento posee un estado de oxidación bajo, estando presente en estos además, los elementos: hidrógeno, oxígeno y en menor cuantía, el nitrógeno”. A estos compuestos se les denominan bioorgánicos, o simplemente, biomoléculas. Según sus particularidades estructurales y su grado de complejidad pueden agruparse en tres tipos: 1.-Moléculas de tamaño pequeño y estructura simple cuyo P.M. ~ 50-250 D y son intermediarios para la síntesis de moléculas de mayor complejidad como son por ejemplo: piruvato, gliceraldehído, citrato y malato. 2.-Moléculas de tamaño intermedio y estructuras algo complejas, cuyo P.M. ~ 100-350 D, estando representadas por: aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos, glicerol y mononucleótidos , los cuales se pueden unir mediante enlaces covalentes a otros similares para formar los polímeros. 3.-Moléculas de tamaño muy grande y estructuras muy complejas cuyo P.M.~ 103 –106 D, estando representadas por las proteínas, los ácidos nucleicos ,los polisacáridos, así como los lípidos complejos a los cuales se les denomina macromoléculas . NOTA: Se debe plantear que “todas las macromoléculas presentes en las diferentes especies de la naturaleza están formadas por los mismos ¬ 20 aminoácidos, las 5 bases nitrogenadas, 1 o más ácidos grasos, 2 monosacáridos (fundamentalmente: ribosa y desoxirribosa), el glicerol, así como un aminoalcohol ( la colina), los cuales poseen la característica de que a funciones similares, presentan una estructura muy parecida.” Finalmente, se debe insistir en que estas biomoléculas según sus características químicas y metabólicas se han clasificado en 4 grandes grupos: proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y glúcidos que responden a una función general: plástica-energética y por otra parte, existen otros dos grupos adicionales: las vitaminas y hormonas, cuya función primordial es la de ser reguladores metabólicos. NOTA: Se recomienda a los estudiantes la lectura de los epígrafes 1.3, 1.4, 1.5 y 1.6 del Cap. 1 del texto básico (págs. 23-27) para que profundicen en este aspecto. 3.-Aspectos fundamentales del Equilibrio Ácido-Base.-Para comenzar este aspecto cabe plantearse la siguiente interrogante ¿qué significan las siglas E.A.B.? Como es lógico el estudiante aún no puede dar o brindar una definición sencilla, o sea, equilibrio ácido-base “es la relación existente entre las concentraciones de las sustancias ácidas y básicas en los fluidos corporales, donde siempre debe cumplirse un justo balance entre los cantidades de ambas especies antagónicas para que se mantenga el adecuado estado normal de la neutralidad en los líquidos corporales”. Una vez analizado esto se procederá a fundamentar la necesidad del conocimiento y dominio de estos conceptos para poder interpretar las alteraciones que se manifiestan en el E.A.B. del organismo de los sujetos que realizan actividad física (para ello se auxiliarán con ejemplos que ilustren estas alteraciones, es decir, se señalarán diferentes situaciones en los distintos tipos de modalidades deportivas). Para concretar en este sentido se plantearán las siguientes problemáticas ¿Cuáles son las particularidades de esas alteraciones del E.A.B.? ¿Cómo puede el organismo regular la homeostasis en su medio interno? De este modo, se plantará que ante todo es necesario recordar varios conceptos, tales como ACIDOS Y BASES ,pH, tipos de acidez (actual, potencial y total) ,así como sistemas Buffer y su principio de acción, (o sea, el efecto del ión común), para lo cual se remitirá a los estudiantes a las Guías de Estudio de Bioquímica

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I, para Curso por Encuentro, Tema I (págs. 7-17); en este sentido se brindará brevemente las respuestas para solo dar paso a las interrogantes planteadas anteriormente , o sea , que a modo resumido se les señalará:

Metabólica: Si ↑ [H+

] plasma

Acidosis Respiratoria: Si ↑ pCO2 plasma (Si pH< cifra Normal) Particularidades del E.A.B

en el organismo: Metabólica: Si ↑ [HCO3-] plasma

Alcalosis Respiratoria: Si ↓ p CO2 plasma (Si pH > cifra Normal) -Físico-químico: (t acción ≈instantáneo) Mecanismos reguladores del -Respiratorio: (t acción ≈10-30 min.) E.A.B. en el organismo : -Difusión celular: (t acción ≈ 2- 4 hrs.) -Renal: (t acción ≈ 10 hrs.-5 días) Nota Se recomienda como estudio individual en este aspecto las Págs. 274-276 del texto básico. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov” Bioquímica”, Cap. 1 (Págs. 10-27), Cap 2 (Págs. 28-44) y Cap.15 (Págs. 268-279). -Lehninger, A. “Bioquímica” Cap. 2 (Págs. 19-20) -Colectivo de autores del I.S.C.M.H. “Bioquímica” Tomo I Anexo Tema 5. -Guyton, A.C. “Fisiología Humana” Cap 2 (Págs. 17-32) -León Oquendo, M. “Bioquímica I Guías de Estudio, Curso por Encuentro”, Cap.1 (Págs. 6-18)

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Activ. Doc. No.: 3-4 CONFERENCIA No. 2: “ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LOS PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES”. CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de los compuestos del carbono. 2.-Grupos funcionales presentes en los principales compuestos bioorgánicos. OBJETIVO: Consolidar el conocimiento de los grupos funcionales de las moléculas bioorgánicas. 1.-Consideraciones generales acerca de los compuestos del carbono.- Para iniciar este aspecto, se recomienda a los estudiantes la lectura del Cáp.1 del texto básico (BIOQUÍMICA de Menshikov y Volkov). Debemos señalar que: “La Bioquímica trata de los compuestos del carbono que se encuentran en el organismo y sobre todo de sus transformaciones, por este motivo la Química Orgánica o química de los compuestos del carbono constituye la base de la Bioquímica”. Por consiguiente constituye una premisa indispensable para el estudio de esta asignatura poseer unos buenos conocimientos de Química Orgánica que permitan comprender las formulas estructurales de las sustancias que se encuentran en los seres vivos. La gran diversidad y variación de los compuestos orgánicos es debido a la especial facilidad con que los átomos de carbono se unen entre sí. La tetravalencia del carbono permite numerosas posibilidades de ramificación que hace posible la existencia de un gran numero de esqueletos carbonados. Si las valencias de carbono se saturan con hidrogeno, resultan los hidrocarburos que constituyen los compuestos fundamentales de los que derivan todas las sustancias orgánicas. Desde el punto de vista biológico el carbono tiene la propiedad de interactuar no solo con otros átomos, sino también entre sí, formando enlaces covalentes estables carbono-carbono. Los átomos de carbono enlazados covalentemente, constituyen el esqueleto da las mayorías de las moléculas bioorgánicas. Existen cadenas rectas y ramificadas, anillos y estructuras en forma de red, así como diferentes combinaciones de todas estas estructuras. (Ver ejemplos Pág. 14, del texto básico). Cuando el numero de átomos de carbono va aumentando se dice que estamos en presencia de las cadenas carbonadas o hidrocarbonadas y las simbolizamos con R. Ocupando en el sistema periódico de los elementos la posición central, el carbono puede reaccionar tanto con los elementos electronegativos: oxigeno, fósforo, azufre tanto como con el hidrogeno electropositivo, debido a esta capacidad del carbono las moléculas de los compuestos bioorgánicos pueden comprender los grupos funcionales que les comunican determinadas propiedades bioquímicas, (ver Tabla 2 Pág. 15 del texto básico). El grupo funcional es un grupo activo de átomos que posee propiedades químicas especificas. En las moléculas bioorgánicas pueden encontrarse átomos varios y diferentes grupos funcionales debido a lo cual las moléculas adquieren propiedades mixtas y la capacidad de participar en las reacciones características para cada uno de estos grupos. Además por la influencia reciproca de los grupos funcionales pueden surgir nuevas propiedades no características para los compuestos que contienen un solo tipo de grupo funcional. 2.-Grupos funcionales presentes en los principales compuestos bioorgánicos.- A continuación pasaremos a detallar las particularidades de cada uno de los grupos funcionales más importantes para nosotros:

Grupo hidroxilo El grupo OH se encuentra formando parte de la estructura de numerosos compuestos orgánicos, tales como alcoholes, ácidos, glúcidos, etc.

Principales reacciones del grupo OH: Oxidación: El grupo OH se oxida con relativa facilidad, pasando a aldehído, y si el oxidante es fuerte, puede llegar a ácido.

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Grupo Carbonilo El grupo Carbonilo(C=O) es común a aldehídos y a cetonas y se encuentra en la estructura de compuestos biológicos de suma importancia como los glúcidos.

Grupo Carboxilo Este grupo químico, que caracteriza a los ácidos orgánicos, se encuentra presente en compuestos que vamos a estudiar en próximas conferencias tales como los ácidos grasos, los aminoácidos, etc. Una reacción importante donde participan los compuestos que tiene presente el grupo carboxilo es la formación de esteres o reacción de escenificación.

Esteres simples Son producto de la reacción entre un alcohol y un ácido carboxílico, con perdida de una molécula de agua. Los esteres simples se encuentran ampliamente distribuidos en las estructuras orgánicas. Ejemplo: Las grasas neutras como los aceites, mantecas, las grasas depositadas en el tejido adiposo. Grupo Amino (NH2) Este grupo se encuentra ampliamente distribuido en compuestos orgánicos. Aisladamente este grupo presenta características básicas, pues el nitrógeno contiene un orbital bi electrónico que le permite coordinarse a otros átomos: El grupo se convierte en amonio cuaternario y se hace ácido. Esta presente en los aminoácidos que son compuestos orgánicos que constituyen las unidades estructurales de las proteínas. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov” Bioquímica”, Cap. 1 (Págs. 10-27), Cap 2 (Págs. 28-44) y Cap.15 (Págs. 268-279).

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Activ. Doc. No.: 5-6 CONFERENCIA No.3: “PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LOS GLÚCIDOS.” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática. 2.-Clasificación de los glúcidos. 3.-Propiedades químicas más importantes de algunos de sus representantes. OBJETIVO: Describir las particularidades estructurales y funcionales de los glúcidos. 1-Consideraciones generales acerca de estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática.-Para iniciar este se recomienda a los estudiantes la lectura de la pág.45 (Cap. 3) del texto básico, a continuación pasará a hacer una breve exposición acerca de la importancia que poseen estas sustancias para el organismo, y en particular, los sujetos que realizan actividad física, por ser fundamentales como material energético para el trabajo muscular; en este sentido deberá destacar las diferencias entre estos y los lípidos, en lo referente al rendimiento energético que aporta cada una durante su completa oxidación, así como a las condiciones en que esto puede ocurrir para cada una de ellas. Nota: Para ilustrar la explicación debe ejemplificarse la utilización de los glúcidos en los esfuerzos físicos, tanto anaerobios como aerobios, contrastando con la movilización y utilización de las grasas de reserva en los esfuerzos físicos de resistencia. Una vez señalado esto, se procederá a brindarles a los estudiantes una breve explicación acerca de estas biomoléculas, de modo tal que se demostrará el por qué de la denominación incorrecta de “Carbohidratos” o “Hidratos de Carbono”, que a pesar que tradicionalmente se les conoce así desde hace muchos años, resulta necesario aclararlo, ya que ellos en realidad no son lo que se conoce como hidratos (aquí se aprovechará la ocasión para justificarlo, auxiliándose de su fórmula empírica, el docente se apoyará en la descripción estructural de los simples o monosacáridos), y en este sentido aprovechará la ocasión para definirlos, diciendo que: “son polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas, o bien el producto de la condensación de ambos“. Nota: Es conveniente buscar en e l texto básico la estructura de los representantes más simples de cada uno de estos: gliceraldehído y dihidroxiacetona. Por otra parte, se puede destacar su composición elemental para de este modo justificar cómo los tres elementos que fundamentalmente los forman (C, H y O) pueden unirse entre sí y originar 2 grupos funcionales diferentes: “carbonilo” e “hidroxilo”, de ahí el por qué se plantea que son compuestos de función mixta (esto será abordado en el epígrafe 3). Finalmente con relación a la importancia que estas biomoléculas desempeñan para los sujetos que realizan actividad física, es que pueden ser oxidadas fácilmente (incluso en condiciones anaerobias), debido al gran contenido de oxígeno en sus estructuras (queremos enfatizar en esto para que los estudiantes se percaten ya, desde el inicio de su estudio en la trascendencia de este hecho, o sea, su rol como fuente energética). A modo de resumen se es necesario señalar que estas biomoléculas: a) Constituyen el “combustible celular por excelencia” debido a su fácil oxidación. b) Poseen “función mixta” de ahí el por qué la elevada reaccionabilidad de los monosacáridos. c) Los polímeros desempeñan un elevado valor como reserva energética, en forma de glucógeno en los animales y como almidón en los vegetales. 2.-Clasificación de los glúcidos.-Para iniciar este epígrafe queremos puntualizar cuál es la base que la soporta, o sea, “los componentes estructurales” (que equivalen a “los productos de su hidrólisis”), señalando que esto aparece en el último párrafo de la pág. 45 del texto básico.

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Para proceder a explicar la clasificación debemos partir de la existencia de sus 2 subgrupos fundamentales: Simples y Complejos , de manera tal que se ilustrará con ejemplos de cada uno de estos al desarrollar sus respectivas estructuras, aprovechando la ocasión para justificar el por qué de sus denominaciones (en el caso de los Simples o Monosacáridos, de donde provienen las Aldosas y las Cetosas, destacando en este sentido la existencia de las familias de ambos “tipos de compuestos”; así mismo para el caso de los Complejos , que pueden ser según la cantidad de monosacáridos: Oligosacáridos y Polisacáridos. Una vez analizado es necesario describir ¿en qué consisten los glúcidos complejos? (diferenciando los Oligosacáridos de los Polisacáridos según la cantidad de unidades que lo formen). En las págs. 54-58 del texto básico se muestran ejemplos de los disacáridos más significativos, o sea, Maltosa, Lactosa y Sacarosa, así como de los 2 homopolisacáridos fundamentales: Almidón y Glucógeno, debiendo destacarse en cuanto a estos dos últimos las diferencias en lo referente a sus fracciones estructurales y funciones de cada uno (es necesario que los estudiantes amplíen en las páginas anteriormente citadas del texto básico). Nota: Aquí se deberá destacar ¿en qué consiste el enlace glucosídico?, puntualizando que es el que mantiene unidos los monosacáridos entre sí en los glúcidos complejos. Se recomienda como estudio independiente los epígrafes 3.2, 3.3 y 3.4 del Cap. 3 del texto básico (que se corresponden con las págs. 46-59). 3.-Propiedades químicas más importantes de algunos de sus representantes.-En este epígrafe nos referiremos en primer lugar a los monosacáridos, que como ya habíamos señalado poseen “función mixta”, debido a que presentan en sus moléculas dos grupos funcionales diferentes, razón por la que tienen la posibilidad de reaccionar como aldehídos o cetonas (por el grupo carbonilo), como alcoholes (por el grupo hidroxilo), o bien, como ambos inclusive, de todo esto se desprende que pueden ser explicadas 3 propiedades: atendiendo a que son capaces de reaccionar frente a los agentes oxidantes, así como el ácido fosfórico y además, que pueden hacerlo internamente, con lo cual se justifica la posibilidad de existencia de las estructuras cíclicas cuando aparecen en disolución acuosa, distinguiendo en este último caso los anómeros “á” y “â”. En lo referente a cada propiedad: 1ro.”Oxidación de las aldosas”. 2do. “Formación de ésteres fosfóricos”. 3ro. “Formación de hemiacetales internos”. Se remite a los estudiantes a las correspondientes páginas 50-53 del texto básico. Una vez analizadas estas 3 propiedades, se analizará la posibilidad de oxidación de los disacáridos reductores (maltosa y lactosa). Finalmente, se planteará la base de la reacción del almidón con el Iodo (Reacción con el Lugol) Nota: Esto debe ser profundizado mediante el Estudio Independiente en las Págs. 49-53 del texto básico, ya que será discutido y analizado en la Clase Práctica No.2. Bibliografía: -Lehninger, A “Bioquímica” Cap 10 (págs. 255-281). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Caps.3 (págs. 45-59). -Colectivo de autores del ISCMH “Bioquímica” tomo II, Cap I (Págs. 11-44

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Activ. Doc. No.: 7-8 CLASE PRACTICA No. 1: “PROPIEDADES Y FUNCIONES DE ALGUNOS DE LOS COMPONENTES QUIMICOS CELULARES”. CONTENIDO: Ejercitación sobre las propiedades fundamentales de algunos compuestos bioorgánicos, del agua así como de las funciones biológicas de algunos elementos minerales en el organismo humano. OBJETIVO: Resolver ejercicios sobre las propiedades de algunos de los componentes químicos celulares, así como de las alteraciones del E.A.B. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos explicados y orientados en las Conferencias No.1 y No.2 acerca de los compuestos químicos presentes en los organismos vivos, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; en este sentido, el docente debe exigirle a los estudiantes lo señalado en ambas Conferencias respecto a la importancia de autoprepararse adecuadamente para llevar a cabo el desarrollo de esta primera clase práctica, ya sea por las notas de clase así como por el uso de la bibliografía orientada (específicamente el texto básico)de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Las diferencias entre los compuestos orgánicos y los inorgánicos, haciendo énfasis en los primeros por ser los componentes mayoritarios de los seres vivos. b) Además, con relación a los compuestos orgánicos que sepan distinguir los diferentes grupos funcionales que identifican a cada uno de estos (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, ésteres, aminas, amidas, etc. ), así como las reacciones típicas de ellos (principalmente las de oxidación). c)En el caso de los componentes inorgánicos, es necesario destacar la distribución e importancia del agua y las sales minerales (o electrólitos) en el organismo humano, en part icular debe hacerse énfasis en los sujetos que realizan actividad física sistemáticamente. d) Los aspectos relacionados con el comportamiento de las concentraciones del ión hidrógeno (H+) en los fluidos corporales, de modo que quede bien claro todo lo concerniente a las zonas del pH (concepto de este, así como ácidos, bases, sistemas buffer, etc.). e)Las alteraciones de E.A.B., para en este sentido, poder abordar algunos ejercicios y problemas referentes a esto último. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de esta actividad, de manera que a continuación se comenzará la discusión de cada una de estas preguntas: 1.-Represente mediante las ecuaciones químicas correspondientes la oxidación de: a) Un alcohol primario: etanol, 1- propanol, 1- butanol. b) Un alcohol secundario: 2- propanol, 3- pentanol 2.- Represente mediante las ecuaciones químicas correspondiente la oxidación de: a) Un aldehído: etanal, propanal. b) Una cetona: propanona, 2- butanona. 3.-Describa mediante la ecuación correspondiente el carácter ácido de los siguientes ácidos carboxílicos: a) Ácido etanoico b) Ácido láctico

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4.-¿En qué consiste la formación de ésteres? Represente la formación de los siguientes compuestos: a) Propanoato de etilo: b) Etanoato de propilo: 5.-Represente mediante un diagrama o esquema la distribución del agua en el organismo humano. Destaque además, las funciones de esta sustancia en el cuerpo humano. 6.-¿Como aparecen distribuidas las sales minerales en nuestro organismo? Destaque sus funciones primordiales. 7.- Represente gráficamente la escala del pH, señalando en la misma las zonas ácidas, básicas y la neutra: 8.-Explique el comportamiento de las concentraciones de los iones H+ y OH- en cada una de las zonas señaladas en la pregunta anterior. 9.-¿En que consiste un sistema buffer? Diga además, ¿qué importancia presentan estos para el organismo, en particular en los sujetos que realizan actividad física sistemática? 10.-Al realizar la determinación del E.A.B. mediante una muestra de sangre venosa de un sujeto se pudo comprobar que los valores de los diferentes componentes fueron: pH = 7.20, pCO2 =60 mm Hg, SB = 30 mmol/l, BB = 56 mmol/l y EB = + 3.5 mmol/l De acuerdo a estos valores, a) ¿qué puede Ud. inferir acerca del estado del E.A.B. del mismo? b) En caso de que exista alteración, ¿qué tipo se presenta? ¿Por qué? 11.-De manera similar al problema anterior, pero en este caso se utiliza la determinación de sangre capilar (arterial), de manera que los valores obtenidos fueron: pH = 7.28, pCO2 =40 mm Hg., SB =18 mmol/l, BB = 38 mmol/l y EB = - 4.5 mmol/l De acuerdo a estos valores, a) ¿qué puede Ud. inferir acerca del estado del E.A.B. del mismo? b) En caso de que exista alteración, ¿qué tipo se presenta? ¿Por qué? Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.1 (págs. 10-27) y Cap. 2 (págs. 28-44).

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Activ. Doc. No.: 9-10 CONFERENCIA No.4: “PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LOS LÍPIDOS.” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática. 2.-Clasificación de estas sustancias. 3.-Propiedades físico-químicas de algunos de los representantes más importantes de estas biomoléculas. OBJETIVO: Describir las particularidades estructurales y funcionales de los lípidos. 1-Consideraciones generales acerca de estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática. -Para iniciar este epígrafe se recomienda a los estudiantes la lectura de las págs. 60-62, que corresponden al Cap. 6 del texto básico. Una vez hecha esta aclaración se procederá a brindarles a los estudiantes una breve definición o concepto de estas biomoléculas, de modo tal que: “bajo la denominación de lípidos se hallan una diversidad de sustancias de gran importancia biológica, que poseen una naturaleza química y estructural muy heterogénea, razón por la que se plantea que no poseen un patrón estructural común, pero que tienen una característica común a todos: su solubilidad ,en general son insolubles en H2O y en cambio, son solubles en solventes orgánicos apolares, tales como el cloroformo, la acetona, el xileno, etc.” En relación al hecho de que no poseen un patrón estructural común a todos ellos, es importante dejar bien claro que estas sustancias se han agrupado atendiendo a un fenómeno operacional (o sea, a la forma de extracción de los materiales biológicos donde se encuentran) y no a semejanzas estructurales, para lo cual se puede aludir a los tipos de enlaces que aparecen en los diferentes representantes de estas sustancias: ésteres (en los glicéridos y céridos), amídicos (en los esfingolípidos), etc. Además, se debe puntualizar las características de su composición elemental, así como la naturaleza hidrocarbonada apolar de sus moléculas que les trasmite determinadas propiedades físico-químicas muy particulares a la mayoría de sus representantes ( para profundizar en este sentido el docente les indicará que amplíen mediante el estudio independiente en las págs.60-62 del texto básico donde pueden puntualizar las particularidades de este grupo de sustancias tan heterogéneas, que le trasmiten propiedades y funciones biológicas tan diversas como que pueden ser: a) Componentes moleculares de las membranas celulares. b) Capa protectora y aisladora que previenen a los órganos y tejidos contra golpes y traumatismos, así como termorreguladora. c) Transportadores (lipoproteínas) que permiten viajar a otros lípidos en el organismo en forma solubilizada en los fluidos corporales. d) Material de reserva energética almacenado fundamentalmente como glicéridos (o grasas) en el tejido adiposo. e) Componentes de sustancias de elevada actividad biológica, tales como hormonas y vitaminas. Finalmente, a modo de conclusión de este aspecto el docente debe hacer una breve exposición acerca de la importancia que poseen estas sustancias para el organismo, y en particular para los sujetos que realizan actividad física, insistiendo en que según sus funciones pueden ser determinantes para el mejor desempeño en los resultados deportivos, ya sea sirviendo como fuente energética para el trabajo muscular en los esfuerzos prolongados, o bien, como material estructural-

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protector, así como partícipes en el control metabólico, ya que una gran parte de ellos posee una elevada actividad biológica (representantes de las vitaminas y las hormonas). 2.-Clasificación de estas sustancias.-Ante todo, se les planteará cuál es la base de la clasificación que será estudiada por nosotros, o sea, según su naturaleza química y estructural (que se corresponde a lo que aparece en el texto básico), contrastándola con la adoptada por el texto de consulta Lehninger (es decir, si son saponificables o no saponificables). Para mostrar la clasificación nos podremos auxiliar de la proyección de la retrotransparencia correspondiente, en que se pueden observar: Simples y Complejos (destacando las diferencias entre ambos, es decir, que los Simples son ésteres sencillos de ácidos grasos con alcoholes, mientras que los Complejos, además de presentar enlaces ésteres poseen otros tipos de enlaces, como son por ejemplo: amídicos). Además, de acuerdo a las posibilidades se les mostrará a los estudiantes las estructuras de los principales representantes de cada grupo (glicéridos, céridos, glicerofosfolípidos, esfingolípidos, esteroides, etc.), para facilitar esto, se les recomendará a los estudiantes que pueden encontrarlas en las págs. 63-70 del texto básico. No obstante, se puntualizará en los glicéridos , es importante que el estudiante domine las estructuras generales de los 3 tipos de glicéridos (mono, di y triglicéridos), comprendiendo el por qué los últimos son los de mayor interés biológico y en qué se diferencian los simples de los mixtos (se remitirá a las págs. 64-65 del texto básico, para que amplíen en esta cuestión). En cuanto a los Lípidos Complejos, sólo se puntualizará en algunas de las estructuras de los (P) lípidos más significativos, así como de los esteroides, destacando la importancia biológica de los mismos, en particular para los sujetos, que realizan actividad física (se remitirá a los estudiantes a las págs. 67-70 del texto básico para que realicen el Estudio Independiente en estos aspectos). NOTA: Algo también importante a destacar son las lipoproteínas: QM, VLDL, LDL y HDL, debiéndose puntualizar las particularidades de su composición, así como el tamaño y las funciones de cada una; en este sentido, se hablará de la utilización de los valores de estas fracciones, conjuntamente con el Colesterol total y los Triglicéridos en sangre (lipidograma) en el control de las afecciones en los sujetos con cardiopatías. 3.-Propiedades físico-químicas de algunos de los representantes más importantes de estas biomoléculas.-Para iniciar este epígrafe se deben recordar las particularidades de este grupo de sustancias tan heterogéneas, que le trasmiten propiedades y funciones biológicas muy diversas. En este sentido, se debe retomar la clasificación de los mismos, brindada anteriormente para ilustrar las propiedades de sus diferentes representantes, pero siempre destacando que se hará énfasis en los Simples, específicamente en las grasas neutras (o glicéridos ), pudiendo aprovecharse la ocasión para puntualizar que se pueden denominar también como acilgliceridos, debido a que “son ésteres de ácidos grasos con el glicerol” . En cuanto a las particularidades estructurales de estas sustancias se mostrarán la estructura del Glicerol así como de los Ácidos Grasos, ya que ambos son la base estructural de los Glicéridos. Nota: Se recomienda revisar la Tabla 7 (pág. 64) del texto básico, para que reconozcan las estructuras de los principales ácidos grasos y puedan construir las estructuras de los glicéridos más comunes (distinguiendo así los saturados de los instaurados). Es importante que los estudiantes insistan en la fórmula general de los Triglicéridos, para así poder profundizar en sus propiedades físico-químicas, en particular, la hidrólisis alcalina o saponificación, lo cual será objeto de análisis y discusión en la próxima actividad (Clase Práctica No 3). Dentro de las propiedades físico-químicas se hará referencia de la emulsificación (por la importancia que reviste en el proceso digestivo de estas sustancias en nuestro organismo), destacando la esencia de la misma, es decir, la formación de micelas (donde aparecen las grasas en

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el interior y las sustancias tensoactivas hacia el exterior) lo cual permite la estabilidad de estas. Para ello deberá proyectarse la correspondiente retrotransparencia, que facilita la explicación del fenómeno. Por otra parte, se procederá a destacar la hidrólisis alcalina (o saponificación), debiendo diferenciarse la hidrólisis completa de la incompleta, en este sentido, podemos resumir esto último así: : + NaOH Diglicérido + 1Jabón (Incompleta) Triglicérido +2 NaOH Monoglicérido + 2 Jabones (Completa) + 3 NaOH Glicerol + 3 Jabones Nota: En este caso, al igual que en la emulsificación se proyectará la retrotransparencia correspondiente, en la que aparecen las estructuras de los compuestos para facilitar la mejor comprensión de lo explicado por el docente. Bibliografía: -Lehninger, A “Bioquímica” Cap. 11 (págs. 285-312) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 4 (págs. 60-70). -Colectivo de autores del ISCMH “Bioquímica”, tomo II Cap. 3 (págs. 92-151).

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Activ. Doc. No. 11 – 12 CLASE PRÁCTICA No. 2: “ESTRUCTURA Y PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS GLUCIDOS”. CONTENIDO: Ejercitación sobre las estructuras de los diferentes representantes de los monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, así como algunas de las propiedades químicas de éstos. OBJETIVO: Consolidar las particularidades estructurales y químicas de algunos de los representantes más significativos de los glúcidos. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos explicados y orientados en las Conferencia anterior, retomando los aspectos fundamentales sobre el grupo de los glúcidos, ya sea por las notas de clase así como por el uso de la bibliografía orientada (específicamente el texto básico) de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Que estas sustancias constituyen el combustible celular para todas las actividades de la célula que requieran energía. b) La clasificación de los glúcidos teniendo en cuenta la actitud de los mismos para sufrir hidrólisis. c) En relación a los monosacáridos se destacará la diferenciación entre aldosas y cetosas, destacando la glucosa como la aldosa más importante como fuente de energía para la actividad muscular. d) Las propiedades químicas de los monosacáridos, teniendo en cuenta la existencia de las formas cíclicas o hemiacetálicas de los mismos, en particular las reacciones de oxidación y esterificación. e) Su participación en la construcción de glúcidos complejos, en particular los disacáridos: maltosa, lactosa y sacarosa), así como los polisacáridos: glucógeno y almidón. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de esta actividad, de manera que a continuación se comenzará la discusión de cada una de estas preguntas: 1.- Represente la estructura de los siguientes monosacáridos y además diferencie sus grupos funcionales. a) Aldopentosa. b) Cetohexosa c) Aldotriosa. d) Cetotetrosa. 2) Represente la estructura desarrollada (o semidesarrollada) de la glucosa. Clasifíquela. 3.-Partiendo de la estructura desarrollada de la glucosa represente su forma hemiacetálica (o cíclica). 4.-Represente la formación de los ésteres fosfóricos de: a) Glucosa b) Gliceraldehído. 5.-Represente la ecuación química de la oxidación de la glucosa. 6.-Represente la estructura de los siguientes disacácaridos: a) Lactosa b) Maltosa c) Sacarosa 7.-Señale las diferencias entre el glucógeno y el almidón. BIBLIOGRAFIA: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 3 (págs. 45-59)

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Activ. Doc. No.: 13-14 CONFERENCIA No. 5: “PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LAS PROTEÍNAS Y LOS ACIDOS NUCLEICOS”. CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de estas biomoléculas 2.-Características estructurales y funcionales de las proteínas. 3.-Características estructurales y funcionales de los ácidos nucleicos. OBJETIVO: Describir las particularidades estructurales y funcionales de las proteínas y los ácidos nucleicos. 1.-Consideraciones generales acerca de estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática: Para iniciar este aspecto, el docente debe recomendar a los estudiantes la lectura del cap. 5, págs. 71-73 del texto básico, así como la pág. 90 (cap. 6), también de dicho texto. Para profundizar en este sentido, es conveniente destacar que: “ambas poseen la capacidad de formar asociaciones moleculares con otros compuestos mas simples, originando así estructuras de gran complejidad a niveles supramoleculares que le brindan a la célula nuevas posibilidades metabólicas y funcionales” (tal es el caso de los complejos multienzimaticos, o también, el caso de los ribosomas, estos últimos que son los encargados de la síntesis de las proteínas del propio organismo). El docente debe aprovechar la ocasión para puntualizar que: “estos dos tipos de macromoléculas tienen a su cargo el complejo proceso de dirección y control del metabolismo celular”. Una vez analizada la importancia que encierra esto, procederemos a puntualizar que: “tanto las proteínas como los ácidos nucleicos desempeñan funciones vitales, ya que ambos se encuentran estrechamente vinculados entre si, así como que cada uno de ellos participan en infinidad de procesos biológicos que garantizan el mantenimiento de la vida en la célula y por tanto en todo el organismo”. Por otra parte debe destacarse que “ambas son macromoléculas de gran complejidad estructural y elevado peso molecular, que poseen formas muy variadas las cuales les transmiten propiedades biológicas muy singulares” (en este sentido el docente puntualizará la relación estructura-función en ambas macromoléculas). En cuanto a las proteínas se destacará que “ellas son los constituyentes mayoritarios en los organismos vivos, pues en la célula de los animales representan aproximadamente el 90% del residuo seco ( en los vegetales es algo menor, o sea ~50% ), de ahí el origen de su propia denominación proteína que se deriva del vocablo griego protos = primero, principal”. En lo referente a los ácidos nucleicos, se planteará: “que tienen a su cargo la responsabilidad de la transmisión y la conservación de la información genética en las diferentes especies” Otra cuestión que debe señalarse es en cuanto a “la cantidad de estas macromoléculas en la naturaleza, pues se calcula que existen aproximadamente entre 10 10 -10 12 distintas proteínas naturales, lo que justifica la diversidad de funciones que estas desempeñan en los diferentes organismos vivos (ver epig. 5.1, págs. 71-72 del texto básico), a pesar de que están formados por aproximadamente 20 aminoácidos”; mientras que por otra parte, “se sabe que existen aproximadamente 10n ácidos nucleicos distintos, ya sean del tipo DNA o RNA, siendo los primeros

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los encargados de la transmisión y la conservación de la información genética, mientras que los otros, que pueden ser a su vez, de tres tipos diferentes: RNAm, RNAr y RNAt , desempeñan la función de llevar a cabo la síntesis de proteínas. Estos se encuentran formados por 5 bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, timina y uracilo, 2 tipos de pentosas: la ribosa o la desoxirribosa, y el ácido fosfórico. Finalmente, se planteará la importancia de ambas macromoléculas para los sujetos que realizan actividad física, ya que como sabemos ellas desempeñan el papel rector en el control metabólico, que se refleja en el incremento de los procesos metabólicos, por lo cual se eleva la síntesis de las proteínas ( contráctiles, estructurales, enzimáticas, así como de función dinámica) y además, por otra parte, según la dotación genética (DNA) en cada individuo, se puede conocer la tendencia de un sujeto para realizar actividades típicas de velocidad-fuerza (predominio de fibras FT en sus músculos), o bien, de actividades típicas de resistencia (predominio de fibras ST) y por tal motivo, resultan claves para los sujetos que se encuentran sometidos a un régimen de actividad física sistemática. 2. Características estructurales y funcionales de las proteínas: Con relación a este aspecto, se debe enfatizar que “ todas las proteínas poseen como unidades estructurales los L- á -aminoácidos ( en este sentido debe aprovechar la ocasión para describir su fórmula general, donde analizará la característica del carbono alfa ( Cá ), además el carácter antagónico de los grupos funcionales: amino y carboxilo que en disolución acuosa aparecen cargados y justifica la existencia del “Zwitterión” del cual se explica el carácter anfótero, ya sea de los aminoácidos, así como de las proteínas. En este sentido, el docente debe recomendarles el estudio de la pág. 77, del texto básico. NOTA: Se remitirá a los estudiantes a la tabla 8 (págs. 74 -76 del texto básico) y se les indicará que analicen la importancia de los aminoácidos esenciales (puntualizando cuales son estos.) Se recomendará que profundicen en el estudio del carácter anfótero, lo cual aparece en la Pág. 78 del texto básico, debido a que esto será ejercitado en la Clase Práctica No 4. Así mismo, se les explicará brevemente la formación de péptidos (que aparece también en la Pág. 78 del texto básico), para justificar la existencia de la estructura primaria de las proteínas (detenerse en la formación del enlace peptídico) y relacionarlo con la desnaturalización. En relación a las propiedades físico-químicas de las proteínas se insistirá en el carácter anfótero, debido a la importancia de esta, particularmente para los sujetos que realizan actividad física. Asimismo se les explicará ¿en qué consiste la electroforesis? Así como ¿a qué se denomina punto isoeléctrico?, los cuales serán ejercitados en la Clase Práctica No 4 (indicarle a los estudiantes que profundicen en las págs. 83-85 del texto básico). Se les indicará a los estudiantes que realicen como estudio independiente las características de la estructura de las proteínas (págs. 78-83 del texto básico) para conocer los diferentes niveles de organización de las proteínas, asimismo se les recomendará que analicen el fenómeno de la desnaturalización (pág. 85 del texto básico) para comprender su esencia e importancia. Con relación a las funciones de las proteínas (esto aparece en las págs. 71-72 del texto básico), el docente explicará someramente las características que determinan los tres tipos de funciones generales que estas desempeñan en el organismo, que se pueden resumir así: 1.-Estructural Colágeno (tejido conectivo) (Protección sostén) Queratina (piel, pelo, uñas, etc.)

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Elastina (Vasos sanguíneos) Enzimas (catalizadores biológicos) Transportadoras (albúminas, hemoglobina) 2.-Específicas Protectora (globulina, fibrinógeno) (Dinámicas) Contráctiles (actina, miosina, etc) Hormonas (insulina) 3.-Energética Degradándose liberan ~ 4,1 Kcal./ g (Función secundaria) NOTA: Se recomienda a los estudiantes como estudio independiente la Clasificación de las proteínas tal como aparece en las págs. 85-89 del texto básico. 3.-Características estructurales y funcionales de los ácidos nucleicos: Ante todo, debemos puntualizar ¿qué es un nucleótido?, destacando las semejanzas y las difere ncias entre cada uno de los que toman parte en la constitución de los ácidos nucleicos . Aquí se debe señalar que estas macromoléculas están constituidas por monómeros (mononucleótidos formados por : base nitrogenada + pentosa + ácido fosfórico) , los cuales pueden ser de dos tipos diferentes: RNA ( ácido ribonucleico) y DNA (ácido desoxirribonucleíco), siendo los últimos, los constituyentes del material genético (los cromosomas) cuya función es la “ transmisión y conservación de la información genética de las diferentes especies”, mientras que los primeros están constituidos por 3 tipos distintos: RNA m, RNA r y RNA t, cuya función primordial es el control de la síntesis de proteínas. Se recomienda a los estudiantes que profundicen en las particularidades estructurales de estos, de acuerdo a lo que aparece en el Cáp. 6 del texto básico (págs. 91-94), tal como el hecho que diferencia los ADN de los ARN es la pentosa que aparece en ellos, así en los primeros es la desoxirribosa, mientras que en los segundos es la ribosa. Además, se recordará que las bases nitrogenadas pueden ser de dos tipos: púricas ( adenina y guanina) y pirimídicas ( citosina, timina y uracilo), debiendo destacarse que las púricas aparecen en los 2 tipos de ácidos nucleicos (DNA y RNA); en cambio de las pirimidicas solo una aparece en ambos ( la citosina) ya que la timina es típica del DNA ( y no aparece en el RNA), mientras que el uracilo es el típico del RNA ( y no aparece en el DNA). Una vez hecha todas estas aclaraciones se procederá a señalar la importancia biológica de los ácidos nucleicos para lo cual se les planteará a los estudiantes que profundicen en el Cáp. 6, epig. 6.4 (págs. 95-96, del texto básico). Bibliografía: -Menshikov V.V y N.I. Volkov “Bioquímica” Cap.5 (Págs. 71-89), Cap. 6 (Págs. 90-96) -Lehninger, A.”Bioquímica” Cap 4 (Págs.73-83), Cap 5 (Págs. 97-110), Cap 6 (Págs. 127-156) y Cap 12 (Págs. 315-328). -Colectivo de autores del I.S.C.M.H. “Bioquímica”, Tomo I Cap 3(Págs. 55-89), Cap 4 (Págs. 94- 157) y Cap. 8 (Págs. 274-284). -León Oquendo M. “Bioquímica I Guía de estudio Curso por Encuentro” Cap IV ( Págs. 39-49).

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Activ. Doc 15 – 16 CLASE PRACTICA No. 3: “ESTRUCTURAS Y PROPIEDADES DE ALGUNOS REPRESENTANTES DE LOS LIPIDOS.” CONTENIDO: Ejercitación sobre la estructura de los diferentes tipos de glicéridos y glicerofosfolípidos, así como algunas de las propiedades físico-químicas de los glicéridos. OBJETIVO: Consolidar las particularidades estructurales y las propiedades físico-químicas más significativas de los glicéridos. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos explicados y orientados en las Conferencia anterior, retomando los aspectos fundamentales sobre el grupo de los lípidos ya sea por las notas de clase así como por el uso de la bibliografía orientada (específicamente el texto básico) de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a)Las particularidades est ructurales de los glicéridos: monoglicéridos, diglicéridos y tri- glicéridos. b)De los fosfolípidos es necesario destacar el ácido fosfátidico como base estructural de estos compuestos, para identificar alguno de los mismos como: fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidil serina, etc. c)Las propiedades físico-químicas de los glicéridos (triglicéridos), donde de acuerdo al grado de hidrólisis se obtendrán diferentes productos (diglicéridos, monoglicéridos o glicerol) y las respectivas moléculas de jabones. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de esta actividad, de manera que a continuación se comenzará la discusión de cada una de estas preguntas: 1.-Represente la estructura general de cada uno de los tres tipos de glicéridos, destacando ¿en qué se fundamenta cada subdivisión? 2.-Desarrolle la estructura de diferentes triglicéridos utilizando la ecuación química respectiva: a) Tripalmitina b) Triestearina c) Dipalmitoestearina d) Diestearopalmitina. 3.-Represente la estructura de los siguientes fosfolípidos. a) Fosfatidil etanol amina b) Fosfatidil colina c) Fosfatidil serina 4.- Represente mediante las ecuaciones químicas correspondientes la hidrólisis, tanto completa como incompleta. a) Tripalmitina b) Triestearina c) Dipalmito estearina. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 4(págs. 60-70)

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Activ. Doc. No.: 17-18 CONFERENCIA No. 6:“PARTICULARIDADES FUNDAMENTALES DE LAS ENZIMAS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales sobre estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física. 2.-Características y clasificación de las enzimas OBJETIVO: Describir las particularidades fundamentales y la importancia de las enzimas. 1.-Consideraciones generales sobre estas biomoléculas y su importancia para los sujetos que realizan actividad física.-Para comenzar este aspecto debe recordarse que estas biomoléculas constituyen los componentes minoritarios dentro de los compuestos orgánicos de las células, cuya función es la de servir como “biorreguladores metabólicos”. En este sentido es necesario puntualizar la importancia que posee este grupo de oligocompuestos bioorgánicos, ya que a pesar de poseer una estructura química, así como un modo de acción muy diferente entre sí, presentan algo común a todas y es que ellas “actúan conjuntamente en los procesos de regulación de las diversas vías metabólicas que de modo continuo e ininterrumpido, controlan el correcto y adecuado desarrollo del metabolismo intermediario celular en el organismo”. Una vez planteado, esto cabe señalar que a pesar de que estas biomoléculas se encuentran en cantidades relativamente pequeñas en el organismo, resultan imprescindibles para el mismo y además que ellas funcionan a nivel celular, así las enzimas: son los catalizadores de las reacciones bioquímicas que se verifican a nivel de células y tejidos. Por otra parte , en lo referente a la importancia de estas biomoléculas para los sujetos que realizan actividad física, debe puntualizarse el hecho de que: “la ejecución de esfuerzos físicos provoca un incremento en el consumo del O2”, debido a que los procesos metabólicos aumentan por efecto del trabajo muscular y por ende llevan implícito un aumento del gasto energético (razón por la que se explica el incremento del consumo del O2 para así degradar completamente a los nutrientes : glúcidos y grasas fundamentalmente, para así obtener energía en forma de ATP). De esto se desprende fácilmente que con la realización de actividad física, las necesidades de estas biomoléculas se incrementan debido a que ocurre un aumento de la actividad catalítica (especialmente las que intervienen en los procesos degradativos de los nutrientes, durante el trabajo físico, así como las que participan en la biosíntesis de proteínas, P-lípidos, glucógeno, etc. durante la recuperación.) 2.-Características y clasificación de las enzimas: Ante todo resulta necesario señalar a modo de una breve definición el concepto de enzimas, o sea : “ son un grupo de proteínas que poseen una función especifica, es decir, catalizar las reacciones químicas que se verifican tanto dentro como fuera de las células del organismo” ( se debe destacar que existen enzimas intracelulares, así como extracelulares quiere decir esto ,que a pesar de que todas se forman dentro de las células, unas actúan dentro de estas y otras fuera de ellas, siendo segregadas a la sangre, la linfa, los jugos digestivos, etc. catalizando determinados procesos metabólicos). Se recomienda que amplíen en las págs 97-100 del texto básico donde detallan otras cuestiones generales de ellas. Por otra parte es necesario destacar ¿en qué consiste la especificidad de acción de las enzimas? , ya que si la comparamos con los catalizadores de los procesos químicos del mundo abiótico, comprobaremos la gran diferencia que existe, pues los catalizadores pueden incrementar la velocidad de las reacciones en 2 a 5 veces en cambio las de las enzimas desde 10 a 10 n veces. NOTA: Para ilustrar, señalar la oxidación de un ácido graso in vitro contra in vivo, destacando las condiciones de pH, temperatura, así como el tiempo que requieren. Además se puntualizará acerca de la cinética de las reacciones enzimáticas para lo cual se plantea la formación del complejo ENZ-SUST ==== ENZ-PROD (en este sentido se recomienda como estudio independiente la Fig. 24 Pág. 101 del texto básico) Además, se explicará brevemente a lo que se denomina SUSTRATO (sustancia reaccionante en un proceso bioquímico que se transforma en el producto) y que ello se debe a que se logra un cambio conformacional en su estructura espacial que permite una redistribución energética interna que favorecen su conversión en el

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producto y así se pasa del complejo ENZ-SUS al ENZ-PROD de modo que se pasa a una estructura más estable. Además, que la cinética enzimática depende de varios factores: pH, T, [SUST], [ENZ], y [COFACT], esto puede ampliarse en las págs 102-104 del texto básico. En lo referente a su estructura debe recordarse que son de naturaleza proteica, no obstante, hay que distinguir dos tipos de estas: a) Simples (formadas solo por aminoácidos) b) Conjugadas (formadas además de aminoácidos por otra porción no proteica) llamadas holoenzimas. Apoenzima (Porción proteica) Holoenzima Coenzima (Dializa) Cofactor (Porción no proteica) Grupo prostético (No dializa) Debe ampliarse en las págs. 105-107 del texto básico. Clasificación.-En lo referente a este aspecto se les orientará como estudio independiente, para lo cual se puntualizará a los estudiantes que la base de la misma radica en el tipo de reacción que cada enzima participe (señalar que deben consultar las págs 109-11 del texto básico) Bibliografía: -Lehninger, A “Bioquímica” Caps 8 y 9 (págs. 189-250) Cap 13 (págs 343-365) y Cap. 29 (págs. 817-837) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov “Bioquímica” Caps. 7, 8 y 9 (págs. 97-135) -Colectivo de autores del I.S.C.M.H. “Bioquímica” Tomo I Caps 5 y 6 (págs 167-248)

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Activ. Doc. No. 19– 20 CLASE PRACTICA NO: 4 “PROPIEDADES Y ESTRUCTURAS DE LAS PROTEÍNAS, LAS ENZIMAS Y DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS”

CONTENIDO: Ejercitación sobre la estructura de los aminoácidos, la formación de péptidos, el carácter anfótero, la electroforesis, las particularidades estructurales de las proteínas, las enzimas y los ácidos nucleicos, así como los factores que influyen sobre la actividad enzimática.

OBJETIVO: Consolidar las propiedades físico-químicas de los aminoácidos, así como las particularidades estructurales de las proteínas y los ácidos nucleicos.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos explicados y orientados en las Conferencias correspondientes, retomando los aspectos fundamentales sobre el grupo de las proteínas( en particular las enzimas), así como los ácidos nucleicos, ya sea por las notas de clase así como por el uso de la bibliografía orientada (específicamente el texto básico) de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Las particularidades estructurales de los aminoácidos (en lo referente a los 2 grupos antagónicos que lo constituyen).

b) El carácter anfótero, ahí se aprovechará la ocasión para insistir en la esencia del ión bipolar (zwitterión), del cual se debe part ir para justificar el carácter anfótero de estos, así como las proteínas.

c)La formación de péptidos, así como la importancia de estos para la existencia de las largas cadenas polipeptídicas que soportan las estructuras de las proteínas, puntualizando en las interacciones que ejercen los grupos amino y carboxilo presentes en las moléculas de los aminoácidos.

d)La electroforesis, se debe insistir en el hecho de cómo los diferentes grupos funcionales presentes en los radicales R de cada uno de los aminoácidos, les transmiten las cargas eléctricas que les permiten a estas sustancias que puedan migrar hacia el ánodo, o bien, el cátodo, cuando se introducen en un equipo electroforetico.

e) Las particularidades en lo referente a los 3 niveles de organización fundamentales de las proteínas (tipos de enlaces que los soportan en cada caso).

f) Las particularidades de las enzimas, en cuanto a su naturaleza química y estructural.

g) Factores que influyen sobre su actividad catalítica.

h) Diferencias entre los 2 tipos de ácido nucleicos (DNA Y RNA.)

ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de esta actividad, de manera que a continuación se comenzará la discusión de cada una de estas preguntas: 1.-Represente la estructura de los siguientes aminoácidos:

a) Glicina b) Alanina c) Serina d) Ácido aspártico e) Lisina

2.-Represente la formación de los siguientes péptidos, y diga además, a que tipo pertenece.

a) Alanil-glicina b) Glicil-alanina c) Seril-glicina d) Glicil-seril-alanina

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3.-Represente el carácter anfótero de los siguientes aminoácidos ( teniendo en cuenta las condiciones del medio en que se encuentre, o sea, valor del PH a que se somete), debiendo analizar cada uno por separado:

a) Alanina b) Serina c) Ácido Glutámico

4.-Se tiene una mezcla de aminoácidos: glicina, alamina, ácido aspártico y lisina, todos en disolución acuosa, a un valor de pH determinado (pH =7), de acuerdo a lo planteado, diga:

a)¿Hacia que electrodo migrará cada uno? Justifíquelo. b)¿Migrarán algunos de estos hacia el mismo electrodo? Por qué? 5.-¿ Que sucederá con una mezcla de proteínas deferentes: A, B, C, D Y E, donde se sabe que A (asida), B (básica) al igual que E , mientras que las proteínas C Y D se encuentran en su punto isoeléctrico(P.I.), cuando las sometemos a la acción de un campo eléctrico en un equipo electroforetico?.

6.-Represente los diferente tipos o niveles de organización fundamentales de las moléculas de proteínas (estructura: primaria, secundaria, y terciaria), señalando los tipos de enlaces que soportan a cada uno de los niveles de organización.

7.-Conocida la naturaleza proteica de las enzimas. Clasifique las mismas. 8.-Conocida la clasificación anterior. Diga las partes componentes de las Encimas Conjugadas. Explique brevemente. 9.-Ilustre gráficamente el mecanismo de acción enzimática, describa como se produce la transformación del Complejo hasta la formación de productos. 10.- La degradación del almidón comienza en la boca; el siguiente gráfico representa la actividad de tres enzimas: ¿Cuál de los picos cree Ud. que representa a la á–amilasa (enzima que actúa sobre el almidón), si el pH en la boca es neutro? Podría producirse la descomposición a pH ~2 en el estómago?¿Por qué?

11- Explique la gráfica (considere constante la [E]), y diga además, ¿Qué significa [S]lím? V.Reac.Enz.

V.Máxima.

0 [ S ] [ S ] Limite 12.-Explique la influencia de la Temperatura en la velocidad de reacción de una enzima. 13.-Represente las estructuras de los nucleótidos y los nucleósidos:

A) Adenosin fosfato (AMP) B) Guanosin fosfato (GMP) C) Uridin fosfato (UMP) D) Adenosina E) Guanosina F) Uridina.

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Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 5(págs. 71-89), Cap. 6(págs. 90-96) y Cap.7 (págs. 97-111). Activ. Doc. No.: 21-22 CONFERENCIA No.7:“ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LOS PROCESOS METABÓLICOS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales sobre el metabolismo. 2.-Modificaciones adaptativas del metabolismo. 3.-Métodos de estudio del metabolismo. OBJETIVO: Destacar la esencia e importancia de los procesos metabólicos. 1.-Consideraciones generales sobre el metabolismo.- Para iniciar este aspecto es necesario que los estudiantes profundicen en los tópicos abordados en este epígrafe para ello estudiar en el Texto Básico, el Cap 10 (págs 136-146). De este modo, al analizar las particularidades que diferencian los organismos vivos de los cuerpos no vivos, debe centrar su atención en el hecho no sólo de la gran complejidad en su composición cuali y cuantitativa, sino además, en su organización estructural. En este sentido, debe plantearse que: “para mantener prácticamente constante esta gran organización estructural se requiere de un gasto energético considerable (no sólo en su creación, sino en su conservación) y ello se explica por su capacidad para autorrenovarse, lo cual se encuentra estrechamente vinculado con otra capacidad que los distingue de los cuerpos inanimados y es su posibilidad de producir series semejantes a sí mismos, o sea, la auto-reproducción”. Esto se explica gracias a lo que se denomina METABOLISMO. En este sentido, debemos señalar que este se define como: “la Sumatoria de Reacciones físico-químico-fisiológicas que permiten el intercambio de materia y energía del organismo en el entorno”. Nota: Se recomienda a los estudiantes que amplíen en el epig.10.2 (págs 136-137), enfatizándoles que deben interpretar lo que aparece en el 2do. párrafo de la pág. 137, ya que aquí se expresa ¿en qué consiste el metabolismo? , además, queda bien claro la esencia del proceso de digestión de los nutrientes (que será abordado en próximas Conferencias), así como las vías de utilización de los productos del proceso digestivo (que se corresponde con algunas Conferencias de este Tema II) Una vez planteado esto, se debe puntualizar las partes componentes del metabolismo: -ANABOLISMO: Sumatoria de procesos Biosintéticos (consumen energía). -CATABOLISMO: Sumatoria de procesos Degradativos (liberan energía) Nota: Debemos destacar que anabolismo y catabolismo son similares a los términos ASIMILACIÓN y DESASIMILACIÓN (epíg. 10.3) que corresponden a la pág. 138 del texto básico. 2.-Modificaciones adaptativas del metabolismo.-Para iniciar este aspecto, es necesario destacar las part icularidades del metabolismo según las diferentes etapas de la vida del ser humano, para lo cual se recomienda la lectura del epíg.10.4 (págs.138-139) que se refiere a las Alteraciones metabólicas con la edad , lo cual puede ser resumido así: INFANCIA: ANABOLISMO > CATABOLISMO ADULTEZ: ANABOLISMO = CATABOLISMO VEJEZ: ANABOLISMO < CATABOLISMO Nota: Esto debe ser ejemplificado (buscar en las págs. señaladas que aparecen en el texto básico). Por otra parte se plateará “la importancia de los procesos de adaptabilidad de los organismos vivos” (epíg. 10.5 págs. 139-140), donde se puntualizarán los factores que influyen sobre el metabolismo: régimen de

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actividad muscular, variaciones de la temperatura ambiental, dieta, estado de salud, etc., de manera que la influencia que pueden ejercer los diversos factores externos sobre el metabolismo presentan un carácter adaptativo, y en este sentido resulta muy importante el efecto de las cargas físicas como fenómeno que soporta los principios del entrenamiento deportivo, ya que se traduce en un incremento de las posibilidades funcionales como resultado de los procesos de bioadaptación al trabajo muscular. Asimismo, se recomienda a los estudiantes que como estudio independiente analicen las variedades principales del metabolismo y las interrelaciones de los procesos metabólicos con las estructuras celulares (epígs 10.6 y 10.7). 3.- Métodos de estudio del metabolismo.-Para comenzar este aspecto, ante se debe todo hacer una breve explicación acerca de los diferentes tipos de metabolismo: plástico, funcional, energético, intermediario, etc. (que corresponde al epíg. 10.6, y aparece en las págs.140-141 del texto básico, lo cual fue orientado como estudio independiente en el aspecto anterior, al igual que las interrelaciones de los procesos metabólicos con las estructuras celulares, es decir, el epíg. 10.7, en las págs. 141-144), para que de ese modo puedan comprender toda una serie de términos que resultan necesarios manejar en lo referente al estudio del metabolismo. Finalmente, se orienta que analicen los métodos de estudio del metabolismo (epig.10.8) págs 144 y 145 del texto básico, debiendo puntualizar que “a pesar de que hay múltiples de estos, ninguno nos puede dar la idea del metabolismo total. ”. Bibliografía: -Lehninger, A “Bioquímica”, Cap. 14 (págs. 371-393) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap.10 (Págs. 136-145).

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Activ. Doc. No.: 23-24 SEMINARIO No. 1: “PARTICULARIDADES FUNCIONALES DE LAS BIOMOLECULAS EN EL ORGANISMO QUE REALIZA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de la clasificación y las particularidades funcionales de cada una de las biomoléculas constituyentes del organismo, así como la importancia de cada uno de éstas para los sujetos que realizan actividad física. OBJETIVO: Interpretar las particularidades funcionales, así como la importancia de cada una de las biomoléculas en el organismo de los sujetos que realizan actividad física. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes a este Tema I, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) La clasificación destacar en qué se fundamenta ésta en cada caso (constituyentes que lo forman, así como los productos de su hidrólisis). b) Las características estructurales comunes a cada una de estas sustancias (destacar entre otras las particularidades en su solubilidad, etc.). c) La clave determinante de su importancia desde el punto de vista funcional en cada biomolécula, aprovechando la ocasión para extrapolar su repercusión en los procesos metabólicos de los sujetos que realizan actividad física sistemática. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿Cómo se clasifican los glúcidos? Describa ¿sobre qué se basa esta clasificación? 2.-¿Qué importancia presentan los glúcidos para el organismo de los sujetos que realizan actividad física? 3.-¿Cómo se pueden clasificar los lípidos?. Explique sobre qué base se realizó la clasificación explicada en clases. 4.-¿Cuáles son las diferencias entre los 3 tipos de glicéridos? Describa las particularidades estructurales de cada uno, así como ¿qué importancia presentan para los sujetos que realizan actividad física?. 5.-¿Qué importancia presentan los glicero fosfolípidos para el organismo (en particular para los sujetos que realizan actividad física)?. 6.-¿En dónde radica la importancia biológica de los esteroides? Señale la relación que guardan estas con los denominados “sustancias doping”. 7.-¿Cómo se pueden clasificar las proteínas? Destaque sobre qué base se fundamenta esta clasificación. 8.-¿Cuáles son las funciones primordiales de las proteínas? Fundamente su respuesta sobre la base de ejemplos aplicados al organismo de los sujetos que realizan actividades físicas. 9.-¿Considera Ud. a las proteínas importantes para el organismo de los sujetos que realizan actividad física sistemática como fuentes de energía? ¿Por qué? 10.- ¿Cuántos y cuales son los tipos de ácidos nucleicos que existen? Señale las semejanzas y diferencias entre éstos. 12.-Explique ¿ qué funciones desempeñan cada uno de los ácidos nucleicos en el organismo?

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13.-¿Qué importancia presentan los ARN para los sujetos que realizan actividad física sistemática? Fundaméntelo. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.3 (págs. 45-59), Cap.4 (págs. 60-70), Cap.5 (págs. 71-89) y Cap.6 (págs. 90-96).

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Act. Doc. No: 25-26 CONFERENCIA No.8: “CONSIDERACIONES ACERCA DE LAS TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS EN EL ORGANISMO” CONTENIDO: 1.-Las Leyes de la Termodinámica y su aplicación en los organismos vivos 2.-Transformaciones energéticas en los organismos heterótrofos. 3.-Biocatálisis e intercambio energético. OBJETIVO: Destacar el papel que desempeñan las transformaciones energéticas en el organismo. 1.-Leyes de la termodinámica y su aplicación en los organismos vivos.-Para iniciar este aspecto se debe puntualizar que: toda actividad relacionada con la Cultura Física y el Deporte posee una estrecha vinculación a los fenómenos bioenergéticos, debido a que éstos son clásicos exponentes de los procesos energéticos de la naturaleza”. Además, se debe comprender que: “la actividad vital de todo organismo se encuentra vinculada a constantes gastos de energía”. Es por esto que: “la energía resulta indispensable para realizar procesos tan importantes como son el trabajo mecánico de los músculos de nuestro cuerpo, el trabajo eléctrico en la generación y transmisión de los impulsos nerviosos, así como el transporte activo de las sustancias a través de las membranas celulares, el trabajo químico de la biosíntesis de sustancias orgánicas complejas que forman parte de nuestro cuerpo”.

Para profundizar en este sentido, se orienta a los estudiantes como estudio independiente la lectura del Cap.11 del texto básico, en particular las págs. 146 –155.

Los estudiantes tienen que comprender ¿qué es la energía?, para de ahí poder comprender ¿cómo el organismo la adquiere, la convierte, la almacena y la utiliza?, ya que esta es una premisa necesaria para interpretar la importancia de este tema. Por esta razón se debe definir la energía: capacidad de un sistema para realizar trabajo. Una vez hecho esto, resulta necesario destacar que: “para realizar los diferentes tipos de trabajo biológico por las células de los animales como única fuente de energía puede servir la energía química contenida en las moléculas de los nutrientes, la cual se libera en los procesos metabólicos y se convierte en otras formas de energía aprovechable por las células, tal como es el ATP. Una vez analizado todo esto, se podrá plantear el concepto de Termodinámica (o bien de Energética) y de este modo se procederá a explicar porqué se utiliza la denominación de Bioenergética en los sistemas vivos, ya que esto nos permite vincular las Ciencias Naturales a la Cultura Física. Una vez expuestas estas cuestiones se podrán enunciar las 2 Leyes de la Termodinámica: 1ra Ley: “La energía no se crea ni se destruye, ya que tan sólo se adquiere de una forma y se convierte en otra”. 2da Ley: “La interconversión de energía en otras formas es un proceso ineficiente, debido a que gran parte se elimina como calor, a lo que se denomina entropía”. NOTA: Es necesario recordar las 6 formas diferentes de energía: calórica, mecánica, lumínica, química, eléctrica y nuclear. Los estudiantes tienen que distinguir la importancia del conocimiento de las leyes de la termodinámica para interpretar su aplicación a los organismos vivos, destacando que ambas rigen todos los procesos energéticos en la naturaleza sin excepción. En este sentido, se debe explicar la esencia de cada una de las leyes y para ello los estudiantes deben remitirse al epígrafe 11.2 pág. 150 (2do párrafo).

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Por otra parte, resulta importante destacar que: “para todos los procesos biológicos que se desarrollan sobre la Tierra, la luz solar resulta la energía primaria (o sea, que es la fuente inicial a partir de la cual se obtiene la energía para todos los organismos vivos)”. Aquí se aprovechará la ocasión para establecer la relación entre los procesos de fotosíntesis y de respiración. En este sentido, la energía radiante del Sol, es captada por el pigmento clorofila de las plantas verdes (organismos autótrofos) y asegura la fijación del dióxido de carbono y el agua del medio (entorno), convirtiéndolos en compuestos orgánicos complejos (glúcidos, glicerol, ácidos grasos, aminoácidos, etc.). En cambio, en los animales (organismos heterótrofos) la energía química almacenada en las moléculas orgánicas complejas de los nutrientes, es aprovechada mediante el proceso de la respiración ( o denominado también, oxidación biológica), en la que una parte de esa energía se transforma en ATP y la otra, se desprende como calor ( entropía) Para resumir lo señalado pasamos a formular la expresión matemátic a de cada ley señalando que en el caso de los organismos vivos, la 1ra ley se representa:

E alimentos = E externa + E almacenada + E calor (Wrealizado) (Grasas y Glucógeno) (Entropía) Así para explicar el equilibrio energético en un individuo, tenemos que según la expresión anterior de acuerdo a la ingestión de alimentos, tiene que mantenerse realizando trabajo externo (o útil) y que la cantidad de calor que se desprende del metabolismo le permita todavía poder almacenar sustancias de reserva. NOTA: Debe aprovecharse la ocasión para plantear el análisis de lo que ocurre en un sujeto obeso: excesiva cantidad de energía en los alimentos y poco trabajo útil por eso se almacena el exceso como grasa; en cambio, en caso de sujetos caquéxicos , se debe a una ingestión deficitaria de alimentos en la dieta. Otro aspecto a señalar es que la 1ra ley nos habla que: “pueden existir cambios energéticos entre un sistema y su entorno, pero no permite predecir la dirección (o sentido), en que el mismo ocurre”, para lo cual se alude a la 2da ley que plantea: “en la naturaleza todos los procesos espontáneos, tienden al aumento de la entropía”, y esto expresa mediante la expresión: ÄH = ÄG + T. ÄS NOTA: Aquí debemos señalar que si: ÄH < 0 � PROCESO EXERGÓNICO ÄH > 0 � PROCESO ENDERGÓNICO Además el ÄG es un criterio más útil para evaluar los procesos en la naturaleza, ya que la energía libre es la forma de realizar trabajo útil a TPN, tal como ocurre en las células, por lo cual: ÄG = ÄH – T. ÄS De modo que si: ÄG < 0 � PROCESO ESPONTÁNEO ÄG > 0 � PROCESO NO ESPONTÁNEO De esto es fácil comprender que si: ÄS � 0 �> ÄG Máximo Quiere decir esto que, las variaciones de la energía libre y la entropía en los procesos biológicos se encuentran estrechamente relacionadas, ya que los organismos vivos se caracterizan por la gran complejidad molecular y así como la ordenación estructural que alcanzan a expensas del desorden que crean en su entorno. NOTA: Es importante señalar el ejemplo de la glucosa, que posee una gran ordenación estructural por tanto, una entropía baja; pero en cambio, su energía libre elevada , lo cual le permite realizar un trabajo útil a la célula con gran eficiencia. Es por esta razón, que podemos asegurar que las 2 Leyes de la Termodinámica se cumplen en todos los organismos vivos.

RESUMEN: “Los organismos vivos crean y mantienen su ordenación esencial a expensas de su entorno al que transforman constantemente , haciéndolo cada ves mas caótico”.

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2.-Transformaciones energéticas en los organismos heterótrofos.-Ante todo resulta necesario puntualizar que los organismos pueden catalogarse de 2 tipos fundamentales según la forma de energía que utilicen para su nutrición, así tenemos que estos pueden ser: autótrofos y heterótrofos.

NOTA: Para interiorizar la relación entre ambos, se debe definir la esencia de cada uno. De modo que en el caso de los organismos heterótrofos, la energía que éstos absorben de su entorno para poder realizar trabajo útil es la química, la cual se encuentra almacenada en los alimentos. A continuación se procede a explicar los 3 tipos de trabajo biológico (W útil) en los organismos, lo cual será apoyado por la lámina correspondiente a las “Transformaciones Energéticas en las células heterotróficas por el sistema ATP / ADP”. En este sentido, se explicará la forma en que la energía química de los alimentos se desprende del proceso de la oxidación biológica, en que son transformados los nutrientes en CO2, H2O y energía que se almacena como enlace macroérgico al convertirse el ADP en ATP el cual se utiliza en los 3 tipos de W útil, fundamentalmente: biosintético, mecánico y osmótico. NOTA: Debemos insistir en que la manera que se conduce la energía en el organismo es mediante: Ciclo ATP /ADP ( o sea, que la Equímica de los alimentos se desprende de la oxidación de los nutrientes y se une al Pi, el cual se incorpora al ADP y se convierte a éste en ATP). RESUMEN: “La base de las transformaciones energéticas en los organismos vivos descansa en el Ciclo ATP /ADP en el cual el ATP es la forma cargada, mientras que el ADP es la forma descargada de la energía “. 3.-Biocatálisis e intercambio energético.-Para iniciar este aspecto se debe puntualizar que: “la maquinaria para la transformación de la energía en las células de cualquier organismo esta constituida por completo por moléculas orgánicas (relativamente frágiles e inestables), incapaces de resistir condiciones extremas de temperaturas elevadas, así como también [ácidos]fuertes y [bases]fuertes y de corrientes eléctricas intensas”. Es preciso destacar que: “la célula viva es una maquinaria esencialmente ISOTÉRMICA e ISOBÁRICA” debido a que la misma trabaja en condiciones de temperatura y presión constante, es decir, que en ella “no existe la posibilidad que en un instante dado se manifieste una diferencia apreciable de temperatura o de presión que le permitan establecer una diferencia de valor en estos parámetros para provocar un flujo energético entre dos puntos de su interior”.

Aquí debe insistirse que gracias a la acción catalítica de las enzimas, es que los organismos vivos pueden aprovechar eficientemente la energía almacenada en los enlaces químicos de las moléculas de los nutrientes para transformarla en otras formas de energía necesaria para su metabolismo.

Es necesario destacar que “todas las máquinas mecánicas (térmicas) construidas por el hombre, realizan trabajo a expensas de una variación considerable de temperatura, manteniendo constante la presión” y que sin embargo, “el organismo vivo es incapaz de utilizar el calor como fuente energética para realizar trabajo”.

RESUMEN: “Los fenómenos biocatalíticos permiten al organismo vivo funcionar como una maquinaria isotérmica que realiza trabajo útil a expensas de la energía química almacenada en el ATP, asegurando con ello un �ÄG con la consecuente �ÄS en el sistema”.

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Bibliografía:

-Menshikov. V.V y N.I Volkov, “Bioquímica”, Cáp.11 (págs. 146 – 152).

-Lehninger, A. “Bioquímica”, Cap 15 (págs. 397-426) Act. Doc. No: 27-28 CONFERENCIA No.9: “ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL ATP”

CONTENIDO: 1.-Estructura y propiedades del ATP. 2.-Principio del intermediario común. OBJETIVO: Distinguir las particularidades estructurales y funcionales del ATP. 1.-Estructura y propiedades del ATP.- Ante todo debe puntualizarse que al hablar del ATP, hay que tener presente que este está constituido por un sistema de 3 especies moleculares: AMP, ADP y ATP (o sea, son tres nucleósidos mono, di y trifosforilados). Una vez señalado esto, se debe proyectar la retrotransparencia correspondiente para poder explicar en cada uno de sus componentes, las moléculas que lo forman: Adenina, Ribosa y 1, 2 ó 3 residuos de Ácido Fosfórico (en dependencia de si se trata del AMP, del ADP o del ATP, respectivamente), insistiendo además, en la presencia de 1 o los 2 enlaces macroérgicos pirofosfóricos en el caso del ADP ó del ATP, según sea el caso, destacando que: el AMP no presenta enlaces macroérgicos.

Por otra parte, se planteará el equilibrio entre ellos tres, o sea:

ATP ADP + Pi

�

AMP + Pi NOTA: Se recomienda el estudio independiente sobre este aspecto, debiendo utilizar lo que aparece en las págs. 177-179 del texto básico, así como las págs. 399-400 del libro de consulta Bioquímica ( de A. Lehninger) RESUMEN: “Las particularidades estructurales del ATP le permiten explicar su capacidad como transportador de la energía en el organismo vivo”. 2.-Principio del intermediario común.- Para iniciar este epígrafe debe explicarse la clasificación de los compuestos orgánicos según su contenido energético, es decir, los compuestos de: -Alta Energía de Hidrólisis -Baja Energía de Hidrólisis Así, según la cantidad de energía que se libera en la hidrólisis del grupo fosfato de sus moléculas estos pueden denominarse de dos formas: -De Alto Contenido Energético(o Macroérgicos): Si el ÄGhidról. = ó > -7.5 kcal/ mol -De Bajo Contenido Energético: Si el ÄGhidról < -7.5 kcal/mol Como ejemplos de ambos grupos de compuestos, podemos citar: 1er. Grupo: ácido 1-3 di P-glicérico, ácido -P- enolpirúvico. 2do.Grupo: Glucosa-6-P, Gliceraldehído-3-P.

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NOTA: Es importante que el estudiante analice las estructuras correspondiente a estos tipos de compuestos (se pueden ver en las págs. 179-80 del texto básico). A continuación se destacará que: “en las células vivas, gracias a estos dos tipos de compuestos es que se asegura el intercambio energético propio del metabolismo, ya que todas las secuencias de reacciones que ocurren en nuestro organismo se llevan a cabo con la participación del ATP como intermediario común entre

las sustancias de � ÄGhidról. y las de �ÄGhidról ”. Resumen: En esencia es al ATP a quien le corresponde el papel único como sustancia intermediaria entre los compuestos de alta energía y los de baja energía para asegurar así el correcto desenvolvimiento de los procesos metabólicos en el organismo y que requieren del concurso de la energía”, es decir, que así se“asegura que la energía que se libera en los procesos oxidativos en el organismo no se desperdicie en forma de calor y pueda ser utilizada en las reacciones del metabolismo”. Además, es necesario comprender que: “para que estos procesos ocurran se necesitan de 2 tipos de reacciones de transferencia enzimática de grupos fosfato de alta energía (~P)”: 1ro. De un DONANTE al ADP: Piruvato quinasa P-enolpiruvato + ADP Piruvato + ATP 2do. A un ACEPTOR desde el ATP: Hexoquinasa Glucosa + ATP Glucosa - 6- P + ADP Nota: Esto se lleva cabo mediante “la transferencia enzimática de los grupos fosfato de alta energía (~P) desde los donantes hacia los aceptores”, además el docente señalará que esto puede ser ampliado en el texto básico (págs. 179-184). Esto corresponde a las dos reacciones que aseguran este traslado del grupo ~P, de una sustancia a otra, así como la correspondiente a la Fig.42 del texto básico (pág. 180). En este sentido, se destacará cómo gracias a este principio es que pueden llevarse a cabo todas las reacciones que caracterizan los procesos metabólicos en nuestro organismo -Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, “BIOQUÍMICA”, Cáp.11 (Págs. 155– 156 y 177-184).

-Lehninger, A. BIOQUÍMICA, Cap 15 (Págs. 397-424).

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Activ. Doc. No.:29-30 CONFERENCIA No.10: “OXIDACIONES BIOLÓGICAS: PROCESOS REDOX.” CONTENIDO: 1.- Consideraciones generales acerca de los procesos REDOX en el organismo. 2.-Cadena de transporte electrónico. 3.- Fosforilación oxidativa. OBJETIVO: Distinguir la esencia e importancia de los fenómenos de oxidación biológica, en particular para el organismo que realiza actividad física. 1.-Consideraciones generales acerca de los procesos REDOX en el organismo.-Para iniciar este aspecto el docente debe retomar el concepto de oxidación biológica, o sea, el fenómeno inverso a la fotosíntesis, lo cual fue explicado en la Conferencia No.9 y que en resumen se puede plantear que consiste en la eliminación de los átomos de hidrógeno en una sustancia orgánica, asociado con la liberación de la energía almacenada en esta. Una vez hecha esta aclaración, se procederá a señalar que: “los procesos REDOX en el organismo, corresponden a las denominadas oxidaciones biológicas”, las cuales se caracterizan por la transferencia de átomos de hidrógeno ( ó simplemente de electrones) entre una pareja de sustancias , de modo tal que la sustancia que cede los átomos de H (H+ y e-), conocida como sustrato, le corresponde la denominación de agente reductor ya que al entregar los átomos de hidrógeno está provocando la reducción de la otra sustancia que los acepta, a la cual se le denomina agente oxidante ya que esta última acepta dichos átomos de hidrógeno. En resumen, quiere decir esto que, un proceso REDOX ( o bien, un proceso de oxidación-reducción), consiste en la transferencia de átomos de hidrógeno (ó simplemente de electrones) experimentada entre dos sustancias, donde una de ellas resulta ser el donante de átomos de H ( H+ y e-) y la otra, el aceptor de los átomos de H, y ello no equivale simplemente a la combinación de una sustancia con el oxígeno, liberándose además en el mismo una cantidad de energía equivalente a la diferencia de potenciales REDOX entre las dos sustancias que intervienen en dicho proceso. Debe puntualizarse la definición de Potencial REDOX: la afinidad de una sustancia para captar electrones. A continuación se destacará que existen 3 tipos fundamentales de procesos REDOX: 1ero: Pérdida de e: Fe2+ Fe 3+ + e- + Ä G < 0 2do: Pérdida de H: CH3-CH2-OH + ½ O2 CH3-CHO + H2O + Ä G < 0 3ro: Ganancia de O: CH3-CHO + ½ O2 CH3-CO2H + Ä G < 0 Se debe analizar que siempre en todos los casos ocurre liberación de energía, o sea, que existe una variación de la energía libre (ÄG < 0), la cual permite al organismo realizar W útil y es precisamente esta la que nos interesa destacar que se utiliza en las oxidaciones biológicas para aprovecharla eficientemente en la formación de ATP, mediante la fosfor ilación oxidativa (lo cual será abordado posteriormente). Se recomienda a los estudiantes que pueden profundizar todo lo planteado hasta aquí en el epig. 11.4 (págs. 156-159) del texto básico y además, que ahora sólo analizaremos los procesos de extracción de la energía de los nutrientes mediante los fenómenos oxidativos, en dependencia a las condiciones del suministro de oxígeno al organismo, ya que para que ocurra una oxidación no es

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imprescindible la presencia del oxígeno y por ello se habla de 2 tipos de oxidaciones: AEROBIAS: Ocurre en abundancia de O2, (el aceptor de los átomos de H es el O2). ANAEROBIAS: Ocurre con deficiencia de O2, (el aceptor de los átomos de H es otra sustancia, tal como el NAD, FAD, etc.). Es conveniente aclarar las diferencias entre oxigenación y deshidrogenación, así por ejemplo si una sustancia (S) se oxida en presencia o en ausencia (deficiencia) de O2, vemos que: 1ero: SH2 + O2 S + H2O + Ä G1 < 0 (red) (oxid.) 2do: SH2 + NAD S + NADH2 + Ä G2 < 0 (red.) (oxid.) NOTA: Siempre se cumple que Ä G1 > Ä G2

Si analizamos el caso de la glucosa, podemos comprobar lo expresado anteriormente: Déficit de O2 OH CH3-CH-COOH + Ä G1 = 2 ATP (Cond. ANAEROBIAS) ácido láctico C6H12O6 Glucosa Abundancia de O2 6 CO2 + 6 H2O + ÄG2 = 38 ATP (Cond. AEROBIAS) Se debe destacar que esta diferencia entre la variación de la energía libre del proceso anaerobio y del aerobio (ÄG = 36 ATP), se justifica por la participación del fenómeno denominado CADENA RESPIRATORIA (ó Cadena de Transporte Electrónico), la cual se explicará en el próximo epígrafe. RESUMEN: “La forma en que se aprovecha la energía en el organismo es tratando de conservar la energía química almacenada en las moléculas de los nutrientes que se libera durante el fraccionamiento: degradación de estas mediante la oxidación biológica, lo cual se logra mediante la síntesis del ATP a expensas del ÄG que se incrementa en estos procesos oxidativos”. 2.-Cadena de transporte electrónico.- Para iniciar este epígrafe, es indispensable ante todo plantear su definición, y a continuación señalar cuáles son sus componentes, así también cómo se encuentran ordenados estos y finalmente el principio de acción de los mismos: DEFINICIÓN: “Es el conjunto perfectamente acoplado de enzimas y coenzimas que se encuentran ubicadas en el interior de las mitocondrias y que permiten el transporte gradual y escalonado de los átomos de hidrógeno ( H+ y e -), desde el sustrato (sustancia orgánica que se va a oxidar) hasta el aceptor final de estos que es el oxígeno, para así lograr la formación de una molécula de agua por cada 2H (equivalentes de reducción), liberándose una cantidad de energía suficiente para sintetizar 3 moléculas de ATP”. NOTA: Aquí se debe analizar la lámina correspondiente a la Cadena Respiratoria , aprovechándose la ocasión para explicar sus componentes, así cómo se encuentran ordenados( o sea, en forma creciente de sus potenciales REDOX). En este sentido deben puntualizarse las características de cada uno de sus componentes:

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1.-Dehidrogenasas ligadas a la piridina: NAD 2.-Dehidrogenasas ligadas a la flavina: FAD 3.-Dehidrogenasas ligadas a la ubiquinona: CoQ 4.-Oxidasas del tipo de los citocromos: Cit a a3, Cit b, Cit c, etc. Se tiene que enfatizar en este sentido sobre la importancia de la existencia de estas coenzimas transportadoras de H+ y e-, y para ello debe plantear ¿qué sucedería si no existiesen estas coenzimas intermedias entre el sustrato y el O2? Al dar respuesta a esto, debe centrar su explicación en los trastornos que ocasionaría la elevación brusca de la temperatura a nivel celular que destruiría las proteínas (las desnaturalizaría), y esto conlleva a la pérdida de las funciones vitales. Por otra parte, se debe hacer referencia al mecanismo de acción de las coenzimas de la cadena respiratoria y para ello se planteará que: “consiste en un proceso REDOX (en parejas), que se manifiesta de manera ininterrumpida, ya que de no ser así se requeriría de cantidades extremadamente incalculables de cada uno de estas coenzimas en las mitocondrias para asegurar el transporte de los átomos de hidrógeno hasta el O2 de los diferentes sustratos que tiene n que ser oxidados”. NOTA: Es conveniente destacar la particularidades de cada una: deshidrogenasas (transportan átomos de H), mientras que las oxidasas (sólo transportan electrones). Además, en el caso de la CoQ (que en ocasiones no se encuentra presente), tiene la capacidad de transportar directamente los protones (H+) al oxigeno reducido (O2-) para formar el H2O. Finalmente, se debe puntualizar ¿en qué pasos de la cadena respiratoria el ÄG < 0 permite la formación de ATP?: NOTA: Aquí se debe señalar que sólo ocurre en 3 puntos de la cadena respiratoria en los que el Ä G � 7,3 kcal/ mol 1ro: NAD/ FAD ÄG � 12,7 kcal/ mol 2do: Cit b/ Cit c ÄG � 9,9 kcal/mol Mediante el acoplamiento a la P.O. 3ro: Cit aa3/ O2 Ä G � 23,8 kcal/mol (o sea, a la fosforilación oxidativa) NOTA: Se recomendará a los estudiantes como estudio independiente las págs. 159-168 del texto básico, para que puedan profundizar en todo lo explicado acerca de la cadena respiratoria y deben apoyarse para ello de la gráfica correspondiente (Fig. 39, pág. 159). 3.-Fosforilación oxidativa. -Para iniciar este aspecto se debe aludir al por qué de esta denominación: FOSFORILACIÓN: porque se incorpora un residuo de ácido fosfórico: H3PO4, ó simplemente, Pi a una sustancia, es decir, al ADP. OXIDATIVA: porque tal incorporación de ácido fosfórico (Pi) al ADP, ocurre a expensas de la energía liberada (Ä G) en un proceso oxidativo. Todo esto se puede expresar así: ADP + Pi + E procesos REDOX ATP El fenómeno de la P.O.(fosforilación oxidativa) se encuentra íntimamente vinculado a la Cadena Respiratoria, y es fundamentalmente aquí donde se produce el mayor porciento de ATP en el organismo (por lo cual resulta obvio plantear que ocurre en las mitocondrias); no obstante, es conveniente destacar por el docente a los estudiantes que, puede ocurrir también en el citosol (citoplasma celular), es decir, sin que intervenga la cadena de transporte electrónico, sin embargo, la cantidad de ATP formada siempre será mucho menor por esta vía. Por esa razón, se debe plantear que: si la energía de la oxidación proviene de la Cadena Respiratoria se le denomina al proceso fosforilación oxidativa a nivel de la cadena respiratoria, en cambio, si dicha energía se obtiene de otro proceso REDOX no asociado a la cadena de transporte electrónico,

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o sea, donde el O2 no es el aceptor final de los átomos de hidrógeno, entonces se denomina fosforilación oxidativa a nivel de sustrato (que es el caso típico del metabolismo anaerobio de los glúcidos). RESUMEN: “La fosforilación oxidativa no es más que la síntesis de moléculas de ATP a partir del ADP y el Pi, gracias a la energía liberada en un proceso REDOX” Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I.Volkov, “BIOQUÍMICA”, Cap. 11 (págs. 156-176 y 184-201). -Lehninger, A, “BIOQUÍMICA”, Cap. 17 (págs.453-460), Cap.18 (págs.487-510) y Cap.19 (págs.519-539) -Colectivo de autores del ISCMH, “BIOQUÍMICA”, tomo I, Cap. 10 (págs.322-351) y Cap 11 (págs.352-365)

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Act. Doc. No. 31-32 SEMINARIO No.2: “ASPECTOS PRINCIPALES DEL METABOLISMO Y LAS TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS EN EL ORGANISMO QUE REALIZA ACTIVIDAD FÍSICA”. CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de: 1.-Las particularidades de los procesos metabólicos. 2.-Las transformaciones energéticas en el organismo: leyes de la Termodinámica y su aplicación a los organismos vivos. 3.-El sistema ATP: componentes, estructura y principio del intermediario común. OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales del metabolismo y los procesos de intercambio energético en el organismo. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) La definición, esencia e importancia de los procesos metabólicos, en particular en el sujeto que realiza actividad física sistemática. b) La esencia e importancia de los procesos bioenergéticos, en particular en el organismo que realiza actividad física. c) La definición de energía, sus tipos y la forma de energía primaria en los procesos biológicos en la naturaleza. d) La importancia de la fotosíntesis y la respiración, así como la relación entre ambas. e) La esencia e importancia de las 2 Leyes de la Termodinámica y su aplicación a los sistemas biológicos. f) Las formas fundamentales de trabajo útil en los organismos vivos y el rol del sistema ATP. g) Las particularidades estructurales del sistema ATP, sus componentes así como el papel del intermediario común en las transformaciones energéticas de los sistemas biológicos. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿Cuáles son las particularidades que identifican a los organismos vivos?. Señale las diferencias con relación a la materia no viva.

2.- ¿A qué se denomina metabolismo? Describa sus partes.

3.- ¿Cómo se comportan los procesos metabólicos según la edad del individuo? Describa los diferentes estadios.

4.-¿Qué importancia le confiere Ud. a los procesos de intercambio energético que se manifiestan en la naturaleza, en particular en nuestro organismo? Fundamente su respuesta sobre la base de la ciencia que estudia esto en los organismos vivos. 5.-¿Qué relación se manifiesta entre la Bioenergética y la Termodinámica? Explique ¿por qué en la actualidad resulta más adecuada la denominación energética al referirnos a estos fenómenos? 6.-¿Qué es la energía? Diga ¿cuál es la forma de esta que se manifiesta en los organismos vivos? 7.-¿Cuál es la forma de energía que en última instancia sirve como fuente de energía primaria para todos los procesos biológicos? Fundaméntelo.

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8.-¿Cuál es el proceso inverso a la fotosíntesis que caracteriza a los organismos animales? Establezca la relación entre ambos procesos. 9.-¿Cuál es la esencia de la 1ra. Ley de la Termodinámica? ¿Cómo se puede expresar esta en el caso de nuestro organismo? Señale la importancia de esto para los sujetos que realizan actividad física. 10.- ¿Qué nos plantea la 2da. Ley de la Termodinámica? Aplique la esencia de la misma para el caso del organismo de los sujetos que realizan actividad física sistemática. 11.-¿Cuáles son las formas fundamentales de trabajo útil que se manifiestan en los organismos vivos? Descríbalas y fundamente gracias a que esto se puede llevar a cabo. 12.-¿Por qué la energía química presente en las moléculas de los nutrientes no puede ser utilizada directamente por el organismo en los procesos metabólicos? Explique ¿cómo debe ser utilizada esta? 13.-¿Cuáles son las particularidades estructurales del ATP que le permiten desempeñar su función como transportador de la energía en nuestro organismo? Fundamente su respuesta atendiendo a sus componentes estructurales. 14.- ¿Cuáles son las especies moleculares que conforman el sistema ATP? Descríbalas y represente la relación que existe entre cada una de estas. 15.-¿Cómo se pueden clasificar los compuestos fosforilados que se encuentran en las células? Señale ejemplos de cada uno 16.-¿En qué consiste el denominado “principio del intermediario común”? Describa los dos tipos de reacciones que conforman esto. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.10 (págs.136-145) y Cap.11 (págs.146-156)

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Act. Doc. No: 33-34

CONFERENCIA No.11: “ASPECTOS PRINCIPALES DEL CICLO DE KREBS: ACOPLE CON LA CADENA RESPIRATORIA Y LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones acerca del ciclo de Krebs y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática. 2.-Puntos de contacto entre el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. 3.-Balance energético global de este proceso. OBJETIVO: Distinguir la esencia e importancia del ciclo de Krebs y su acople con la cadena de transporte electrónico y la fosforilación oxidativa. 1.-Consideraciones acerca del ciclo de Krebs y su importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática.-Para iniciar este epígrafe resulta imprescindible destacar que este proceso cíclico constituye la ruta central común para llevar a cabo la degradación completa de los tres nutrientes: glúcidos, lípidos y proteínas hasta dióxido de carbono y agua. Además, que este es el sendero metabólico universal para todos los organismos aerobios, que le permite a los mismos la obtención del mayor porciento de la energía almacenada en las moléculas de sus nutrientes, el cual se lleva a cabo en el interior de las mitocondrias. Así mismo se debe destacar que:”también se le conoce como ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos”, ya que es una vía metabólica cíclica mediante la cual los 2 átomos de carbono del grupo acetilo (acetil COA) que procede del catabolismo de glúcidos, grasas y aminoácidos se condensa con el ácido oxalacético y comienza así una serie de transformaciones a partir del compuesto formado: ácido cítrico (que es un ácido tricarboxílico), hasta ser totalmente convertido en 2 molé culas de CO2 con la liberación de 4 pares de hidrógeno, los cuales unidos a las coenzimas especificas son oxidados a H2O en la cadena respiratoria, liberándose la energía necesaria para la síntesis de ATP. Se aprovechará la ocasión para definir el ciclo de Krebs: “es la ruta central metabólica dónde converge la degradación final de los residuos acetilo provenientes del catabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas, hasta dióxido de carbono y agua”. Finalmente, el docente debe puntualizar la importancia que el mismo posee para el sujeto que realiza actividad física sistemática ya que cuando las condiciones del trabajo muscular lo permiten, puesto que al inicio de cualquier trabajo muscular predominan las condiciones anaerobias, y sólo la degradación anaerobia asegura fundamentalmente la gran demanda de ATP en los primeros momentos del esfuerzo físico, a expensas de los fosfágenos y del glucógeno muscular que acumula el lactato por la vía glucolítica, permiten la formación del ATP, pero en la medida que el esfuerzo se prolonga (se hace más moderado) y no sólo se pueden oxidar los glúcidos, sino además las grasas (que aportan más del doble de la energía de los glúcidos en su oxidación completa) y en los casos extremos en que se agoten las reservas de glúcidos y grasas, pueden ser utilizados también en calidad de fuente energética los aminoácidos procedentes de las proteínas (pero esto es sólo en condiciones especiales, que posteriormente detallaremos cuando abordemos en las Conferencias correspondientes a las Vías de Utilización de cada uno de los nutrientes). Por esta razón, este sendero metabólico garantiza en gran medida la energía que demandan los esfuerzos físicos que se prolongan ( t > 40-60 seg.), en que tanto el consumo, así como las necesidades de O2 al músculo que trabaja se incrementan notablemente para poder sostener la demanda energética que el esfuerzo requiere y por ello comienza una adaptación en los sistemas cardiovascular y respiratorio que logran una mejor incorporación de O2 a las mitocondrias para así lograr la completa oxidación de los

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metabolitos que se acumularon del metabolismo anaerobio(el lactato que se transforma en piruvato), sino además los componentes de las grasas (glicerol y ácidos grasos) para con ello aportar una mayor cantidad de energía al poder convertirlos en CO2 y H2O debido a que toman parte el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria acoplados a la fosforilación oxidativa. 2.-Puntos de contacto entre el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa.- Para iniciar este aspecto se debe señalar que este sendero metabólico cíclico consta de 10 etapas (4 de las cuales son de deshidrogenación a través de la cadena respiratoria: 3 mediante el sistema NAD/ NADH2 y 1 por el sistema FAD/ FADH2, además existe un paso de fosforilación oxidativa a nivel de sustrato: Succinil CoA a Succinato, de manera que en estos 5 pasos se manifiesta una liberación de energía equivalente a la síntesis de 12 moléculas de ATP). Por otra parte, existen 2 pasos en que ocurren decarboxilaciones. (pérdida de CO2). Este proceso se puede desglosar en las siguientes reacciones: Reacción inicial: Formación del Ácido Cítrico del grupo acetilo de la acetil COA se condensa con el ácido oxalacético y forma el ácido cítrico. Conversión del ácido cítrico en isocítrico

Ácido Cítrico Ácido isocítrico

Formación del ácido á -ceto glutaríco.

NAD NADH H

Ácido Isocítrico Ácido á-cetoglutárico + CO2

Nota: Los NADH2 formados pasan a la Cadena Respiratoria, donde se libera energía para la formación de 3 ATP.

Formación del Succinil CoA

Ácido á-cetoglutárico Succinil CoA + CO2

Formación de Ácido Succinico (Fosforilación a nivel de sustrato).

GDP GTP

Succinil CoA Ácido Succínico + CoA

Formación del ácido Fumárico

FAD FADH2

Ácido Succinico Ácido Fumárico

Formación del Ácido Málico

Ácido Fumárico + H2O Ácido Málico

Regeneración del Oxalacético

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NAD NADH2

Ácido Málico Ácido Oxalacético En este sentido, se aprovechará la ocasión para integrar el “acoplamiento del C.K. a la C.R. y la P.O.” 3.-Balance energético global de este proceso.- En este aspecto se insistirá en el hecho de que por cada vuelta que dá una molécula de Acetil CoA en este sendero cíclico metabólico se obtienen 2 moléculas de CO2 y 4 moléculas de H2O, así como un saldo energético equivalente a 12 moléculas de ATP, o sea : CH3CO CoA + 2 O2 2 CO2 + 4 H2O + 12 ATP Por la inclusión del Acetil CoA al Ciclo de Krebs: Se producen 4 Deshidrogenaciones: 3 NADH2: C.R: (3 ATP) = 9 ATP 1 FADH2: C.R. (2 ATP) = 2 ATP 1 P.O. “A Nivel del sustrato”: Succinil CoA Succinato + 1 GTP = 1 ATP Saldo energético global es: 12 ATP Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.11 (Págs. 155– 156 y 177-184).

-Lehninger, A. BIOQUÍMICA, Cap 17 (Págs. 463-476).

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Act. Doc. No: 35-36 PRUEBA PARCIAL: Tema I y parte del TEMA II Act. Doc. No: 37-38

CONFERENCIA No.12: “ASPECTOS PRINCIPALES DEL METABOLISMO DE

LOS GLÚCIDOS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones acerca del metabolismo de los glúcidos. 2.-Consideraciones generales acerca de los procesos de digestión de los nutrientes. 3.-Digestión de los glúcidos. 4.-Absorción de los glúcidos. OBJETIVO: Describir los aspectos fundamentales de la asimilación de los glúcidos en el organismo. 1.-Consideraciones acerca del metabolismo de los glúcidos.-Ante todo resulta necesario puntualizar que del total de alimentos incorporados en la dieta diaria, casi el 55-60 % de estos corresponden a los glúcidos (siendo el mayor porciento de los mismos los polisacáridos, específicamente el almidón: procedente de los cereales, las verduras, las legumbres, así como las viandas y los tubérculos, en fin los vegetales). Es de destacar, como señalamos anteriormente, el resto de los polisacáridos presentes en los productos vegetales(fundamentalmente la celulosa), no presentan valor nutricional para nosotros debido a que no lo podemos digerir porque en nuestro sistema digestivo no se segregan enzimas capaces de degradarla. En lo que respecta a los oligosacáridos, los de mayor importancia son la sacarosa y la lactosa, es te último es el primer glúcido que se incorpora a través de la leche materna en los mamíferos, mientras que la sacarosa es el azúcar común (que se utiliza para endulzar los alimentos en la dieta). Finalmente, con relación a los monosacáridos no representan o poseen un valor nutritivo considerable, debido a que sólo aparecen en cantidades muy pequeñas(prácticamente insignificante debido a que se incorporan con las frutas fundamentalmente). 2.-Consideraciones generales acerca de los procesos de digestión de los nutrientes.- Para iniciar este aspecto debemos puntualizar que la esencia del termino digestión, que a grandes rasgos se puede resumir que consiste en “ un complejo proceso de transformaciones químicas que experimentan los alimentos (nutrientes) y los convierte en sustancias más sencillas” que puedan ser asimiladas por el organismo ,es decir, que sean capaces de atravesar la mucosa intestinal e incorporarse a los fluidos corporales mediante la sangre fundamentalmente, o la linfa, para poder ser utilizadas posteriormente por el organismo. En este sentido se debe detallar el concepto planteado acerca de la ASIMILACIÓN según plantea el texto complementario FISIOLOGÍA HUMANA, de A.C. Guyton, Cap 31 (pág. 516) que consta de tres etapas o procesos posteriores a la digestión: 1ra. Absorción de los productos de la digestión por los fluidos corporales. 2da.-Transporte de dichos productos a las células que los utilizarán en el organismo.

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3ra. -Transformaciones químicas de algunos de estos productos en otras sustancias específicas requeridas para determinadas funciones celulares. NOTA: Antes de proceder al análisis del complejo proceso de digestión absorción de cada uno de los nutrientes debe señalarse que esto solo se puede llevar a cabo gracias a la acción conjunta de las enzimas correspondientes a cada uno de los nutrientes, así como a los jugos segregados por las glándulas del sistema digestivo, teniendo además que destacarse cual es el principio de acción de las enzimas digestivas en el tracto gastro-intestinal: “la ruptura hidrolítica” (con incorporación de moléculas de agua) en cada uno de los respectivos enlaces : glicosídicos, ésteres o peptídicos, en cada caso: Enzimas digestivas R-R” + H2O R-OH + R”- H Polímero Monómeros De modo tal que cada molécula polímera de cada nutriente (polisacáridos, glicéridos o polipéptidos) sean llevados hasta sus respectivas unidades monoméricas: monosacáridos, glicerol (o β monoglicéridos) + ácidos grasos y aminoácidos. Nota: Esas enzimas digestivas son proteínas específicas segregadas por las glándulas anexas (o las del propio tubo digestivo) y que son vertidas a los jugos gastro-intestinales. 3.-Digestión de los glúcidos.-Para iniciar este aspecto debemos remitirnos al Cap 12, epíg.12.2 (págs. 204-206) del texto básico, para profundizar en los aspectos principales de las transformaciones que experimentan estas sustancias en el tracto gastro-intestinal, incluso se recomienda que resuman a modo de esquema general en forma de diagrama de flujo lo que aparece en la pág. 71, de la Guía de Estudio de Bioquímica I, (correspondiente a la LAMINA “DIGESTIÓN DE LOS GLUCIDOS”), debiendo insistir en el hecho de analizar: -¿Cómo se incorporan fundamentalmente en los alimentos? -Lugar donde comienza la acción enzimática sobre estos y en que los transforma, o sea, que la ptialina o αα amilasa salivar, comienza a actuar en la boca y continúa hasta el estómago. -¿Qué sucede en el estómago con la ptialina? -¿Cómo actúa la αα amilasa pancreática y las disacaridasas específicas en el intestino delgado? -¿Cómo son absorbidos los monosacáridos (fundamentalmente el mayoritario, que es la glucosa)? NOTA: Aquí debe destacarse el mecanismo de TRANSPORTE ACTIVO, denominado “COTRANSPORTE DE SODIO” (profundizar en el texto complementario FISIOLOGÍA HUMANA, de A.C. Guyton (pág. 518-519). 4.-Absorción de los glúcidos.- En lo referente a este aspecto es importante señalar la forma en que estos pueden ser asimilados por el organismo, para lo cual resulta necesario comprender: -¿Cómo son absorbidos los monosacáridos (fundamentalmente el mayoritario, que es la glucosa)? En este sentido, es necesario puntualizar que para que este proceso ocurra ellos deben ser convertidos en monosacáridos (principalmente en hexosas y pentosas), y además que resulta imprescindible un proceso de fosforilación a nivel del epitelio intestinal para pasar al torrente sanguíneo mediante el sistema de vasos capilares mediante la vena porta que los incorpora al hígado , o sea:

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Vasos capilares MONOSACARIDOS VENA PORTA * HÍGADO Cotransp.-Na+ ATP ADP

*Una vez en el hígado pueden ser almacenados como glucógeno o bien, pasar al torrente de la gran circulación sanguínea para mantener así los niveles glicémicos (esto se verá posteriormente en la próxima Conferencia). Nota: Aquí debemos señalar que esto ocurre mediante un mecanismo de TRANSPORTE ACTIVO, denominado “COTRANSPORTE DE SODIO” (profundizar en el texto complementario FISIOLOGÍA HUMANA, de A.C. Guyton (pág. 518-519). Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.12 (págs. 202– 208).

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Act. Doc. No. 39-40 SEMINARIO No. 3: “PARTICULARIDADES DE LOS PROCESOS REDOX EN EL ORGANISMO QUE REALIZA ACTIVIDAD FÍSICA SISTEMATICA” CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de: 1.- La esencia de los procesos REDOX y la aplicación de estos al organismo que realiza actividad física. 2.-Las particularidades de los componentes de la cadena respiratoria: ubicación, principio de acción, así como la importancia de cada uno de estos. 3.-La fosforilación oxidativa y su acoplamiento a la cadena respiratoria. OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales de las oxidaciones biológicas en el organismo. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) La integración sobre la esencia e importancia de los procesos REDOX en el organismo. b) Que siempre existe un desprendimiento de energía en los procesos REDOX que ocurren en la naturaleza (que equivale al potencial REDOX). c) Cuáles son las características de las coenzimas que toman parte en la cadena respiratoria , así como el principio de acción de estas. d) Que siempre el flujo de electrones va de las sustancias de menor potencial REDOX hacia las de mayor potencial. e) Que la energía que se libera en estos procesos REDOX es aprovechada eficientemente a través de la fosforilación oxidativa. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿Cómo explica Ud. la importancia que presentan los procesos oxidativos para nuestro organismo, en particular del sujeto que realiza actividad física sistemática? 2.-¿Cuál es la esencia de un proceso REDOX? ¿Puede ocurrir este sin la presencia del O2?. Justifíquelo mediante ejemplos. 3.-¿A qué se denomina potencial REDOX?¿Con qué se corresponde la diferencia de potenciales REDOX que se establece entre las sustancias que toman parte en un proceso oxidativo? 4.-¿Puede una sustancia con menor potencial REDOX oxidar a otra que posea un mayor valor de potencial REDOX? ¿Por qué? 5.-¿Cómo varia el potencial REDOX en las coenzimas de la cadena respiratoria?¿Qué sucedería si esto no fuera así? 6.-¿Qué sucede cuando el sustrato posee un potencial REDOX mayor que el del sistema NAD? Justifíquelo. 7.-¿Cuál es la diferencia entre el principio de acción de las dehidrogenasas y las oxidasas que participan en la cadena respiratoria? Señale los tipos de cada una de estas que intervienen en la misma. 8.-¿Puede ocurrir el proceso que caracteriza la cadena respiratoria sin la presencia del oxígeno? ¿Por qué? Explique en que consiste este proceso? 9.-¿En qué consiste la fosforilación oxidativa? ¿Por qué se denomina así este proceso? Represéntelo mediante la ecuación correspondiente.

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10.-Diga, ¿en qué consiste la diferencia entre los dos tipos de mecanismos que existen de fosforilación oxidativa? Señale cuál de estos es el que aporta mayor cantidad de ATP al organismo. 11.-¿En qué puntos de la cadena respiratoria se acopla la fosforilación oxidativa? Descríbalos. 12.-¿Qué importancia presentan la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa para el organismo, en particular de los sujetos que realizan actividad física? Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.11 (págs.146-156)

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Act. Doc. No: 41-42 CONFERENCIA No.13:“VÍAS DE UTILIZACIÓN DE LOS GLÚCIDOS”

CONTENIDO: 1. Algunas consideraciones acerca de las vías de utilización de los glúcidos. 2.-Glucólisis anaerobia. 3. Glucólisis aerobia. OBJETIVO: Distinguir la esencia e importancia del sendero glucolítico. 1.-Algunas consideraciones acerca de las vías de utilización de los glúcidos.-Para iniciar este aspecto, debemos plantear que una vez que estos nutrientes (en su forma fundamental, o sea, como monosacáridos) atravesaron la mucosa intestinal y se incorporan a la sangre, siguen su destino para ser utilizados por el organismo, según las necesidades a que este se encuentre sometido: De este modo una vez ya en el hígado, ellos siguen su curso o destino para ser utilizados: Polimerización Glucógeno (en condic. de reposo) . (Glucogenogénesis) (reserva energética) GLÚCIDOS: HÍGADO (Monosacáridos) Torrente sanguíneo (>% GLU) Mantener (en condic. activ. física.)

Glicemia ([Glucosa = 90 mg%]) (3.3-5,5 mmol/l) NOTA: Se debe puntualizar que de los 3 nutrientes, los que son utilizados como FUENTE ENERGÉTICA son principalmente los glúcidos y las grasas (pero estas sólo cuando existen condiciones aerobias) 2.-Glucólisis anaerobia.-Este proceso consiste en la Degradación del glucógeno o la glucosa (Glucólisis o Vía Lactácida), esta es una manera de obtener energía mediante la oxidación anaeróbia de los glúcidos y consta de 11 o 10 pasos intermedios, según sea glucógeno o glucosa el punto de partida y que por tal razón, aunque comienza desde el inicio del esfuerzo requiere de varios segundos para alcanzar su máxima capacidad en la formación de ATP (> 30 seg.) Se deben puntualizar sus 2 fases: 1ª fase: Conversión del glucógeno o la glucosa en el Gliceraldehído-3-P

Característica: Proceso “endergónico” -Glucógeno: -1ATP -Glucosa: -2ATP 2ª fase: Conversión de los 2 Gliceraldehído-.3-P en 2 Lactato Característica: Proceso “exergónico” Glucógeno: +4 ATP Glucosa: +4 ATP

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Se remitirá a los estudiantes a la Fig. 56 (pág.215) del texto básico para profundizar en las reacciones intermedias y que identifiquen los procesos de P.O. a nivel de sustrato así como el cálculo global del saldo energético para cada sustrato 3. Glucólisis aerobia.-En este caso estamos en presencia de la Degradación aerobia de los glúcidos. Una vez que el nivel de lactato es tan elevado (para los esfuerzos que sobrepasan los 2 minutos) comienza a frenar la actividad de las enzimas glucolíticas como la fosforilasa y la P-fructoquinasa muscular, con lo cual se pasa de procesos anaerobios a los aerobios y el lactato se convierte en piruvato para decarboxilarse formando acetil CoA que se incluye en el ciclo de Krebs , de modo que entonces una vez en la mitocondria se oxida totalmente hasta CO2 y H2O, o sea: En Citisol: Ocurren 2 fases – Glucógeno = 3 ATP de la Glucólisis – Glucosa = 2 ATP En Mitocondria : Por Reoxidación del NADH2 en la C.R. 2 Glicerald.- 3 -P __2 Ac. 1-3 di P Glicer 2 (3ATP) =6 ATP 2 Piruvato __ 2 Acetil CoA 2 (3ATP) =6 ATP 12 ATP Por la inclusión al Ciclo de Krebs: 1 Acetil CoA ______ 4 Deshidrogenaciones (3 NADH2 __ C.R: (3 ATP) = 9 ATP 1 FADH2 ____ C.R. (2 ATP) = 2 ATP 1 P.O. A Nivel del sustrato: Succinil CoA ____ Succinato 1 GTP = 1 ATP SALDO ENERGÉTICO GLOBAL: Glucógeno: 15 + 24 = 39 ATP Glucosa: 14 + 24 = 38 ATP Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.11 (Págs. 155– 156 y 177-184).

-Lehninger, A. BIOQUÍMICA, Cap 15 (Págs. 397-424).

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Activ. Doc. No. 43– 44 CLASE PRACTICA No.5:“ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL METABOLISMO DE

LOS GLÚCIDOS”

CONTENIDO: Ejercitación sobre las vías degradativas de los glúcidos en condiciones anaerobias y aerobias.

OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales de la vía glicolítica. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos explicados y orientados en las dos Conferencias correspondientes, retomando los aspectos fundamentales sobre el metabolismo de los glúcidos, ya sea por las notas de clase así como por el uso de la bibliografía orientada (específicamente el texto básico) de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Las particularidades de proceso de resíntesis del ATP en el organismo según las condic iones en el suministro de O2.

b) El por qué los glúcidos pueden ser oxidados tanto en condiciones aerobias como anaerobias.

c) La definición de glucólisis (descatando el hecho que algunos autores designan este término al proceso anaerobio)

d) Las fases de este sendero metabólico, así como sus características en cuanto a sustratos y saldo energético.

e) Pasos en que ocurre fosforilación oxidativa a nivel de sustrato.

f) Importancia de la glucólisis anaerobia.

g) Acoplamiento de la glucólisis aerobia a la cadena respiratoria.

h) Producto de ambos procesos (anaerobio y aerobio), destacando ¿cómo se incluye al Ciclo de Krebs?

ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de esta actividad, de manera que a continuación se comenzará la discusión de cada una de estas preguntas: 1.-¿Cómo puede ser la resíntesis del ATP en el organismo atendiendo las condiciones en el suministro de O2?

2.-De la pregunta anterior explique, ¿cuántas y cuáles son las diferentes vías para esto?

3.-¿En qué consiste la glucólisis anaerobia? 4.-¿Cuáles son las fases de la glucólisis? (Destaque los sustratos de partida, y los productos finales, así como el saldo energético en cada una y el global de todo el proceso). 5.-¿Cuál es la triosa clave en el sendero glucolítico? Explique ¿por qué se considera así?. 6.-¿Qué importancia presenta el paso del Gliceraldehído 3-P hasta el ácido 3 P glicérico?. Describa la esencia de este proceso. 7.-¿En qué otro paso de la glucólisis se obtienen las otras 2 moléculas de ATP? 8.-¿Cómo Ud. Justifica en la degradación aerobia del glucógeno y la glucosa que se obtengan 15 ó 14 ATP hasta el acetil CoA? 9.-Teniendo en cuenta lo analizado en la pregunta anterior, ¿cómo se justifican los 39 ó 38 ATP que originan la oxidación completa del glucógeno y la glucosa respectivamente?

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10.-¿Por qué si la degradación aerobia de los glúcidos (glucólisis aerobia) tiene un saldo energético tan positivo, el organismo utiliza en gran medida el proceso glucolítico anaerobio? Fundaméntelo. BIBLIOGRAFIA: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 12(págs. 202-225).

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Act. Doc. No: 45-46 CONFERENCIA No.14:“ASPECTOS PRINCIPALES DEL METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS”

CONTENIDO: 1.-Consideraciones acerca del metabolismo de los lípidos. 2.-Digestión de los lípidos. 3.-Absorción de los lípidos. OBJETIVO:.Describir los aspectos fundamentales de la asimilación de los lípidos en el organismo. 1.-Consideraciones acerca del metabolismo de los lípidos.-En este caso el estudiante debe recordar que los animales superiores, en particular los mamíferos requieren en su alimentación ciertas cantidades de estas sustancias para asegurar el correcto y adecuado desarrollo de los procesos fisiológicos en su organismo, de manera tal que se tienen que incorporar en la dieta diaria compuestos tan disímiles como los ácidos grasos insaturados(conocidos comúnmente como ácidos grasos esenciales), las vitaminas liposolubles: A, D, E, K, etc., así como el resto de este grupo heterogéneo de sustancias que resultan altamente necesarias para garantizar el restablecimiento de membranas y tejidos, sino además para lograr el mantenimiento de las reservas energéticas (es importante recordar que un grupo representativo de estas son las grasas o glicéridos, las cuales mediante su oxidación completa brindan más del doble de la energía que aportan los glúcidos y las proteínas a expensas de su degradación, razón por la que se les considera como “la fuente más concentrada de energía para el organismo”). 2.- Digestión de los lípidos en el organismo.-Para iniciar este aspecto, debemos recomendarle a los estudiantes que deben analizar la importancia que presenta el proceso digestión absorción de los nutrientes , ya que de no ser así estos no pueden ser asimilados por el organismo, es decir, que gracias a la acción de las enzimas digestivas las complejas moléculas de los lípidos, en particular las moléculas de los triglicéridos son degradadas hasta sus respectivas unidades estructurales : glicerol ( o β monoglicéridos ) y ácidos grasos, que son obtenidos en la luz intestinal para pasar directamente al torrente sanguíneo (en el caso del glicerol), o bien, indirectamente a través de la vía linfática (en el caso de los glicéridos más complejos ) , que les permite ser asimilados para posteriormente ser utilizados según las necesidades del organismo. De modo similar a lo analizado anteriormente cuando vimos el proceso digestivo de los glúcidos, aquí pasaremos a describir las transformaciones que experimentan estas sustancias en el tracto gastrointestinal al ser incorporadas con los alimentos de la dieta diaria. Es necesario que el estudiante se remita al Cap.13, epíg 13.1(págs.226-229) del texto básico para que junto con lo que aparece en las págs.80-81 de la Guía de Estudio de Bioquímica I confeccione el diagrama de flujo correspondiente, de manera que pueda confeccionar la LAMINA “DIGESTIÓN DE LOS LIPIDOS”), analizando los siguientes aspectos: -¿Cómo se incorporan fundamentalmente estas sustancias con los alimentos? -Lugar donde comienza la fragmentación mecánica para propiciar posteriormente la emulsificación lo cual facilita la acción enzimática de la LIPASA PANCREÁTICA (conjuntamente con las “sales biliares”) -¿Cuáles son sus productos fundamentales?(o sea: β monoglicéridos + 2 ácidos grasos).

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3.-Absorción de los lípidos.-En lo referente a este aspecto es importante señalar la forma en que estos pueden ser asimilados por el organismo, para lo cual resulta necesario comprender: -¿Cómo son absorbidos los productos de la hidrólisis enzimática en el duodeno?(aquí debe contrastarse con respecto a los glúcidos, que ocurre mediante un mecanismo de difusión pasiva que lleva el > % de los mismos por vía linfática-conducto torácico-circulación sanguínea . Por otra parte, resulta imprescindible puntualizar el proceso de resíntesis de las grasas en la mucosa intestinal, así como ¿que son los QUILOMICRONES?. NOTA: El estudiante debe ampliar por el texto complementario “FISIOLOGÍA HUMANA “, de A.C. Guyton (págs. 521-524). Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.13 (Págs. 226– 229).

-Lehninger, A. BIOQUÍMICA, Cap 15 (Págs. 397-424).

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Act. Doc. No. 47-48 SEMINARIO No. 4: “PARTICULARIDADES DEL METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS”. CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de: 1.-Las particularidades del proceso digestivo de los glúcidos en el sistema gastrointestinal. 2.-Las particularidades del proceso de absorción de los glúcidos en el sistema digestivo. 3.-Las particularidades de las vías de utilización de estas sustancias en el organismo, particularmente de los sujetos que realizan actividad física sistemática. OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales del metabolismo de los glúcidos. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Las particularidades del proceso digestivo de los nutrientes en el organismo: esencia e importancia del mismo. b) Cuáles son las características del principio de acción de las enzimas digestivas. c) Forma en que son incorporados al organismo estas sustancias, cuáles son los productos del proceso digestivo y en qué manera se asimilan. d) Particularidades del proceso de absorción de estas sustancias en el epitelio gastrointestinal. e) Particularidades de las vías de utilización de estas sustancias en el organismo, según las condiciones a que se encuentre sometido el individuo, particularmente en los sujetos que realizan actividad física sistemática.. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿En qué consiste la digestión de los nutrientes? Explique brevemente la esencia e importancia de este proceso.

2.- ¿Cuál es el principio de acción de las enzimas digestivas? Explique la importancia de éstas.

3.-¿Cómo son incorporados los glúcidos al organismo en los alimentos? Describa ¿en forma de qué son asimilados y cuáles son los representantes principales de éstos que se obtienen del proceso digestivo?

4.-Destaque los aspectos, principales del proceso digestivo de los glúcidos en el sistema gastro-intestinal.

5.-¿Cómo son absorbidos los glúcidos en el organismo? Detalle la vía que siguen estos una vez que atraviesan el epitelio intestinal.. 6.-¿Qué destino siguen los monosacáridos absorbidos por el epitelio intestinal? Explique brevemente cada una de estas vías. 7.-¿Cuál es la función fundamental de los glúcidos en el organismo? Explique ¿cómo se comportan las reservas glucidícas en el hombre? (establezca una comparación entre los sujetos deportistas y no deportistas en este sentido) 8.-¿En qué condiciones se favorece el proceso de formación de Glucógeno en el organismo? Explique las particularidades de esto y para ello el significado del término hiperglicemia, así como su relación con la glucosuria.

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9.-Si Ud. quiere lograr que se favorezca la formación de una reserva de glucógeno hepático en un deportista ante una competencia, unos días antes de la misma, ¿qué es preferible suministrarle, una dieta rica en polisacáridos o bien, en monosacáridos? Fundamente su respuesta. 10.-De acuerdo a lo planteado en la pregunta anterior, ¿cree Ud. que seria más conveniente ante una competencia de duración relativamente corta (menos de 20-30 minutos), suministrar este tipo de glúcido unos minutos antes de comenzar la actividad? ¿Por qué? 11.-Explique ¿por qué en los esfuerzos físicos prolongados, tal como son las carreras de fondo y medio fondo, así como por ejemplo en ciclismo de ruta y carretera, puede el sujeto llegar a un estado de fatiga que puede perder la conciencia? ¿Cómo se denomina este estado? BIBLIOGRAFIA: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.12 (págs.202-225)

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Act. Doc. No: 49-50 CONFERENCIA No.15: “VÍAS DE UTILIZACIÓN DE LOS LÍPIDOS”

CONTENIDO: 1.-Algunas consideraciones acerca de las vías de utilización de los lípidos-. 2.-Metabolismo intermedio de las grasas. 3.-Formación de los cuerpos cetónicos. OBJETIVO: Distinguir la esencia e importancia del metabolismo intermedio de las grasas. 1.-Algunas consideraciones acerca de las vías de utilización de los lípidos.-Para iniciar este aspecto, debemos plantear que una vez que estos nutrientes atravesaron la mucosa intestinal y se incorporan a los fluidos corporales correspondientes (sangre o linfa), siguen su destino para ser utilizados por el organismo, según las necesidades a que este se encuentre sometido. De este modo, una vez ya en los tejidos correspondientes, ellos siguen su curso o destino para ser utilizados: Tejido Adiposo (grasa reserva) LÍPIDOS: QUILOMICRONES Hígado-* *Viajan como FFA, así como LDL, VLDL y HDL según [T.G.] y [Colesterol] NOTA: Debemos puntualizar que de los 3 nutrientes, los que son utilizados principalmente como fuente energética cuando existe un adecuado suministro de O2 al organismo, son las grasas de reserva (almacenadas fundamentalmente en el tejido Adiposo, casi hasta 90 % de su masa total y en segundo lugar en el Hígado, que como máximo almacena = 4 % de su masa como grasa). Estas grasas viajan por el torrente sanguíneo como FFA (ácidos grasos libres), o bien, en forma de lipoproteínas de diferente densidad (Quilomicrones, del epitelio intestinal a los tejidos de reserva: adiposo e hígado y se mueven de estos a los tejidos periféricos como LDL, VLDL y HDL). 2.-Metabolismo intermedio de las grasas.-Con relación a este aspecto el estudiante debe comprender que las grasas constituyen el grupo más significativo desde el punto de vista energético dentro de los lípidos, debido que las mismas representan el material de reserva más concentrado del organismo, ya que los mismos se almacenan en forma anhidra. En este sentido, volvemos insistir nuevamente que estos compuestos constituyen una reserva de energía química potencial muy superior a los glúcidos, por dos razones fundamentales: liberan más del doble de calorías por gramos al oxidarse completamente y por otro lado, que la cantidad de estas sustancias posibles a movilizarse son mucho mayor que los glúcidos. Sin embargo, en ellos hay que destacar (tanto en las grasas así como en todos los lípidos en general) que poseen muy poca cantidad de oxígeno en sus moléculas al compararlos con los glúcidos, es por esta razón que requieren de una gran cantidad de oxígeno para poder ser oxidados completamente hasta dióxido de carbono y agua, por lo cual necesitan de condiciones aerobias para realizar su metabolismo intermedio en las células y tejidos, con lo cual se obtiene así la energía necesaria para que el organismo pueda realizar los diversos procesos endergónicos que lo caracterizan. A manera de ejemplo ilustrativo de esto último señalado, analicemos la oxidación completa de un triglicérido y un glúcido, lo cuales se caracterizan por tener en común la misma cantidad de átomos de oxígeno, o sea:

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C55 H104 O6 + 78 O2 55 CO2 + 52 H2O + energía (ÄG = ATP) Dioleopalmitina C6 H12 O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energía (ÄG = 38 ATP) Glucosa Con este sencillo ejemplo hemos querido contrastar el hecho de que dos compuestos diferentes: la dióleopalmitina (triglicérido) y la glucosa (glúcido), a pesar de que poseen los tres elementos fundamentales (C, H y O), sin embargo, las proporciones en que se encuentran los dos primeros, o sea, el carbono y el hidrógeno son muy diferentes en ambos compuestos, a pesar de que el oxígeno se encuentra en cantidades iguales, es precisamente esto último lo que determina que las grasas requieran de grandes cantidades de oxígeno para poderse oxidar completamente hasta dióxido de carbono y agua, a diferencia de glúcidos. En el caso de las grasas, estas deben ser desdobladas por las lipasas tisulares que las llevan hasta sus componentes primordiales Glicerol + 3 Ácidos Grasos (cada uno sigue en curso degradativo diferente: el glicerol se incorpora a la glucólisis a través del Gliceraldehído-3-P, mientras que los ácidos grasos se incorporan al “ciclo de la â-oxidación”). Nota: Ampliar en el texto básico págs. 230 – 233 En cada caso se obtiene:

(Glucólisis) GLICEROL Gliceraldehído - 3- P ---- ------- Acetil C oA CO2 + H2O Saldo Energético: 22 ATP ÁCIDOS GRASOS â-oxid Acetil CoA CO2 + H2O Nota: Ampliar en el texto básico págs. 230 – 233 Saldo Energético: Ó ATP = [(n/2 –1) 5 + (n/2.12) – 1)] Donde: n = no. de átomos de C n /2= no. moles de Acetil CoA n/2 - 1 = no. Vueltas del Ácido Graso en la â-oxidación. Nota: Citar el ejemplo de un triglicérido como la tripalmitina, que se obtienen: 1 Glicerol = 22 ATP 3 Ac. Palmítico = 3 (130) ATP = 412 ATP 3.-Formación de los cuerpos cetónicos.-En lo referente a este proceso, conocido también como “cetogénesis”, el estudiante debe conocer que existen tres sustancias que se forman como resultado de la degradación incompleta de los ácidos grasos en el organismo, es decir, que son productos intermedios que se acumulan fundamentalmente en la sangre como respuesta a un proceso de utilización de las grasas cuando se encuentra rest ringido el suministro de oxígeno al organismo, característico durante determinados esfuerzos físicos (actividades deportivas de larga duración, tales

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como las carreras de resistencia) en que han agotado las reservas glucídicas o bien, cuando existe una mala utilización de las mismas (algo que es típico en los sujetos diabéticos). Estas tres sustancias se conocen como los llamados “cuerpos cetónicos”, y los mismos son la acetona, el ácido acetoacético y el ácido â -hidroxibutírico. Por último, queremos destacar que se forman fundamentalmente en el hígado cuando se utilizan las grasas como fuentes de energía en estas condiciones, por esta razón los mismos tienen un rol protagónico durante las cargas típicas de resistencia. Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.13 (Págs. 226– 235).

-Lehninger, A. BIOQUÍMICA, Cap 15 (Págs. 397-424).

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Activ. Doc. No. 51– 52 CLASE PRACTICA No. 6: “ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL METABOLISMO DE

LOS LÍPIDOS” CONTENIDO: Ejercitación sobre la degradación de las grasas (metabolismo intermedio de estas), así como la cetogénesis.

OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales de l metabolismo intermedio de las grasas. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos explicados y orientados en las dos Conferencias correspondientes, retomando los aspectos fundamentales sobre el metabolismo de los lípidos, ya sea por las notas de clase así como por el uso de la bibliografía orientada (específicamente el texto básico) de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Las particularidades de l proceso degradativo de las grasas (en lo referente a las necesidades del consumo de O2.

b) El camino que sigue cada uno de los componentes de los triglicéridos al ser desdoblados por las lipasas titulares.

c) La incorporación del glicerol al sendero glucolítico, destacando el saldo energético de esto.

d) La incorporación de los ácidos grasos al “ciclo de la â-oxidación”, puntualizando conexión a la cadena respiratoria y el saldo energético del mismo.

e) Puntualizar el proceso integral de la degradación completa de los glicéridos(incluyendo la inclusión de cada componente al ciclo de Krebs y cómo realizar el cálculo global del balance energético para cualquier triglicérido).

f) Esencia e importancia de la cetogénesis (identificar los denominados “cuerpos cetónicos”), en particular para el sujeto que realizan actividad física.

ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de esta actividad, de manera que a continuación se comenzará la discusión de cada una de estas preguntas: 1.-¿En qué condiciones se realiza la degradación de las grasas en el organismo? Fundaméntelo.

2.-¿Qué tipo de enzimas que actúan sobre los glicéridos en los tejidos y en qué los convierten? Represéntelo mediante la ecuación química correspondiente.

3.-¿Cuál es el curso que toma cada uno de los componentes de los triglicéridos al degradarse en los tejidos de nuestro organismo por las respectivas enzimas? Descríbalo brevemente.

4.- Represente las transformaciones que experimenta un triglicérido hasta convertirse en acetil CoA, teniendo en cuenta la vía que sigue cada uno de sus componentes. 5.-Del proceso degradativo aerobio de los ácidos grasos de “número par” de átomos de carbono, diga: a) ¿Cómo se denomina esta vía? ¿Por qué? b) ¿Cuántas moléculas de acetil CoA se obtienen? c) ¿Cuántas vueltas debe dar este ácido graso en este proceso cíclico? d) ¿Cuántas moléculas de ATP se obtienen en total para este ácido graso?

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6.-Realice el cálculo pormenorizado del total de moléculas de ATP que se obtienen al oxidar completamente un triglicérido determinado, tal como puede ser: a) Tripalmitina. b) Triestearina. c) Dipalmitoestearina. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 13(págs. 226-239).

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Act. Doc. No: 53-54 CONFERENCIA No.16:“ASPECTOS PRINCIPALES DEL METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS”

CONTENIDO: 1.-Consideraciones acerca del metabolismo de las proteínas. 2.-Digestión de las proteínas. 3.-Absorción de las proteínas. OBJETIVO: Describir los aspectos fundamentales de la asimilación de las proteínas en el organismo 1.-Consideraciones acerca del metabolismo de las proteínas.- Para iniciar este aspecto, debemos plantear que ante todo resulta necesario destacar que del total de alimentos incorporados en la dieta diaria, casi el 15% de estos corresponden a las proteínas (siendo el mayor porciento de las mismas las de procedencia animal). Es de señalar que el hombre, en particular el sujeto que se encuentra sometido a grandes esfuerzos físicos requiere en su alimentación determinadas cantidades de estas sustancias para asegurar el correcto y adecuado desarrollo de los procesos fisiológicos en su organismo, de manera tal que tienen que ser incorporados en su dieta diaria compuestos tan diversos como: carnes de diferentes tipos, derivados de la leche, huevos, pescados y mariscos, así como otras de origen vegetal, que permitan asegurar el restablecimiento de membranas y tejidos, así como la restauración y mantenimiento de todas las estructuras que permiten el funcionamiento de su organismo, de manera tal que si por algún motivo esto se viera afectado podrían ocurrir afectaciones que pueden conducir a que se manifiesten serias alteraciones en sus funciones normales. Por otra parte, queremos destacar que a pesar de que estas sustancias no desempeñan un rol eminentemente energético, ya que como bien hemos venido señalando anteriormente, son utilizadas en la biosíntesis de compuestos de diversa índole, muchos de los cuales poseen una elevada actividad biológica como son las enzimas y las hormonas, pudieran servir en un momento dado cuando existe un déficit en las reservas energéticas de poder aportar por su degradación la energía necesaria para cumplimentar un determinado desbalance en el organismo sometido a una sobrecarga física, tal y como ocurre en los deportistas de categoría élite. 2.-Digestión de las proteínas.- Para iniciar este aspecto consideramos imprescindible puntualizar en un hecho de gran significación dentro del proceso digestivo de las proteínas, y este consiste en que las enzimas que actúan en su desdoblamiento o fragmentación en el tracto gastrointestinal, poseen carácter hidrolítico, y en general se denominan “peptidasas”, que según su modo de acción pueden ser de 2 tipos: exopeptidasas y endopeptidasas, las primeras rompen los enlaces peptídicos en los extremos de la cadena polipeptídica, mientras que las otras, rompen los enlaces que se encuentran en el interior de la cadena polipeptídica, razón por la cual estas últimas desdoblan en moléculas más pequeñas (péptidos más sencillos) a las respectivas moléculas iniciales, o sea, sobre las que actúan. Además, estas enzimas son segregadas en forma de “zimógenos” (forma inactiva) para así evitar el fenómeno de la autofagia (o sea, la autodestrucción del tejido que las segrega). Una vez realizadas estas aclaraciones, debemos remitir a los estudiantes al Cap 14, epíg.14.2 (págs. 242-244) del texto básico, para profundizar en los aspectos principales de las transformaciones que experimentan estas sustancias en el tracto gastrointestinal, incluso se recomienda que resuman a modo de esquema general en forma de diagrama de flujo lo que aparece en las págs. 94-95, de la Guía de Estudio de Bioquímica I, (correspondiente a la LAMINA “DIGESTIÓN DE LAS PROTEINAS”), debiendo insistir en el hecho de analizar: -¿Cómo se incorporan fundamentalmente estas sustancias con los alimentos?

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-¿Cuáles son las características de las enzimas que actúan sobre ellas?(o sea, como zimógenos para evitar la autofagia en los propios tejidos que las producen y que solo son activadas en su lugar de acción). -Lugar donde comienza la acción enzimática de estas complejas macromoléculas. -¿Hasta qué compuestos son llevadas por cada una de las correspondientes enzimas? NOTA: Aquí debe establecerse un símil con relación a los glúcidos y los lípidos, para ello se debe recomendar que amplíen por el texto complementario A.C. Guyton FISIOLOGÍA HUMANA (págs. 529-539). 3.-Absorción de las proteínas.- En lo referente a este aspecto es importante señalar la forma en que estas pueden ser asimiladas por el organismo, para lo cual resulta necesario comprender: -¿Cómo son finalmente absorbidos los productos de la hidrólisis enzimática de las proteínas en el duodeno? (aquí debe establecerse un símil con relación a los monosacáridos y para ello se debe recomendar que amplíen por el texto complementario A.C. Guyton FISIOLOGÍA HUMANA (págs. 529-539). En este sentido, resulta necesario destacar que los aminoácidos al igual que los monosacáridos, atraviesan la mucosa intestinal mediante un mecanismo de transporte activo similar: “COTRANSPORTE DE SODIO”, y que si no son llevados hasta sus unidades monoméricas fundamentales (aminoácidos) no pueden ser asimiladas por el organismo las proteínas de la dieta. De este modo queda que una vez en forma de sus unidades monoméricas, las proteínas ya como aminoácidos atraviesan el epitelio intestinal pasando al torrente sanguíneo mediante la red capilar que los transporta hasta el hígado, o sea: Vasos capilares AMINOACIDOS VENA PORTA * HÍGADO Cotransp.-Na+ ATP ADP *Una vez en el hígado pueden ser utilizados como puntos de partida para la síntesis de nuevas proteínas, o bien, pasar al torrente de la gran circulación sanguínea para ser llevados a otros tejidos, como el sistema endocrino (formando otras sustancias de naturaleza hormonal), o bien, que sean utilizados en el proceso de gluconeogénesis. Esto se verá posteriormente en la próxima Conferencia. Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.11 (Págs. 155– 156 y 177-184).

-Lehninger, A. BIOQUÍMICA, Cap 15 (Págs. 397-424).

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Act. Doc. No. 55-56 SEMINARIO No. 5: “PARTICULARIDADES DEL METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS”. CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de: 1.-Las particularidades del proceso digestivo de los lípidos en el sistema gastrointestinal. 2.-Las particularidades del proceso de absorción de los lípidos en el sistema digestivo. 3.-Las particularidades de las vías de utilización de estas sustancias en el organismo, particularmente de los sujetos que realizan actividad física sistemática. OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales del metabolismo de los lípidos. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Las particularidades del proceso digestivo de estos nutrientes en el organismo: esencia e importancia del mismo. b) Forma en que son incorporados al organismo estas sustancias, cuáles son los productos del proceso digestivo y en qué manera se asimilan. c) Particularidades del proceso de absorción de estas sustancias en el epitelio gastrointestinal. e) Particularidades de las vías de utilización de estas sustancias en el organismo, según las condiciones a que se encuentre sometido el individuo, particularmente en los sujetos que realizan actividad física sistemática. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿Cuáles son los lípidos que se incorporan al organismo mediante los alimentos? Explique

2.-Destaque los aspectos principales del proceso digestivo de los lípidos en el sistema gastro-intestinal. Describa ¿en forma de qué son asimilados y cuáles son los representantes principales de éstos que se obtienen del proceso digestivo?

3.-¿Qué papel desempeñan las sales biliares asociadas a la acción enzimática de la lipasa pancreática? Describa brevemente este proceso.

4.-¿Qué fenómeno de verifica a nivel de las células del epitelio intestinal cuando atraviesan esta mucosa los productos de la digestión a nivel de duodeno? Explique brevemente ¿cómo se transportan estos( detalle las características estructurales del quilomicrón)?

4.-¿Cómo son absorbidos los lípidos en el organismo? Detalle la vía que llegue cada uno de sus representantes una vez que atraviesan el epitelio intestinal.

5-¿Cómo se comporta la dinámica de estos con el de cursar del tiempo en que fueron absorbidos? Describa el proceso de transformaciones que experimentan los lípidos en el organismo.

6-¿Cuál es la función fundamental de los lípidos en el organismo? Explique ¿cómo se comportan las reservas lipídicas en el hombre? Establezca una comparación entre los sujetos deportistas y no deportistas en este sentido. 7.-¿Qué son los cuerpos cetónicos? Describa brevemente en qué condiciones se favorece esto? 8.-¿Qué importancia presenta para el organismo el metabolismo de los fosfolípidos y del colesterol? Describa brevemente la importancia en los sujetos que realizan actividad física sistemáticamente. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.13 (págs.226-239)

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Act. Doc. No: 57-58 CONFERENCIA No.17:“VÍAS DE UTILIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS”

CONTENIDO: 1.-Algunas consideraciones acerca de las vías de utilización de las proteínas. 2.-Metabolismo de los aminoácidos. 3.-Ciclo de la urea. OBJETIVO: Describir los aspectos fundamentales de las transformaciones de los aminoácidos y el ciclo de la urea. 1.-Algunas consideraciones acerca de las vías de utilización de las proteínas.- Para iniciar este aspecto, debemos plantear que una vez que estos nutrientes (en su forma fundamental, o sea, como aminoácidos) atravesaron la mucosa intestinal y se incorporan a la sangre, siguen su destino para ser utilizados por el organismo, según las necesidades a que este se encuentre sometido: Síntesis de nuevas proteínas. PROTEINAS: AMINOÁCIDOS Síntesis compuestos no proteicos. Fuente energética Nota: Se recomienda a los estudiantes que amplíen este aspecto profundizando mediante el estudio del epíg.14.1, Cáp. 14 del texto básico (específicamente analizar la Fig. 65, pág. 241), así como la lectura de las págs. 529-539 del texto complementario “FISIOLOGÍA HUMANA” de A.C. Guyton. 2.-Metabolismo de los aminoácidos.-En lo referente a este epígrafe es necesario comprender que los aminoácidos obtenidos a partir de las proteínas degradadas por la acción conjunta de las endopeptidasas y exopeptidasas a todo lo largo del tracto gastrointestinal, son incorporados al torrente sanguíneo(a la gran circulación), pudiendo ser utilizados en el organismo con diferentes fines, a pesar de que su principal función es la de servir como sustratos de partida para la formación o biosíntesis de diferentes proteínas necesarias al organismo, que de acuerdo a las condiciones a que se encuentre sometido este serán desviadas hacia el restablecimiento de proteínas estructurales, funcionales o bien otras sustancias de gran actividad biológica. En dependencia a lo señalado anteriormente, estos aminoácidos pueden experimentar diferentes modificaciones o transformaciones que a continuación describiremos muy brevemente: a) Desaminación.-Este tipo de reacción en esencia consiste en un proceso oxidativo, ya que primeramente se pierden 2 átomos de hidrógeno (por lo cual se libera energía), de manera que estos son procesos exergónicos y a continuación se manifiesta una hidrólisis en que se elimina el nitrógeno en forma de amoníaco, dando origen al correspondiente á-cetoácido. Este tipo de reacción se puede resumir así: NH2 -2H +H2O O R-CH-COOH R-C – COOH R- C - COOH + NH3 á-aminoácido á-iminoácido á-cetoácido NOTA: Aquí participan las D y L-amino-dehidrogenasas, así como la L-glutámico-dehidrogenasa.

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b) Transaminación.-Este tipo de reacción consiste en la permuta de los grupos amino (NH2) y carboxilo (COOH), respectivamente en las cadenas carbonadas entre una pareja de aminoácido-cetoácido , para dar origen a otra nueva pareja de aminoácido-cetoácido , o sea: NH2 O NH2 O R-CH-COOH + R’- C - COOH R’-CH-COOH + R- C - COOH á-aminoácido I á-cetoácido I á-aminoácido II á-cetoácido II NOTA: Estas reacciones están catalizadas por las transaminasas , y la importancia de estas es que se forman nuevos aminoácidos y cetoácidos, que resultan necesarios para el organismo sin que se forme el amoníaco que es una sustancia tóxica para el organismo (sobre todo para el S:N.C.). c) Decarboxilación.- Este tipo de reacción consiste en la pérdida del grupo carboxilo de un aminoácido en forma de dióxido de carbono (CO2), dando origen a las denominadas aminas biógenas , o sea: NH2 decarboxilasa

R-CH-COOH R-CH-NH2 + CO2 á-aminoácido amina biógena NOTA: Estas reacciones forman las aminas biógenas que son sustancias de gran actividad biológica (ejemplo de esto es la formación de la histamina a partir del aminoácido histidina) 3.-Ciclo de la urea.-En lo referente a este aspecto queremos señalar que el estudiante debe comprender que este proceso resulta de vital importancia para el organismo nuestro, ya que al igual que en todos los mamíferos resulta la vía de mayor eficiencia para poder eliminar el amoníaco formado mediante las reacciones de desaminación de los aminoácidos, el cual es una sustancia tóxica (especialmente para el sistema nervioso central), razón por la que su eliminación resulta obligatoria para nuestro organismo. Es necesario destacar que además de esta vía existen otras para poder eliminar dicha sustancia, o sea, mediante la formación de sales de amonio, así como la formación de la glutamina y la asparagina (estas últimas serán explicadas al abordar los cambios en el tejido muscular por causa de la actividad física). Retomando nuevamente las características de este proceso cíclico (también conocido como ciclo de la ornitina), tenemos que destacar que consta de 5 pasos consecutivos en 2 de los cuales se consume energía (como ATP), razón por la cual se le considera como un ejemplo típico de “catabolismo endergónico”, ya que a diferencia de todos los procesos catabólicos que se verifican en el organismo, en este caso en vez de liberarse energía, aquí se consume, pero esa es la condición que nos impone la eliminación obligatoria de este metabolito (NH3) , muy tóxico para el S.N.C. y que resulta impostergable su neutralización. En resumen, tenemos que plantear que por cada molécula de urea formada se consumen 3 moléculas de ATP. Nota: Se recomienda al estudiante que para profundizar en este aspecto consulte el Cap. 14, epíg. 14.8 (págs. 264-267) del texto básico. Bibliografía: -Menshikov. V.V y N.I Volkov, BIOQUÍMICA, Cáp.14 (Págs. 240– 267).

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Act. Doc. No. 59-60 SEMINARIO No 6 “PARTICULARIDADES DEL METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS” CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de: 1.-Las particularidades del proceso digestivo de las proteínas en el sistema gastrointestinal. 2.-Las particularidades del proceso de absorción de los proteínas en el sistema digestivo. 3.-Las particularidades de las vías de utilización de estas sustancias en el organismo, particularmente de los sujetos que realizan actividad física sistemática. OBJETIVO: Consolidar los aspectos fundamentales del metabolismo de las proteínas. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: 1.-La importancia de las proteínas como base o soporte estructural-funcional de todo nuestro organismo, particularmente en los sujetos sometidos a un régimen de entrenamiento. 2.-Las particularidades de las enzimas que participan en la degradación de estas sustancias en el sistema digestivo, puntualizando en los dos tipos de estas según su modo de acción. 3.-Los aspectos fundamentales del proceso digestivo de las proteínas en el tracto gastro-intestinal. 4.-Las particularidades del proceso de absorción de estas sustancias en el sistema digestivo. 5.-Las principales vías de utilización de las proteínas en el organismo. 6.-La esencia e importancia de cada una de las reacciones en que participan los aminoácidos en el organismo. 7.-Las particularidades de las vías de eliminación del amoníaco en el organismo, especialmente el ciclo de la urea y su importancia sobre todo en el sujeto que realiza actividad física sistemática. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿Qué importancia presentan las proteínas en la dieta? Fundaméntelo, destacando el caso del organismo de los sujetos que realizan actividad física sistemática. 2.-¿Cómo se denominan las enzimas que actúan degradando a las proteínas en el sistema gastrointestinal? Diga, ¿cuál es su característica? ¿A qué se debe este hecho? Señale cómo se clasifican estas según su modo de acción. 3.-Destaque los aspectos principales del proceso digestivo de las proteínas en el sistema gastro-intestinal. Describa ¿en forma de qué son asimilados y cuáles son los representantes principales de éstos que se obtienen del proceso digestivo?

4.-¿Qué sucede con los péptidos que no pudieron ser degradados en el tracto gastrointestinal?

5.- ¿Cómo son absorbidas las proteínas en el organismo? Detalle el mecanismo de absorción de los aminoácidos en el epitelio intestinal. 6-¿Cuál es la vía fundamental de utilización de las proteínas en el organismo? Describa brevemente las diferentes formas de utilización de estas sustancias. 7.-Describa la esencia e importancia de las reacciones de desaminación de los á-amino-ácidos, así como las de transaminación.¿En qué se diferencian ambas? 8.-¿En qué consisten las reacciones de decarboxilación de los aminoácidos? Diga, ¿cuál es la importancia de estas? 9.-¿A qué se denominan”aminas biógenas”? Describa la importancia de estas.

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10.-¿Cuáles son las formas de eliminación del amoníaco en el organismo? Describa brevemente ¿cuál es la de mayor eficiencia? ¿Por qué? 11.-¿Por qué se plantea que el ciclo de la urea constituye un ejemplo típico de catabolismo endergónico? 12.-¿Cómo se denominan los aminoácidos que deben ser incorporados obligatoriamente con los alimentos de la dieta formando parte de las proteínas de ésta? ¿Por qué se denominan así?. ¿Cuáles son estos? ¿Cuál es la diferencia entre las denominadas proteínas completas y las proteínas incompletas? ¿En qué tipo de alimentos se encuentran cada una de estas? Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap.14 (págs.240-267)

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Activ. Doc. No.: 61- 62 CONFERENCIA No.18: “CONSIDERACIONES DEL METABOLISMO INTERMEDIARIO CELULAR” CONTENIDO: 1.-Algunas consideraciones acerca del metabolismo intermediario celular. 2.-Fases del metabolismo intermediario celular. 3.-Posición central del Ciclo de Krebs en el metabolismo intermediario celular. 4.-Interconversiones metabólicas de importancia. OBJETIVO: Distinguir los aspectos fundamentales de las interrelaciones metabólicas en el organismo.

1.-Algunos de los aspectos sobre la integración del metabolismo intermediario celular. Para iniciar este aspecto el docente debe recordar muy brevemente el concepto de metabolismo y una vez aclarado esto procederá a definir el metabolismo intermediario celular (MIC) como: “la integración del conjunto de reacciones enzimáticas que transcurren en las células y que constituyen una actividad perfectamente coordinada con tal sentido que permite un adecuado equilibrio entre los procesos de intercambio de sustancias y energía entre el organismo y su entorno”. Una vez señalado esto, se procederá a enunciar sus cualidades, o sea: complejidad, control estricto, flexibilidad, economía y universalidad, de modo tal que no es necesario explicar cada una de éstas. NOTA: Puede remitirse a los estudiantes al texto de consulta ¨Bioquímica¨ (A. Lehninger Cap14, pág. 371) para profundizar en este sentido. Además, se podrán plantear las 4 funciones específicas del MIC, enfatizando en la primera (por la importancia para nosotros que estamos vinculados con las actividades de la Cultura Física y el Deporte, que llevan implícito el consumo de energía). 1ra Obtención de la Equímica de las moléculas de los nutrientes. 2da Conversión de los nutrientes en precursores estructurales de las macromoléculas celulares. 3ra Ensamblaje de estos precursores para formar nuevas moléculas (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos complejos, glúcidos y otros). 4ta Formación y degradación de biomoléculas necesarias para las funciones celulares especializadas. NOTA: Recordar que la 1ra función corresponde al catabolismo de los nutrientes (que es la esencia del Tema III: “Bioenergética” , visto anteriormente). Una vez puntualizado estos aspectos fundamentales, se procederá a concretar las cuestiones 2.-Fases del Metabolismo Intermediario Celular.-Para dar inicio a este aspecto se debe puntualizar la esencia del mismo, destacando que: “las rutas anabólicas y las rutas catabólicas de un determinado metabolito, no son netamente el inverso unas con respecto a la otras, sino que poseen diferencias en 3 aspectos fundamentales: secuencias enzimáticas, controles de éstas y localización celular de cada una”.

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A continuación se procederá a explicar la esencia de cada fase , en sentido catabólico, o sea, cuesta abajo, de modo tal que: 1ra Fase: “Conversión de las macromoléculas de cada nutriente en sus unidades monoméricas” 2da Fase: “Conversión de los monómeros de cada nutriente en Acetil CoA” 3ra Fase: “Conversión del Acetil CoA en CO2 y H2O” (esta constituye el Ciclo de Krebs).

Ejemplificar:

Saldo energético Sustratos

Glucosa Ácidos Grasos 1ra Fase: E. � despreciable -- -- 2da Fase: E.� 1/ 3 Total 14 / 38 � 1/ 3 5 / 17 � 1/3 3ra Fase: E � 2/ 3 Total 24 / 38 � 2/ 3 12 / 17 � 2/3 Nota: Al explicar esto se apoyará del esquema resumen (lámina) correspondiente, de modo que se pueda a su vez hacer el análisis inverso, o sea, anabólicamente o cuesta arriba, es decir: 3ra Fase: Conversión de los metabolitos del C. Krebs ( o de ciertos aminoácidos a través de estos) en precursores del Acetil CoA ( o el piruvato). 2da Fase: Conversión del Acetil CoA (o el piruvato) en los monómero de cada nutriente. 1ra Fase: Ensamblaje de los monómeros para firmar las correspondiente macromoléculas. RESUMEN:”Las vías catabólicas convergen hacia metabolitos universales (Acetil CoA) el cual pasa finalmente a CO2 y H2O en su oxidación en el Ciclo de Krebs y cambio, las vías anabólicas , divergen desde determinados metabolitos hacia diversas biomoléculas de los 3 nutrientes”. 3.-Papel Central del Ciclo de Krebs.- Para iniciar este aspecto el docente debe plantear que: “este proceso cíclico ocupa una posición clave en el MIC debido a que no sólo representa la fase final común de la degradación completa de los glúcidos, lípidos y proteínas hasta dióxido de carbono y agua, con la correspondiente liberación de energía, sino que además constituye en sí el punto de partida a través de sus metabolitos intermediarios, para diversos procesos biosintéticos importantes para la célula. Debemos aprovechar la ocasión para puntualizar que se le conoce como una Ruta Anfibólica (del griego amphi = ambos),o sea, que puede ser utilizada en dos sentidos. 1ro. Catabólicamente: para brindar la energía de los procesos oxidativos de las sustancias hasta CO2 y H2O. 2do. Anabólicamente: para suministrar las sustancias necesarias en la síntesis de las biomoléculas del organismo, con el consecuente consumo de energía.

Para ilustrar esto planteado anteriormente, se debe auxiliar de la lámina correspondiente: “posición central del Ciclo de Krebs en el MIC”. Se ejemplificará con diversos ejemplos:

-Glucólisis (del glucógeno y la glucosa)

- â-oxidación de los ácidos grasos “Formación de Acetil CoA” - Desaminación de aminoácidos (caso de la glicina) -Así como transaminaciones de algunos aminoácidos (formar metabolitos del Ciclo de Krebs): Por ejemplo, se pueden señalar algunos intermediarios del Ciclo de Krebs, tal como:

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Glutamato + Piruvato á - Cetoglutarato + Alanina RESUMEN: “Según las necesidades del organismo, el curso metabólico del Ciclo de Krebs se desviarán en un sentido u otro: catabolismo o anabolismo, dando paso a todas las transformaciones necesarias para así poder mantener el adecuado equilibrio en la célula”. 4.-Interconversiones metabólicas de importancia.-Con relación a este epígrafe, debemos plantear que: “las interrelaciones de los procesos metabólicos de los 3 nutrientes se manifiestan gracias a la existencia de los productos intermedios únicos del metabolismo y de las vías comunes para las transformaciones reciprocas entre glúcidos, lípidos y proteínas”. En este sentido nos apoyamos en lo que fue orientado en el 1er epígrafe de esta Conferencia, cuando se esbozaron las 3 fases del MIC, donde se pudo constatar cómo partiendo de 3 tipos de sustratos diferentes (glúcidos, glicéridos y aminoácidos) se podría llegar a un metabolito universal: Acetil CoA, cuando se analizaba el sentido “cuesta abajo” (o sea “catabolicamente”), y esto se verifica en el caso de los glúcidos mediante el sentido glucolítico, que en el caso de los glicéridos se pone de manifiesto a través del glicerol, por su conversión en á - Glicerol P, que por oxidación se convierte en Gliceraldehído –3- P y se incorpora a la glucólisis y por los ácidos grasos mediante la â-oxidación y que en el caso de los aminoácidos, gracias a los procesos de desaminaciones y transaminaciones, pueden llegar hasta este metabolito común. NOTA: Se orienta como estudio independiente los ejemplos que aparecen en las págs. 281, 282 y 283 del texto básico. Finalmente se señalará como ejemplo de gran importancia para los sujetos que realizan actividad física sistemática la interrelación “glucólisis - gluconeogénesis”. Bibliografía: -Menshikov, V.V y N.I Volkov, Bioquímica. Cáp.16 (págs. 280 – 289). -Lehninger A. Bioquímica Cap 14 (págs. 371 – 386) -León Oquendo, M. Bioquímica I. “Guías de Estudio Curso por encuentro” (Cap. XI Págs. 102- 105) -Colectivo de autores del ISCMH “Bioquímica” Tomo II Cap. 6 (Págs. 271 – 283)

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Actividad 63-64: SEMINARIO No. 7: “INTEGRACIÓN DE LOS PROCESOS METABOLICOS EN EL ORGANISMO QUE REALIZA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de: 1.-Las particularidades del metabolismo intermediario celular. 2-El papel central del ciclo de Krebs. 3.-Las interconversiones metabólicas de mayor importancia. OBJETIVO: Interpretar los procesos de integración metabólica que se manifiestan en el organismo de los sujetos que realizan actividad física sistemática ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia anterior, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) La definición y la esencia del M.I.C. b) Las particularidades y las diferencias entre cada una de las funciones del M.I.C. c)Identificar la esencia de cada una de las 3 fases del M.I.C.(tanto anabólica como catabólicamente). d)El papel central del ciclo de Krebs en el M.I.C. e)Algunos de los ejemplos claves de las interconversiones metabólicas. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.-¿A que se denomina metabolismo intermediario celular?. 2.- ¿Cuáles son las cualidades que posee el metabolismo intermediario celular? Describa la esencia de cada una de estas. 3.-De las funciones del MIC, diga ¿cuál de estas es una de las que mayor importancia tiene para nosotros que nos encontramos vinculados con la actividad física? Explique brevemente el por que . 4.-Describa las particularidades, así como la importancia de la 1ra. Fase del MIC, en sentido “cuesta abajo”, es decir, catabolicamente. 5.-¿Por qué se plantea que la 2da. Fase del MIC en sentido “cuesta abajo” constituye la etapa de universalización?

6.-¿Qué importancia le concede Ud. a la 3ra. Fase del MIC en sentido “cuesta abajo”, o bien, la que constituye la 1ra. Fase en sentido “cuesta arriba”? ¿Por qué?

7.-¿Por qué se considera el ciclo de Krebs como la ruta anfibólica del MIC? 8.-¿Cómo justifica Ud. que algunos de los aminoácidos pueden ser convertidos en sustancias intermediarias del metabolismo de los glúcidos, así como de los lípidos? Ilústrelo mediante ejemplos. 9.-¿Qué relación existe entre la glucólisis y la gluconeogénesis? Fundaméntelo.

10.-¿Qué importancia presenta la gluconeogénesis para los sujetos que realizan actividad física sistemática? BIBLIOGRAFIA: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 16 (págs. 280-289)

INSTITUTO SUPERIOR DE CULTURA FÍSICA “MANUEL FAJARDO”

CES RECTOR

PLAN DE ESTUDIOS “C” (PERFECCIONADO)

DISCIPLINA: CIENCIAS BIOLÓGICAS

MATERIAL COMPLEMENTARIO PARA EL ESTUDIO INDEPENDIENTE

ASIGNATURA: BIOQUÍMICA II

TIPO DE CURSO: C.R.D.

AÑO: II

SEMESTRE: 2do

DEPARTAMENTO: MÉDICO-BIOLÓGICO

Con el presente material pretendemos brindarle al estudiante del curso regular diurno, así como el regular para atletas una posibilidad para aprovechar mejor su tiempo de estudio individual, así con la utilización del mismo como instrumento de trabajo básico podrá encaminar con mayor

eficiencia sus esfuerzos al enfrentarse a cada una de las actividades que conforman este semestre. Cumplimentando las orientaciones e indicaciones del Colectivo de Disciplina debemos prestar atención especial al sistema de tareas independientes que desde el principio del semestre en esta asignatura el estudiante debe enfrentar por medio del trabajo independiente, apoyado con los materiales de texto y la las lecturas seleccionadas, localizadas tanto en el departamento de ICT así como en el Laboratorio de Computación del Instituto, contando con la orientación y supervisión de los docentes, que de la manera más amena y novedosa les brindarán información acerca de los avances científico-técnicos relacionados con la Bioquímica del Ejercicio en la esfera de la Cultura Física y el Deporte a nivel mundial. De este modo, teniendo en cuenta la premisa fundamental que se persigue en estos tipos de curso, de crear el hábito del estudio independiente, así como el desarrollo de habilidades para interpretar y comprender los diferentes fenómenos e interrogantes que se plantean en cada una de las actividades docentes que conforman el semestre, se podrá lograr únicamente gracias a las horas dedicadas a la autopreparación por parte del estudiante y con ello alcanzar los objetivos que se persiguen en esta asignatura que se encuentra incluida en el curriculum de la Licenciatura en Cultura Física. En el presente folleto hemos querido incluir solamente los aspectos primordiales que le puedan ofrecer una mejor orientación acerca de los contenidos que se abordan en esta asignatura. Para el mejor desarrollo del proceso enseñanza-aprendizaje se utilizará de manera combinada las diferentes formas de enseñanza: conferencias, seminarios, clases prácticas y laboratorios, así como el trabajo independiente y la consulta docente, de modo que el estudiante se pueda apropiar gradualmente de los conocimientos y el desarrollo de las habilidades para poder enfrentar con éxito las exigencias de la actividad laboral que demanda la práctica docente en esta carrera. Hemos querido detallar cada una de las diferentes actividades docentes para así contribuir al mejor desenvolvimiento del estudiante al dedicar su tiempo de trabajo independiente al profundizar y consolidar en los contenidos que toman parte del programa de esta asignatura. De este modo, en primer lugar se muestra la distribución de los contenidos en las 24 actividades docentes correspondientes, para que el estudiante se pueda ubicar rápidamente en cómo serán abordados en todo el semestre cada uno de los aspectos que conforman los 4 Temas que conforman la asignatura, posteriormente se pasa a describir el Plan Temático, señalando las horas dedicadas en cada Tema a cada forma de enseñanza: Conferencia, Seminario, Clase Práctica o Práctica de Laboratorio, además se realizarán 2 Pruebas Parciales (para evaluar los contenidos del semestre), y finalmente, se pasa al desarrollo de los contenidos de cada Tema, describiéndolos en cada una de las actividades docentes (esto se realiza en 13 Conferencias), ya que hay 6 actividades docentes dedicadas a Seminarios, así como 2 Prácticas de Laboratorio y 1 Clase Práctica, las 2 actividades restantes quedan para las 2 Pruebas Parciales del Semestre. En cada una de estas actividades se indica la bibliografía recomendada, para facilitarle al estudiante en el caso que sea necesario profundizar en determinados aspectos que así lo requieran. Son nuestras intenciones que con el presente material puedan ser cumplimentadas las expectativas con que el mismo fue elaborado, y que constituye la razón del esfuerzo que hemos dedicado para su confección. Además, les agradeceremos las sugerencias que al respecto del mismo nos hagan llegar para mejorarlo en futuras ediciones. M.Sc. Marcial León Oquendo Profesor Principal de Bioquímica DISTRIBUCIÓN DE LOS CONTENIDOS POR ACTIVIDADES DOCENTES: I.-Distribución de los contenidos por actividades docentes:

No. de Sem. Forma Contenido de la Actividad Activ. Ensen. 1-2 I C Tema I.- Estructura, función y composición química del . tejido muscular esquelético. ________________________________________________________________________ 3-4 I C Aspectos moleculares de la energética del proceso contráctil. 5-6 II C Fuentes de energía para el trabajo muscular. 7-8 III S Fundamento de los diferentes sistemas energéticos que aseguran el suministro de ATP durante la actividad física. 9-10 III C Cambios bioquímicos en el tejido muscular y en la sangre por causa de la actividad física. 11-12 IV C Cambios bioquímicos en la orina y en algunos órganos por causa de la actividad física.

13-14 V L Determinación de algunos parámetros en la sangre. 15-16 V S Análisis de las variaciones bioquímicas fundamentales en el organismo por causa de la actividad física. 17-18 VI L Determinación de algunas propiedades físico-químicas de la orina. 19-20 VII E 1ra. Prueba Parcial sobre el Tema I. 21-22 VII C Tema II. Características bioquímicas de la fatiga y dinámica los procesos bioquímicos en el período de descanso posterior al trabajo muscular. 23-24 VIII C La supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento deportivo. 25-26 IX C Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso del entrenamiento deportivo. 27-28 IX S Análisis de las características bioquímicas de la fatiga y de la recuperación. 29-30 X S Supercompensación y los principios básicos del entrenamiento. Regularidades de la adaptación bioquímica a la actividad física. 31-32 XI C Tema III. Factores bioquímicos de las capacidades físicas: ve- locidad y fuerza. Métodos para su desarrollo. 33-34 XI C Factores bioquímicos de la capacidad física resistencia. Méto- dos para su desarrollo. 35-36 XII C Características bioquímicas del metabolismo en las diferentes edades. 37-38 XIII S Análisis de las características bioquímicas de las capacidades físicas y del metabolismo en las diferentes edades.

39-40 XIII E 2da. Prueba Parcial sobre los Temas II y III. 41-42 XIV C Tema IV. Métodos bioquímicos de evaluación de la reacción del organismo durante la aplicación de cargas físicas. 43-44 XV C La nutrición en el deporte. ______________________________________________________________________________________ No. de Sem. Forma Contenido de la Actividad Activ. Ensen. 45-46 XV S Tipos de controles bioquímicos y parámetros más utilizados en la actividad ________ deportiva. 47-48 XVI CP Efecto energético de los alimentos en el deportista.

II.-PLAN TEMATICO (en horas) Formas de enseñanza Tema TÍTULO C S L CP E Total I Cambios bioquímicos en el organismo por causa de la realización de ejercicios físicos. 10 4 4 - 2 20 II Regularidades de la adapta- ción bioquímica en el entre- namiento deportivo. 6 4 - - - 10 III Características bioquímicas De las capacidades físicas. Métodos para su desarrollo. 6 2 - - 2 10 IV Factores bioquímicos para el incremento de la efecti- vidad del entrenamiento. 4 2 - 2 - 8 Totales: 26 12 4 2 4 48 RESUMEN DE ACTIVIDADES: Conferencias Seminarios Laboratorios Clase Práctica Evaluaciones 13 6 2 1 2

Actividad 1-2: TEMA I: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN EL ORGANISMO POR CAUSA DE. . LA REALIZACIÓN DE EJERCICIOS FÍSICOS” CONFERENCIA No.1: “ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y COMPOSICIÓN QUÍMICA . DEL TEJIDO MUSCULAR ESTRIADO” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca del tejido muscular. 2.-Estructura de la fibra muscular. 3.- Composición química del tejido muscular estriado esquelético. OBJETIVO: Distinguir las particularidades estructurales, funcionales, así como de la composición química del tejido muscular esquelético. 1.-Consideraciones generales acerca del tejido muscular.- Para iniciar este aspecto debemos puntualizar en la importancia que reviste la masa muscular en el hombre debido a que la misma ocupa ~50 % de su peso corporal, correspondiendo casi el ~40 % de este al músculo estriado esquelético, encontrándose repartido el resto entre la musculatura lisa (o de los órganos internos) y el músculo cardiaco (o miocardio). Es necesario destacar que en el caso del deportista, gracias a la acción de los mecanismos adaptativos que se manifiestan por efecto del entrenamiento constante y sistemático, estas proporciones pueden alterarse en cierta medida a favor del esquelético y del miocardio debido al fenómeno de la hipertrofia que se experimenta en dichos tejidos como respuesta al esfuerzo físico. Por todo lo anteriormente expresado, como el objeto de estudio en nuestro caso se encuentra vinculado con las actividades que se desarrollan dentro del Campo de la Cultura Física y el Deporte, es que centraremos nuestro interés en este epígrafe a las características morfofuncionales del músculo esquelético. No obstante, a todo lo señalado queremos puntualizar que “el tejido muscular en general, se caracteriza por la elevada capacidad que posee para transformar instantáneamente la energía almacenada en forma de enlaces químicos en la molécula del ATP en energía capaz de poder realizar cualquier tipo de trabajo útil (en este caso específico en mecánica), la cual se expresa en los movimientos característicos de la locomoción, las actividades viscerales en los diferentes órganos, así como el bombeo de la sangre por todo el sistema cardiovascular”. Atendiendo a lo anteriormente planteado, no queremos dejar pasar por alto el hecho de que en la naturaleza no existe maquinaria construida por el hombre que posea una

eficiencia mayor al músculo esquelético, razón por la que se puede considerar como el motor molecular de mayor complejidad hasta ahora concebido, capaz de transformar con un alto rendimiento y con un mínimo de pérdidas energéticas, la energía de los alimentos en trabajo mecánico en condiciones isotérmicas e isobáricas. Considerando que el tejido muscular estriado esquelético es el responsable de los movimientos voluntarios y las rápidas contracciones, las cuales se encuentran totalmente controladas por los impulsos nerviosos que son reflejados desde el sistema nervioso central (S.N.C.) que identifican los desplazamientos del hombre en el espacio, debemos plantear que el mismo se caracteriza por su gran heterogeneidad, debido a que se puede interpretar como una mezcla de tres componentes fundamentales: las fibras musculares, el tejido conjuntivo y los elementos nerviosos y vasculares. De este modo, “el músculo estriado esquelético es un conjunto de fibras (células de gran longitud, que incluso pueden llegar hasta los 10-12 cm. y en cambio, un diámetro muy pequeño que oscila entre los ~0,01mm. � 10 -100 mì), que además poseen la característica de ser polinucleadas excéntricas y se encuentran envueltas por una membrana superficial conectiva, que pueden agrupar a varias fibras constituyendo así los fascículos, los que a su vez están rodeados por otra membrana o envoltura denominada perimisio. Además, en el interior de cada fibra se incluyen todos los componentes subcelulares, tal como en cualquier célula (núcleos, mitocondrias, ribosomas, retículo endoplasmático, citoplasma, etc., todos los que en este caso específico reciben la denominación correspondiente con el prefijo “sarco”, pero en este tipo de célula aparece una estructura especial: las miofibrillas, las cuales consisten en el aparato contráctil, formada por los miofilamentos, que a su vez son de dos tipos: gruesos y delgados, de miosina y de actina, respectivamente). Es necesario comprender que la denominación de tejido muscular estriado esquelético, responde al simple hecho de que al observarlo al microscopio óptico, se observan unas estriaciones transversales (que se explican por la diferencia en la composición proteica de los miofilamentos constituyentes de las miofibrillas, que como decíamos anteriormente representan el aparato contráctil, que es el que le permite realizar la función específica a este tejido, es decir, la de contraerse-relajarse), y dichas estriaciones transversales son de diferente apariencia, o sea, que se aprecian las Zonas Claras (o Bandas I) y las Zonas Oscuras (o Bandas A), donde las respectivas denominaciones de “I” y de “A” , se refieren a que son isótropas al paso de la luz polarizada y anisótropas al paso de esta luz, o sea, que dejan pasar la luz y no dejan pasar la luz, respectivamente. Nota: Para profundizar en estos aspectos se recomienda que consulten el los diferentes textos tradicionales como pueden ser: -“MORFOLOGÍA FUNCIONAL DEPORTIVA”, Hdez.Corvo, R. (cap. IV, págs.140-42) -“FISIOLOGÍA HUMANA”, A.C. Guyton, Cap. 7 (págs. 98-102) Finalmente, queremos señalar que al estudiar el sistema motriz del hombre (representado fundamentalmente por el músculo estriado esquelético), debemos comprender que este es el primero que sufre la influencia que sobre el organismo ejerce la realización de la carga física sistemática, todo lo cual se refleja posteriormente sobre el resto de los fluidos, tejidos y órganos ( como son la sangre, la orina, el S.N.C., el sistema cardiorrespiratorio, el sistema óseo, etc., razón por la que se afirma que cuando se cumple un régimen de actividad física constante y sistemática, se observan alteraciones o modificaciones adaptativas a diferentes niveles, ya sea en la esfera

estructural así como funcional, lo cual se experimenta a nivel molecular, y es precisamente este hecho el que constituye el eje central que tiene por objeto el estudio de la bioquímica del ejercicio físico. 2.-Estructura de la fibra muscular.-Ante todo resulta necesario hacer un breve bosquejo acerca de las características de tan singulares de este tipo de célula, que como anteriormente habíamos señalado, posee entre otras una: Longitud >>>> Diámetro (~10-12 cm.) (~0,01mm. � 10-100 mì) Si realizáramos un análisis microestructural se puede comprobar la composición molecular de las Miofibrillas, que están formadas por los diferentes miofilamentos Gruesos y Delgados, los gruesos constituidos por la Miosina y los finos por 3 proteínas: Actina (principalmente), Trpomiosina y Troponina, los cuales a su vez se encuentran relacionados entre sí en la proporción: Miosina: Actina Actina: Miosina 1 : 6 1 : 3 - . (a cada filamento de Miosina (a cada filamento de Actina lo rodean 6 de Actina) lo rodean 3 de Miosina) Esto es lo que nos permite explicar la relación estructura-función que se establece entre ambos filamentos, lo cual se manifiesta a través de la formación de los denominados “puentes cruzados” (son los enlaces transversales que se establecen entre los filamentos gruesos y delgados durante el proceso contráctil). Estos miofilamentos que se encuentran interdigitados entre sí, al poseer una composición diferente de proteínas, le transmiten una apariencia estriada a la fibra muscular, que es lo que se conoce comúnmente como las bandas claras (I) y oscuras (A), respectivamente: BANDAS I: formadas por los filamentos finos de Actina (contienen la línea Z) BANDAS A: formadas por los filamentos gruesos de Miosina y parte de finos de Actina. Nota: La línea Z se corresponde morfológicamente con el denominado sistema tubular (o sistema T), que consiste en las invaginaciones del sarcolema por donde se transmite el impulso nervioso al interior de la fibra muscular. Por otra parte, la porción de miofibrilla limitada por dos líneas Z es a lo que se le denomina sarcómera (que es lo que constituye la llamada unidad contráctil o morfofuncional del músculo estriado esquelético). Es conveniente destacar que, la longitud de la sarcómera está definida genéticamente y posee una magnitud dada en cada individuo, siendo este un factor determinante sobre las posibilidades para poder desarrollar la tensión máxima (Fmáx ) del músculo estriado esquelético, razón por la que resulta de vital importancia para nosotros que trabajamos en el campo de las capacidades físicas en las diferentes modalidades deportivas, sobre todo en los deportes de Velocidad y Fuerza, porque resulta una condición indispensable para el desarrollo de la potencia durante el esfuerzo. No queremos continuar la descripción general de las fibras musculares, sin antes destacar que no todas ellas son exactamente iguales, en lo referente a sus componentes estructurales y químicos, es decir, en cuanto al número de

mitocondrias, las características del retículo sarcoplasmático, la dotación enzimática, el contenido de mioglobina (proteína de características similares a la hemoglobina y que permite el transporte del oxígeno en este tejido), el nivel de vascularización (que determina las posibilidades de irrigación sanguínea a este tejido, y por tanto, el tipo de proceso oxidativo predominante, es decir, aerobio ó anaerobio), así como las particularidades metabólicas y de inervación nerviosa que determinan el tipo de respuesta a los estímulos, por estas razones a continuación dedicaremos un apartado a los tipos de fibras musculares que pueden distinguirse en los músculos de los animales, específicamente en el ser humano. Clasificación de las fibras musculares: Al analizar la estructura del tejido muscular esquelético, pudimos percatarnos que cada tipo de fibra son unidades funcionales relativamente independientes de características peculiares cada una de estas, y en este sentido debemos plantear que se distinguen 2 tipos fundamentales que se diferencian no solamente en el orden de su apariencia estructural, sino que además atendiendo a su papel metabólico, se pueden diferenciar entre sí por sus propiedades morfofuncionales, bioquímicas y de contracción. De este modo, tenemos que los dos tipos fundamentales de fibras musculares son: -Fibras Rojas (ó Lentas, conocidas también como ST ó CL, que son el Tipo I) -Fibras Blancas (ó Rápidas, conocidas también como FT ó CR, que son el Tipo II) Nota: Estas últimas, a su vez se pueden subdividir en IIa y IIb, de manera tal que las del tipo IIa son las “clásicas de contracción rápida” y su actividad se relaciona con la utilización de las fuentes anaerobias (principalmente glucolíticas), que se caracterizan además por su gran resistencia al cansancio (este es el por qué sean las más adecuadas para soportar los entrenamientos para el desarrollo de la resistencia a la velocidad y resistencia a la fuerza).Por otra parte, según el tipo de carga a que se sometan a trabajar, las tipo IIa pueden adaptarse metabólicamente al tipo IIb (si la carga de entrenamiento es de carácter de tipo explosivo, o sea, de predominancia anaerobia), en cambio, si la carga de entrenamiento es de carácter aerobio, típico de resistencia, se observa la tendencia a modificaciones metabólicas hacia la tipo I. Además, con respecto al tiempo necesario para desarrollar la tensión máxima en las del tipo II, no supera los 0,3 seg., en cambio en las del tipo I, se logra entre ~0,8 - 0,9 seg. Generalmente en los músculos del hombre existen mayores proporciones de fibras lentas que de fibras rápidas y aunque un mismo músculo puede contener ambos tipos de fibras, según las proporciones de cada una, así serán las características del mismo. En este sentido, pudiéramos ampliar un poco más señalando que las proporciones de cada tipo de fibras en el ser humano son de ~52-55 % del tipo I (tanto en hombres como en mujeres), en cambio las fibras del tipo II, prevalecen las IIa (~35-30 %) sobre las IIb (~13-15 %). En la actualidad, gracias a los avances obtenidos en las diversas técnicas histoquímicas e histológicas de la bioquímica y la morfología, se han podido distinguir las diferencias entre los dos tipos fundamentales de fibras musculares debidas a los efectos adaptativos producidos por las condiciones de entrenamiento y de competencia a que son sometidos los músculos con diferentes regímenes de cargas físicas; y en este sentido se pueden referir algunos aspectos como son: potencial metabólico (glucolítico y oxidativo aerobio),

reservas de los sustratos disponibles (CrP, glucógeno, triglicéridos, etc.), actividades enzimáticas, nivel de capilarización, etc., así como superficie del área transversal de las fibras musculares. A manera de conclusión de todo lo anteriormente expresado, podemos mostrar a continuación el siguiente cuadro resumen: Fibras de contracción lenta (ST) Fibras de concentración rápida (FT)

Tipos I IIa IIb Características. Resistente a la fatiga Resistente cansancio Cansancio rápido

M E T A B O L I S M O

-[ATP]� 4 -6 mmol/K -[CrP] ] � 16 mmol/Kg - � Actividad ATPasa - � Activ. Glucólisis -�Activ.Oxid.Aerb. - - � Mitocondrias -�Potenc.asimilativo de glucógeno y grasas

Susceptibles según Tipo de Carga Activ. ATPasa < IIb -Glucólisis (media) -Activ.Oxid. Aerobia. . (media) -�Mitocondrias > IIb. -�Potenc.asimilativo glucógeno y grasas > IIb

-[ATP]� 5 -7 mmol/Kg. -[CrP]] � 28 mmol/Kg. - � Actividad ATPasa - � Activ. Glucólisis - � Activ.Oxid. Aerobia - � Mitocondrias -�Potenc. asimilativo de . Fosfágenos.

3.-Composición química del tejido muscular estriado. El agua constituye el 72-80% del peso del músculo. La mayor parte del residuo seco (28-20% del peso del músculo) está compuesta fundamentalmente por compuestos orgánicos (entre los que podemos citar las proteínas y el resto por sustancias orgánicas nitrogenadas y no nitrogenadas), así como las sales minerales o electrólitos (entre los que resulta importante el ácido fosfórico libre). De manera resumida lo podemos expresar así: Agua…………………………....................................... 72-80% Residuo seco………………………………………… . 28-20% -Proteínas -Sustancias “Nadas no proteicas” Sustancias orgánicas -Glúcidos -Lípidos Residuo Seco Cationes: Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, etc. Sustancias inorgánicas (Electrólitos) Aniones: Cl- , HCO3

- , PO4 3- , etc.

A continuación pasaremos a describir brevemente los componentes químicos del tejido muscular estriado esquelético: A.-Sustancias Orgánicas: Como puede observarse en el cuadro anterior estas representan una parte considerable del residuo seco, ya que las inorgánicas (o sales minerales), también conocidas como electrólitos, sólo ocupan un bajo porciento (~3–5 %) del residuo seco. Estas pueden ser agrupadas fundamentalmente en 5 grupos diferentes: 1.-Proteínas.-Dentro de las sustancias orgánicas las proteínas al igual que en el resto del organismo ocupan casi el 90 % del peso de la masa exenta de agua. Queremos insistir que las proteínas pueden clasificarse fundamentalmente en 5 grupos, los cuales veremos a continuación:

a) Proteínas del sarcolema (~15 %): 1.-Lipoproteínas.- Los lípidos y las proteínas no están unidos por enlaces covalente, sino por interacciones hidrofóbicas (enlaces apolares). 2.-Colágeno.- Sirve de sostén y conexión a otros tejidos, es una glucoproteína, contiene residuos de hexosas enlazados con residuos de hidroxil–lisina. Está formado por proteínas fibrilares, y en su composición aminoacídica predominan: glicina (33%), alanina (11%), hidroxilisina (1%).

b) Proteínas del sarcoplasma (~30 %): 1.-Enzimas.-Las mayoritarias son principalmente las de la glucólisis (Ej.: PFK). 2-Mioalbúminas.- Transportan sustancias insolubles, tales como los ácidos grasos, lípidos en general y hormonas, estas son proteínas de reserva (cuyo contenido disminuye con la edad). 3-Mioglobina - Su estructura y función es semejante a la hemoglobina, que es capaz de fijar el oxígeno con mayor avidez. 4-Mioglobulinas- Están constituidas por enzimas y proteínas de reserva, que en el caso del entrenamiento son capaces de transformarse en proteínas contráctiles. c) Proteínas mitocondriales (~12) %): 1.-Enzimas del ciclo de Krebs: Ej.: deshidrogenasa succínica (que cataliza la transformación del ácido succínico a fumárico). 2.-Acil CoA deshidrogenasas (enzimas de la â-oxidación): Estas resultan de gran importancia para dicho proceso en el músculo. 3-Enzimas de la cadena respiratoria: Ej.: citocromo-oxidasa (cataliza el proceso redox a nivel de los citrocromos) d) Proteínas miofibrilares (~40 %): Están constituidas por 4 fundamentales: miosina (~50%), actina (~25%), tropomiosina y troponina, Ü y â actininas (~25%), así como la creatín-P-quinasa (CPK) y la desaminasa del ácido adenilico. e) Nucleoproteínas (~5 %): Estas revisten gran importancia funcional en este tejido. Nota: Para profundizar en este sentido se recomienda la lectura de las págs. 295- 297, del texto básico: Menshikov y Volkov.

Por otra parte, aparecen otros componentes orgánicos tales como: 2.- Compuestos nitrogenados no proteicos (solubles en agua): Los más importantes para el funcionamiento de los músculos son el ATP (~0,25-0,4 %) y CrP (~0,4-1 %), los cuales se incrementan con el nivel de entrenamiento, ya que ambos son fuentes energéticas de la contracción muscular, y los productos de su descomposición ADP, AMP y creatina ejercen una acción reguladora sobre el metabolismo muscular. Además, aparecen dos dipéptidos que participan en la transferencia enzimática de grupos importantes para el metabolismo muscular : carnosina y carnitina (la carnosina, transporta los grupos fosfóricos que intervienen en el proceso de transmisión de los impulsos nerviosos al músculo y permiten asegurar la capacidad de recuperación de este tejido, mientras que la carnitina transporta grupos acilos y en particular, los acetilos a través de la membrana mitocondrial desde el citoplasma., para asegurar su oxidación para aportar energía al músculo). NOTA: El acetil CoA juega un rol fundamental en la biosíntesis de los ácidos grasos . (éstos son utilizados como material energético en las actividades de larga duración). 3.-Compuestos no nitrogenados: En este grupo aparecen los glúcidos así como los lípidos, debiéndose destacar que de los primeros, el glucógeno constituye el mayoritario (tanto libre, como asociado a las proteínas), y sus concentraciones dependen de la alimentación, así como del nivel de entrenamiento, oscilando entre ~0,2 - 3% (sobre todo el libre depende del estado de preparación física); en el caso de los lípidos aparecen diversos de ellos: fosfátidos y otros P-lípidos, las grasas (tanto asociadas con proteínas así como de reserva) y colesterol. Nota: El estudiante puede remitirse a la pág. 297 del libro de texto básico (BIOQUÍMICA, de Menshikov y Volkov), para profundizar en el aprendizaje de dicho contenido. B.-Sustancias inorgánicas (o sales minerales).- Estas son también conocidas como electrólitos, sólo ocupan un bajo porciento (~3–5 %) del residuo seco, y como se puede apreciar en el esquema o cuadro sinóptico, se agrupan como cationes y aniones.

Debemos insistir que las sales minerales o electrólitos (en forma iónica), tales como los iones Cl- y Na+ disminuyen su concentración al aumentar el grado de sudoración y los iones K+ , incrementan su concentración en estado de anaerobiosis. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap.5 (págs. 49-68) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 17 (págs.290-304) Actividad 3-4: CONFERENCIA No.2: “ASPECTOS MOLECULARES DE LA ENERGÉTICA DEL PROCESO CONTRÁCTIL” CONTENIDO:

1.-Consideraciones generales de los componentes moleculares de los miofilamentos de la fibra muscular. 2.-Aspectos relevantes que aseguran la actividad muscular. 3.-Suministro de energía durante el trabajo muscular. OBJETIVO: Identificar las propiedades y particularidades de las proteínas contráctiles. 1.-Consideraciones generales de los componentes moleculares de los miofilamentos de la fibra muscular.-Al analizar la composición química pudimos percatarnos de la gran variedad de sustancias que toman parte en el tejido muscular estriado esquelético, debiendo destacarse que dentro de los compuestos orgánicos (que forman parte del residuo seco) los mayoritarios son las proteínas, debido a las diversas funciones específicas que las mismas desempeñan en dicho tejido, lo cual depende en gran medida de las particularidades estructurales de las mismas. En este sentido, tenemos que señalar que de los 5 tipos de estas (del sarcolema, sarcoplasmáticas, mitocondriales, miofibrilares y del núcleo), unas de las que mayor importancia presentan, no sólo por su cantidad sino por la función que cumplen, son las miofibrilares, ya que estas representan ~40% del total de las proteínas musculares y además, en ellas descansa la acción específica de este tejido, es decir, el proceso contracción-relajación. Es conveniente destacar que no por esto, el resto de estas posean menor importancia en el músculo, pero insistimos que debido a su complejidad estructural, las mismas ocupan un rol determinante en la función del tejido muscular esquelético. Una vez hecha esta aclaración, pasaremos a describir algunos aspectos de interés relacionados con este tipo de proteínas. Las proteínas miofibrilares son los componentes estructurales de las miofibrillas. Si observamos una miofibrilla individual a través de un microscopio electrónico, podremos distinguir dos tipos de filamentos de proteínas: unos gruesos y otros delgados, de modo que los gruesos están constituidos por miosina y los delgados por actina, principalmente. Así, tenemos que en una miofibrilla existen 1500 filamentos gruesos y ~3000 delgados dispuestos unos alrededor de los otros, de manera que las estriaciones que se observan en las fibras musculares son el resultado de esta alineación de ambos tipos de filamentos a lo largo de la miofibrilla, y así las bandas claras ( o bandas I) corresponden a la región del sarcómero donde sólo hay filamentos delgados de actina, mientras que las bandas oscuras (o bandas A) representan la región en que están presentes tanto los filamentos gruesos de miosina así como los delgados de actina. Filamentos de miosina.- Cada filamento grueso está formado normalmente por ~200 moléculas de miosina alineadas juntas de punta a punta y a su vez cada molécula de miosina, está constituida por dos hebras o cadenas enrolladas, en cuyos extremos de cada cadena posee una cabeza globular (cabezas de miosina). Cada filamento grueso contiene varias de estas cabezas que se sobresalen por fuera del filamento para poder formar los denominados “puentes cruzados” (enlaces que interactúan durante la acción muscular) con puntos o sitios activos en los monómeros de G-actina en los filamentos delgados. Filamentos de actina.-Cada filamento delgado tiene uno de sus extremos insertado en la denominada línea Z, mientras que el extremo opuesto del mismo se extiende hacia el centro de la sarcómera. A su vez, el mismo está compuesto por tres tipos de proteínas diferentes (actina, tropomiosina y troponina), de manera tal que la columna vertebral del filamento delgado lo constituye una doble cadena helicoidal de F-actina, en las que cada cadena fibrilar de F-actina esta compuesta por moléculas globulares de G-actina (lo cual semeja a un collar de perlas de dos cadenas entrelazadas). Por otra parte, la tropomiosina es una proteína fibrilar que se encuentra dispuesta a lo largo de los dos filamentos de F-actina (encajando en las hendiduras entre ellos) y ocupa una longitud que abarca 7 monómeros de G-actina, de modo que en condiciones de relajación se encuentra bloqueando los sitos activos de la G-actina, por lo cual las cabezas de miosina no pueden interactuar con la actina. La otra proteína constituyente del filamento delgado es la troponina, ella es de estructura globular y tiene la particularidad de unirse a intervalos regulares a las dos cadenas de actina y la tropomiosina, de manera que permite fijarlas entre sí. Es conveniente destacar que esta última proteína está constituida por tres subunidades TN-I, TN-T y TN-C, cada una de las cuales posee una función específica, así la TN-I inhibe la formación de los puentes cruzados de actina-miosina, la TN-T se une a la

tropomiosina para formar el complejo “troponina-tropomiosina” de gran importancia para el proceso contráctil y por último, la TN-C que fija los iones Ca2+ durante el proceso de excitación y provoca un cambio conformacional en esta que induce a que la tropomiosina se desplace y deje al descubierto los sitios activos en los monómeros de G-actina, permitiendo que se formen los puntes cruzados entre la actina y la miosina. 2.-Aspectos relevantes que aseguran la actividad muscular.- En lo referente a este aspecto vamos a señalar que los hechos que provocan que una fibra muscular realice su función, son bastante complejos y todo responde a una serie de eventos que tienen su origen en los cambios bioquímicos acontecidos a nivel molecular en este tejido, y que pudiéramos resumir planteando que al llegar el impulso nervioso de un nervio motor a las terminaciones del mismo (axones terminales), que se encuentran muy próximas al sarcolema, lo cual constituye la sinapsis neuromuscular, se segrega la acetilcolina la cual se une a los receptores en el sarcolema, y ello desencadena un potencial de acción que se transmite a todo lo largo de la fibra muscular, penetrando al interior de la misma a través del sistema tubular y de ahí pasa al retículo sarcoplasmático, el cual altera su permeabilidad y permite que escapen al sarcoplasma los iones Ca2+ (los cuales cumplen con la doble función de, por una parte unirse con la troponina, provocando un cambio conformacional en esta que permite a la tropomiosina dejar libres los sitios activos de la actina, lo cual fue explicado en el epígrafe anterior y por otra parte, incrementar la actividad ATPasa de la miosina para así hidrolizar el ATP y brindar la energía necesaria para el proceso contráctil). Para explicar el acortamiento de las fibras musculares, que es la característica distintiva de este tejido, o sea, que el mismo es capaz de contraerse-relajarse desde un 65-120% de su longitud original se han postulado varias teorías, pero la que más se acerca a lo que en realidad acontece en el mismo es la del “filamento deslizante”, donde se plantea que cuando de establece el puente cruzado entre los filamentos de miosina y los de actina, ocurre un deslizamiento de uno a lo largo del otro. El mecanismo molecular que garantiza este fenómeno se le conoce como el “golpe activo” (ó golpe de potencia), y el mismo consiste en el movimiento que experimenta la cabeza de miosina respecto a la cola, desde un ángulo de 90 a 45, de manera que la fuerte atracción intermolecular entre la cabeza de miosina unida al sitio activo de la actina en cada monómero de la G-actina en el filamento delgado hace que el mismo se desplace sobre el de miosina. Inmediatamente después que la cabeza de miosina se inclina a 45, se separa del sitio activo de la G-actina, gira nuevamente hacia su posición original, o sea, a 90 y vuelve a unirse a un nuevo sitio activo un poco más adelante en el filamento delgado de actina. Uniones repetidas y nuevos "golpes de potencia" hacen que los filamentos se deslicen unos a lo largo de los otros, este proceso continúa hasta que los extremos de los filamentos de miosina llegan hasta las líneas Z, acortándose así la longitud de la sarcómera (distancia entre dos líneas Z). Este deslizamiento (contracción) se detiene cuando cesa el impulso nervioso, o bien, que se agota el calcio. En tales circunstancias, o sea, durante la relajación el calcio es bombeado nuevamente hacia el interior del retículo sarcoplasmático, donde es almacenado hasta que llega un nuevo impulso nervioso al sarcolema. Es conveniente destacar que el calcio es recaptado por el retículo sarcoplasmático mediante un mecanismo de transporte activo denominado “bomba de Ca2+- ATP dependiente”, de este modo podemos percatarnos que este otro proceso también consume energía (es decir, que para la relajación también se requiere ATP). 3.-Suministro de energía durante el trabajo muscular.-La actividad muscular es un proceso que requiere del suministro constante de energía. Como acabamos de explicar en el epígrafe anterior, la interacción entre la miosina y la actina se produce a través de la formación de los puentes cruzados que se establecen entre ambas proteínas de los filamentos gruesos y delgados respectivamente, a expensas de las cabezas de miosina(que tienen además del lugar de enlace para la actina, otro sitio o punto de enlace para el ATP), de manera que la molécula de miosina debe enlazarse con el ATP para que pueda producirse el "golpe activo" que es el responsable del

desplazamiento del filamento delgado sobre el grueso durante el proceso contráctil, ya que es el ATP quien proporciona la energía necesaria para que esto ocurra. La capacidad ATPasa que posee la miosina (o sea, la que es capaz de romper el enlace fosfomacroérgico que mantiene unido el 3er. grupo fosfato al ADP), libera la energía que se utiliza para hacer el movimiento de la cabeza de 90o a 45 o y está localizada en esa región, es decir, en la cabeza de la miosina. Por lo tanto, la única sustancia capaz de servir directamente como proveedor de la energía química para el proceso contráctil es el ATP. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap.5 (págs. 49-61) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap.18 (págs.290-300) Actividad 5-6: CONFERENCIA No.3: “FUENTES DE ENERGÍA PARA EL TRABAJO MUSCULAR” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de la energética de la actividad muscular. 2.-Sistemas energéticos que posee el músculo para asegurar trabajo muscular. OBJETIVO: Identificar los sistemas energéticos que utiliza el organismo para asegurar las diferentes modalidades deportivas. 1.-Consideraciones generales acerca de la energética de la actividad muscular.-La actividad muscular es un proceso que requiere del suministro constante de energía. Como fue explicado en el encuentro anterior, la interacción entre la miosina y la actina se produce a través de la formación de los puentes cruzados que se establecen entre ambas proteínas de los filamentos gruesos y delgados respectivamente, a expensas de las cabezas de miosina(que tienen además del lugar de enlace para la actina, otro sitio o punto de enlace para el ATP), de manera que la molécula de miosina debe enlazarse con el ATP para que pueda producirse el "golpe activo" que es el responsable del desplazamiento del filamento delgado sobre el grueso durante el proceso contráctil, ya que es el ATP quien proporciona la energía necesaria para que esto ocurra. La capacidad ATPasa que posee la miosina (o sea, la que es capaz de romper el enlace fosfomacroérgico que mantiene unido el 3er. grupo fosfato al ADP), libera la energía que se utiliza para hacer el movimiento de la cabeza de 90o a 45 o y está localizada en esa región (en la cabeza de la miosina). Por lo tanto, la única sustancia capaz de servir directamente como proveedor de la energía química para el proceso contráctil es el ATP. Como acabamos de señalar, la fuente directa e inmediata de energía para los procesos vitales en nuestro organismo es el ATP ( que se sintetiza principalmente en las mitocondrias mediante el fenómeno de la fosforilación oxidativa), y en el caso específico de las actividades deportivas, de acuerdo a las características de cada una de éstas en cuanto a la intensidad y a la duración de las mismas, se logra restablecer sus concentraciones en el músculo para asegurar la ejecución de ellas gracias a los mecanismos de resíntesis anaerobios y aerobios, que prevalecen en cada tipo de actividad. Es conveniente recordar que el almacenamiento de ATP resulta insuficiente en el músculo esquelético para satisfacer la demanda energética en aquellas actividades que superen algunos segundos, tal es el caso de los 110 m con vallas, así como los 200 m, o los 400 m. planos, y mas aún en las actividades prolongadas tales como las pruebas de fondo y medio fondo en atletismo, así como en la natación de fondo, además en otros deportes como el fútbol y el baloncesto. Puntualizando, los procesos encargados de la producción del ATP en el organismo, pueden ser en esencia de dos tipos fundamentales, según las condiciones en el suministro de O2 (anaerobios o aerobios). De modo que las transformaciones energéticas que tienen lugar en los músculos durante la actividad física se producen a expensas de las degradaciones oxidativas de las sustancias

nutritivas incorporadas con los alimentos, fundamentalmente glúcidos y lípidos (como grasas principalmente) y como sabemos, la energía obtenida no se utiliza directamente para realizar el trabajo muscular, sino para resintetizar los enlaces macroérgicos fosforilados del ATP a partir del ADP y del Pi. Así, algunos esfuerzos físicos permiten lograr la resíntesis del ATP mediante reacciones químicas, que prescinden de la participación del oxígeno, ya que en ellos no se ha logrado establecer los ajustes adecuados entre los sistemas cardiovascular, y respiratorio, por lo que se denominan “esfuerzos anaerobios” y la resíntesis del ATP la aseguran los llamados sistemas energéticos anaerobios (el de los fosfágenos y el glucolitico , aunque podemos hablar también del sistema mioquinásico o del ácido adenílico); en cambio , cuando el esfuerzo se prolonga y puede estabilizarse el suministro de oxígeno al músculo que trabaja, entonces se habla de los “esfuerzos aerobios” y la resíntesis de los enlaces macroérgicos en el ATP se logra gracias a la acción de los sistemas energéticos aerobios ( o también conocido como sistema del oxígeno). En resumen podemos decir que, las reacciones que se verifican en nuestro organismo para producir o resintetizar el ATP, pueden ser de dos tipos diferentes, en dependencia de si hay o no participación del oxígeno, y por esto se habla de la resíntesis aerobia del ATP y la resíntesis anaerobia del ATP, ello se puede resumir así: -Sistema de los fosfágenos (ATP/CrP) Anaerobia: -Sistema del Ácido Láctico (glucolítico) Resíntesis -Sistema del Ácido Adenílico (ADP) del ATP Aerobia: -Sistema Oxigénico (consiste en la oxidación completa de los nutrientes) Para valorar cuantitativamente los procesos de transformación de la energía mediante los mecanismos oxidativos anaerobio y aerobio se utilizan tres criterios fundamentales que son: la capacidad energética, la potencia energética y la eficacia energética. Capacidad energética.- Es la cantidad de energía máxima capaz de aportar cada uno de los sistemas energéticos al esfuerzo muscular, y es la que limita el volumen total del trabajo físico. Potencia energética.-Es la cantidad de energía que libera cada uno de los sistemas energéticos en la unidad de tiempo, y ésta es la que limita la intensidad del trabajo físico que se realiza. Eficacia energética.-Es la relación entre la energía liberada de los procesos metabólicos que se utiliza para la síntesis del ATP y la energía desprendida en forma de calor. Cada sistema se caracteriza por su capacidad, así como por su potencia energética, siendo ambos términos opuestos en cada uno de los sistemas energéticos, ya que el nivel de participación de éstos durante la actividad física depende de la fuerza y la continuidad de las contracciones musculares, lo cual está determinado por la intensidad y la duración del esfuerzo, y ello se encuentra estrechamente relacionado con las condiciones en el suministro de O2. 2.-Sistemas energéticos que posee el músculo para asegurar trabajo muscular. Para comenzar este epígrafe, es conveniente recordar que la obtención de la energía indispensable para realizar el trabajo muscular es el resultado de la utilización de diferentes sustratos que aprovecha la célula muscular en dependencia a las particularidades del esfuerzo realizado, y en este sentido son tres las posibles fuentes a utilizar: a) Anaerobias alactácidas (fosfágenos) b) Anaerobias lactácidas (glucógeno muscular) c) Aerobias (glúcidos y grasas extramusculares) Sistema de los fosfágenos (o alactácido) Es importante comprender que el primer combustible de reserva en ser utilizado cuando el ATP es consumido (las concentraciones de ÀTP en el músculo sólo permiten garantizar 2 ó 3 contracciones aisladas), es el fosfato de creatina o creatín fosfato (CrP), al cual se le denomina comúnmente “sistema de los fosfágenos”. Este aporta en fracciones de segundos (casi instantáneamente) su

grupo fosfato de alta energía (~P) al ADP para resintetizar el ATP (de ahí el por qué la importancia de este, ya que permite mantener prácticamente constante las concentraciones de ATP al inicio del esfuerzo, por esta razón se plantea que desempeña la función de tampón energético) y esto ocurre a nivel de miofibrillas (en las membranas del retículo sarcoplasmático, unido a las proteínas miofibrilares), sin la participación del oxígeno, por ello es un proceso típico de metabolismo anaerobio; lo cual se puede esquematizar así: CPK

Cr~ P + ADP � Cr + ATP La enzima que cataliza esta reacción (CPK) es muy sensible a las variaciones del pH, de manera que su actividad máxima se alcanza a valores de pH ligeramente alcalinos, y en cambio se inhibe al aumentar la concentración de hidrógeno. Además, los iones Ca2+ que se liberan durante la contracción muscular incrementan su actividad catalítica. Por otra parte, dicha reacción es reversible, favoreciéndose la reacción directa durante el esfuerzo, mientras que durante la recuperación predomina la inversa. Así mismo el período de tiempo de vaciado y llenado de los depósitos o reservas del CrP en el músculo oscila entre los 3’ a 4’ - 5’, y esto depende del nivel de preparación física del sujeto, así a mayor nivel de entrenamiento mayor será la velocidad de vaciado-llenado de los reservorios. Esta reacción es muy importante especialmente para el tejido muscular esquelético, cuando lleva a cabo un esfuerzo extremadamente fuerte (o sea, de máxima intensidad y corta duración) como son los ejercicios típicos de los deportes de velocidad y de fuerza-rápida, en que predominan los movimientos explosivos. Por esta razón, las respuestas adaptativas a consecuencia del entrenamiento deportivo no sólo afectan a las variaciones de las concentraciones de este sustrato, sino que además se reflejan en el incremento de la actividad enzimática de la CPK (en este sentido hay que señalar que se observa también un incremento de la Miosín ATPasa). Este sistema energético proporciona la energía para asegurar el desarrollo de la fuerza explosiva, así como la fuerza máxima, por esta razón se encuentra estrechamente vinculado con el desarrollo de la cualidad física rapidez. Factores limitantes de este sistema energético.- Existen 2 factores que afectan el adecuado desarrollo del mismo: a) Agotamiento de las reservas de CrP. b) El incremento de la concentración de los iones H+ (debido a que provoca una disminución brusca del pH, lo cual influye negativamente sobre la actividad catalítica de la CPK). En cuanto a este sistema energético anaerobio de los fosfágenos, se pone de manifiesto su acción en las actividades deportivas de fuerza rápida que se caracterizan por su explosividad (en general, las que no superan unos pocos segundos, en las que se desarrolla la máxima fuerza y con la mayor rapidez posible), por esta razón es el sistema de mayor potencia energética, pero en cambio el de menor capacidad energética. Pudiéramos añadir que con la misma velocidad que se degrada el ATP durante la contracción muscular, así se resintetiza a partir del CrP (por eso se le conoce como sistema ATP-CrP, ya que cada mol de CrP degradado resintetiza un mol de ATP, aportando su hidrólisis una energía equivalente a aproximadamente 10,5 Kcal.) Sistema glucolítico (o lactácido) Es el segundo sistema energético anaerobio, que de hecho por estar constituido por una compleja cadena de reacciones que consta de 11 (o 10 pasos), según se inicie con el glucógeno (o la glucosa, respectivamente), es lógicamente un mecanismo más lento que el anterior; siendo característico de los esfuerzos anaerobios, pero más sostenidos que pueden superar 30-40 seg. y mantenerse entre 1-3 minutos, y su producto terminal el ácido láctico (o lactato), por lo cual también se le conoce como el llamado mecanismo lactácido. La ecuación global de este sistema es: (C6 H10 O5) n � O2 3 ATP

2 CH3-CHOH-COOH + C6 H12 O6 ácido láctico 2 ATP Como puede observarse es más factible económicamente utilizar el glucógeno muscular que la glucosa sanguínea, ya que reporta un saldo energético más positivo. Obsérvese que este complejo proceso de varias reacciones consecutivas, catalizadas por diferentes enzimas, siendo la enzima clave la P-fructoquinasa (PFK), debido a que es la que marca el paso de la velocidad de la glucólisis. Además, se realiza en el citoplasma celular, ya que en condiciones anaerobias, como esta restringido el suministro de oxígeno, entonces no toma parte el mecanismo de la cadena respiratoria , que se encuentra ubicado en el interior de las mitocondrias y que permite la oxidación completa de las moléculas de hexosa hasta la formación del agua metabólica, por la combinación de sus átomos de hidrógeno con el oxígeno, permitiendo que se libere una mayor cantidad de energía (que se transforma en ATP mediante otro proceso denominado fosforilación oxidativa). Sin embargo en este caso existen 2 pasos de fosforilación oxidativa, sin que sea necesaria la participación de la cadena de transporte electrónico (o cadena respiratoria). Como habíamos dicho, el producto de esta oxidación anaerobia es el ácido láctico (en realidad, a pH celular todos los ácidos aparecen en forma iónica, es decir, como aniones carboxilato, y por ello es mas correcto hablar de lactato). En resumen, que este proceso degradativo consiste en la conversión de una molécula de glucosa, en dos moléculas de lactato, el cual se acumula en las células y difunde hacia la sangre, razón por la cual la concentración sanguínea del mismo, es un fiel indicador del metabolismo anaerobio durante el ejercicio. La capacidad metabólica de este sistema está determinada por las reservas de glucógeno intramusculares, así como la capacidad buffer que permite contrarrestar el incremento de los iones H+ (que provoca las variaciones en el pH) para que no afecte la actividad de la enzima clave(PFK) hasta un tiempo considerable. El incremento de las concentraciones de lactato en el entrenamiento, se traducen como una respuesta adaptativa, así en el período de descanso conduce a que se incrementen los niveles de las reservas alcalinas que pueden llegar hasta casi ~10%(que preparan al organismo para soportar elevados estados de acidosis a expensas del incremento de las reservas alcalinas, lo que equivale a aumentar la capacidad buffer). Si comparamos su potencia energética con el anterior, o sea, el llamado alactácido es aproximadamente 3 veces menor; pero en cambio, su capacidad energética es aproximadamente 2,5 veces mayor, de ahí su gran importancia en los esfuerzos anaerobios de carácter mas prolongado. Sistema aerobio (o sistema del oxígeno) En contraste a lo explicado anteriormente, en que vimos como en un periodo de tiempo muy breve, cuando predominan las condiciones anaerobias, se puede obtener nuevamente el ATP mediante un proceso de resíntesis a partir del ADP y el Pi, ya sea a partir de la reserva de los fosfágenos, o bien, de los glúcidos almacenados en el propio músculo, así como en el hígado, para asegurar el requerimiento energético en los esfuerzos intensos y de corta duración, ahora nos detendremos a analizar de que manera es posible lograr el mantenimiento de los niveles de ATP para garantizar los esfuerzos físicos prolongados, donde el tiempo de ejecución sobrepase los 40-60 segundos y en los que las necesidades de oxígeno se mantienen de forma más sostenida, y el requerimiento de ATP para asegurar la energía para mantener el esfuerzo muscular debe obtenerse mediante la formación aerobia de este, lo cual ocurre en el interior de las mitocondrias ( ya que necesita de la participación de dos procesos fundamentales: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, que se verifican exclusivamente en estos orgánulos). No obstante, debemos insistir que a pesar de que aún no se conoce a profundidad el por qué la glucólisis anaerobia no puede mantener trabajando a los músculos por un tiempo mayor a lo señalado anteriormente, si hay evidencias suficientes que demuestran que la acumulación excesiva de lactato en el músculo, inactiva la fosforilasa y la fosfofructoquinasa (enzimas claves en el sendero glucolítico), de modo que si las cargas de trabajo intensas, se mantienen , entonces se ve seriamente disminuida la velocidad de la glucólisis, o sea, que la producción anaerobia del ATP se ve restringida en gran medida. Así, con la disminución de

la intensidad del esfuerzo, se facilita la incorporación del oxígeno a las mitocondrias, permitiendo que se pueda producir ATP aerobiamente por las células musculares, no solamente a partir de los glúcidos, sino también de las grasas y aunque en menor proporción, a expensas de las proteínas. A continuación pasaremos a ver cada uno por separado: A partir de los glúcidos.-Si el suministro de oxígeno es suficiente y los músculos se encuentran trabajando de manera no intensa, ocurre la degradación aeróbica del glucógeno y de la glucosa, comenzando de manera similar a la explicada en condiciones anaerobias, sólo que al formarse el piruvato, la conversión en lactato no se verifica, pasando en cambio el piruvato del sarcoplasma a las mitocondrias, en que por una serie de reacciones, que incluyen el ciclo de Krebs, son transformadas las 2 moléculas de piruvato en tres moléculas de CO2 y de H2O, liberándose energía en forma de ATP, mediante el mecanismo de la cadena respiratoria acoplada a la fosforilación oxidativa , aportando un total de 36 moléculas de ATP que se adicionan a las formadas en el proceso de la glucólisis anaerobia, o sea, originando un total de 38 o 39 ATP, según sea la glucosa o el glucógeno el que se degrade. De este modo, la producción de energía, en forma de ATP, para la célula que trabaja en condiciones aerobias es mucho más ventajoso que en condiciones anaerobias(es unas 19 veces mayor si analizamos la relación entre ambos procesos: aerobio / anaerobio), para el caso de la glucosa, o sea: 38 ATP (aerobio) / 2 ATP (anaerobio) = 19. Esto señalado, puede observarse en el esquema que posteriormente se muestra. Además, en condiciones aerobias los productos finales son el CO2 y el H2O, en cambio, en condiciones anaerobias el producto final es el lactato (que afecta fuertemente el pH celular). A partir de las grasas.-Las grasas, fundamentalmente almacenadas como triglicéridos (llamados también acilgliceridos), constituyen la reserva energética mas concentrada, y a diferencia de los glúcidos requieren la presencia del oxígeno para su degradación; no obstante, estas pueden ser utilizadas como fuente de energía , tanto en condiciones de reposo, así como durante el ejercicio, siempre que predominen las condiciones del suministro adecuado de oxigeno. Algo a destacar es que, una de las adaptaciones fisiológicas más importantes que ocurren en un individuo que entrena sistemáticamente actividades de resistencia, tal como las carreras de fondo y de medio fondo, así como el ciclismo, u otra similar en cuanto a la duración , es que las grasas tienden a ser utilizadas preferentemente para la producción de ATP, durante el esfuerzo, en cambio, los glúcidos (glucosa y glucógeno) son los utilizados preferentemente en los esfuerzos de máxima y de sub-máxima intensidad. Recordando que los triglicéridos son transportados por la sangre al músculo que trabaja, desdoblán-dose en sus componentes: glicerol y ácidos grasos, estos últimos ocupan el mayor volumen de la producción de ATP, a partir del catabolismo graso, razón por la que centraremos nuestra atención en el análisis del proceso degradativo de los ácidos grasos (de número par de átomos de carbono) denominado "â oxidación", lo cual ocurre en el interior de las mitocondrias. No obstante, es conveniente aclarar los aspectos mas sobresalientes del metabolismo intermedio de las grasas, así cuando las lipasas tisulares fragmentan los tres enlaces ésteres entre el glicerol y cada uno de los ácidos grasos , se incorporan a vías o senderos metabólicos distintos: el glicerol se oxida (pasando previamente por un proceso de activación con el ácido fosfórico), convirtiéndose en gliceraldehído-3- P que continúa el sendero glucolítico, mientras que cada ácido graso es activado por la coenzima A a expensas de la energía que aporta la hidrólisis pirofosfórica del ATP, convirti-éndose en acil CoA correspondiente (ácido graso activado), que se incorpora al denominado ciclo de la â oxidación, lo cual puede apreciarse en el esquema que posteriormente se mostrará. A manera de resumen podemos decir que la oxidación completa de las grasas aporta una cantidad de energía mucho mayor que en el caso de los glúcidos, ya que equivale aproximadamente a 30% mayor por átomo de carbono, ya que si comparamos la oxidación aerobia del ácido esteárico (18 C) y la glucosa (6 C), podemos comprobar que la relación es: Ácido Esteárico: 147 ATP/ 18C = 8,2 Glucosa: 38 ATP/ 6C = 6,3 En cambio , en lo referente a la cantidad de energía producida (como ATP) por litro de O2

consumido es totalmente opuesto, debido a que los glúcidos poseen una mayor eficiencia en el rendimiento energético (porque las grasas presentan menor cantidad de oxígeno en sus moléculas,

razón por la que requieren de más oxigeno para su oxidación completa), para ilustrar lo planteado pongamos nuevamente el caso del ácido esteárico y la glucosa, es decir, una molécula de glucosa requiere de 6 moléculas de O2 para producir 38 moléculas de ATP, y una molécula de ácido esteárico requiere de 26 moléculas de O2 para formar 147 moléculas de ATP, lo cual equivale a casi un 12 % de más eficiencia por litro de O2 consumido en los glúcidos que en las grasas. A modo de conclusión, podemos plantear que tanto los glúcidos como las grasas son de gran importancia y utilidad como fuentes energéticas que aseguran la reserva de ésta para los esfuerzos físicos prolongados, razón por lo que ambas deben ser atendidas en la dieta de los deportistas que practican actividades de larga duración. A partir de las proteínas.-A pesar de que la contribución a la producción de ATP que estas aportan es muy pequeña, a la energía necesaria para las funciones vitales (entre un 10- 15 % como máximo), ya que ellas contribuyen en gran medida a los procesos de restauración y renovación del tejido muscular, encontrándose bastante alejadas del metabolismo energético, sobre todo cuando las reservas de glúcidos y grasas no se encuentran afectadas seriamente, quiere decir esto que estas son utilizadas como fuente de energía para el ejercicio, únicamente en los casos de estar sometido el sujeto a estados de inanición en que las reservas lipídicas y glucídicas se hayan agotado. Debemos recordar que ellas pueden incorporarse a los senderos catabólicos con la finalidad de oxidarse para obtener energía, así como las unidades estructurales de las proteínas son los aminoácidos (del tipo á- amino), y cuyo esqueleto hidrocarbonado que en muchos casos es similar a muchos compuestos del metabolismo intermediario de los glúcidos, tal como es el caso de los aminoácidos: alanina, serina, y cisteína pueden ser transformados en ácido pirúvico fácilmente, pudiendo ser entonces oxidados en el ciclo de Krebs con la consecuente producción de ATP; de modo similar, existen otros aminoácidos que mediante reacciones de desanimación y de transaminación pueden ser convertidos en metabolitos del propio ciclo de Krebs, y son transforma-dos en CO2 y H2O, liberando energía como ATP, que se puede observar en el resumen que a continuación mostramos. Todo lo referido anteriormente se puede apreciar en el cuadro siguiente: Glúcidos Gliceraldehído-3-P (Glucólisis) CO2 Glicerol Piruvato Grasas + O2 Acetil CoA

( β -oxidación)

Ácidos Grasos Aminoácidos (desaminación, transaminación) Ciclo de

Krebs . (ATP)

CO2 + H2O Finalmente, queremos puntualizar que el organismo, de manera consecuente utiliza para todos los propósitos prácticos , las grasas y los glúcidos como fuentes energéticas esencialmente y aunque es posible utilizar las proteínas en la producción de ATP; evita esto último a toda costa, incluso durante la actividad física, siendo sólo utilizadas en casos extremos en este sentido, pues lo mas conveniente dejarlas para la renovación y reconstrucción de células y tejidos, en particular las de naturaleza músculo-esqueléticas, que pueden ser afectadas durante los esfuerzos musculares sostenidos, precisamente esto justifica el engrosamiento de las fibras musculares (hipertrofia muscular) que se aprecia al cabo de cierto tiempo de realizar un régimen de entrenamiento típico del desarrollo de la fuerza.

En relación con el sistema energético aerobio, representado por los procesos oxidativos aerobios de glúcidos y grasas fundamentalmente, que se manifiesta en los esfuerzos aerobios se incrementa el consumo de O2 en la medida que aumenta la intensidad de la carga física (pues existe una relación directa entre la potencia de la carga y la velocidad del consumo de oxigeno), y esta es la importancia de la determinación del VO2 max (máximo consumo de O2) en los esfuerzos aerobios. En este caso, hay que señalar que en lo referente a la potencia energética, como es lógico suponer es muy baja ( de 4-10 veces menor que el sistema de los fosfágenos y aproximadamente 1.5 veces menor que el sistema glucolítico), sin embargo, todo lo opuesto ocurre en cuanto a la capacidad energética, ya que en el mismo se pueden oxidar completamente las reservas de glucógeno, así como las grasas, a un ritmo de trabajo menor, pero por un período de tiempo mas prolongado, que hace que dicho parámetro sea extremadamente superior a los otros dos sistemas energéticos. En cuanto a la eficacia de este sistema se puede plantear que resulta eficiente, debido a que una gran cantidad de la energía desprendida de la degradación de los nutrientes es utilizada para la formación de ATP. Finalmente, queremos señalar las particularidades que posee este sistema en cuanto a que existen tres factores que favorecen la adecuada ejecutoria del mismo y ellos son: 1ro. Factor físico-químico: Intercambio gaseoso a nivel alveolar 2do. Factor químico: Sistema HbH+/ HbO2 3ro. Factor biológico: Desarrollo de la red capilar a nivel de fibra muscular Hipertrofia cardiaca �Mitocondrias Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 5 (págs. 61-68) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 18 (págs.305-327) Actividad 7-8: SEMINARIO No. 1: “FUNDAMENTO DE LOS DIFERENTES SISTEMAS ENERGÉTICOS QUE ASEGURAN EL SUMINISTRO DE ATP DURANTE LA ACTIVIDAD FÍSICA”. CONTENIDO: Discusión y análisis acerca de las particularidades de la composición química del músculo estriado, así como de las funciones que desempeñan cada uno de estos en el proceso contráctil y las características que poseen cada uno de los sistemas energéticos que aseguran el trabajo en diferentes condiciones para el músculo esquelético. OBJETIVO: Profundizar sobre los componentes químicos del músculo esquelético, así como en el fundamento de cada uno de los sistemas energéticos utilizados durante la actividad física. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Particularidades de los componentes químicos del músculo estriado. b) Papel que desempeña el ATP en el mismo. c) Que las concentraciones del ATP (sustrato energético fundamental para la actividad muscular) apenas permiten asegurar la energía para unos instantes, y eso implica la existencia de los diferentes sistemas energéticos (puntualizar las características de estos).

ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.- Describa la composición química del tejido muscular estriado. 2.- Explique la importancia y las funciones de cada una de las proteínas musculares. 3.-¿Qué papel desempeña la carnitina en el músculo, particularmente en las actividades musculares de moderada intensidad y larga duración? 4.- Destaque la importancia de los electrólitos en la actividad muscular. 5.- ¿Cuál es el sustrato energético inmediato para la actividad muscular? Fundaméntelo. 6.- ¿Cuál es la vía que asegura la energía para pasar del estado de reposo al de actividad muscular? Fundaméntelo mediante las ecuaciones correspondientes, destacando además las características esenciales de ésta. 7.- ¿A qué se denomina tampón energético? Fundaméntalo. 8.-¿Que importancia presenta la vía glucolítica? ¿Por qué se caracteriza esta? 9.- ¿Explique por qué el proceso glucolítico anaerobio conlleva a un incremento de la temperatura corporal? 10.-¿Qué importancia presenta la reacción mioquinásica? ¿En qué condiciones se favorece esta? 11. -¿Qué sustancias sirven como sustrato energéticos fundamentales para las actividades musculares de moderada intensidad y larga duración? 12.-Aplique los criterios de potencia energética, capacidad energética y eficiencia a los diferentes sistemas energéticos. BIBLIOGRAFIA: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.3 (págs. 33-37) y Cap.6 (págs. 69-76). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 19 (págs. 334-335) Actividad 9-10: CONFERENCIA No.4: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN EL TEJIDO MUSCULAR Y EN LA SANGRE A CONSECUENCIA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de las alteraciones producidas en el organismo por efecto del esfuerzo físico. 2.- Cambios bioquímicos en el tejido muscular por causa de la actividad física. 3.- Cambios bioquímicos en la sangre por causa de la actividad física. OBJETIVO: Distinguir los cambios bioquímicos que se producen en el músculo y en la sangre como resultado de la ejecución del esfuerzo físico. 1.-Consideraciones generales acerca de las alteraciones producidas en el organismo por efecto del esfuerzo físico.-Ante todo resulta necesario comprender que todo trabajo realizado por el organismo implica un gasto energético equivalente al esfuerzo realizado. De este modo, cuando analizamos cualquier tipo de esfuerzo físico, independientemente del carácter y la duración del mismo, se utilizará únicamente como fuente inmediata de energía para su ejecución, la degradación del ATP, no obstante, debemos recordar que las vías para su resíntesis serán diferentes, en dependencia a lo anteriormente mencionado, o sea, las particularidades en lo referente a las condiciones del suministro de O2 al organismo, que se encuentran estrechamente vinculadas a las características del trabajo físico ejecutado. En resumen, esto lo podemos sintetizar así: Siempre Wmuscular �� �[ATP] (independientemente del . . Carácter, Duración y Posibilidades del Consumo de O2) . Así se cumple en general que la RESINTESIS DEL ATP será:

ANAEROBIA en W cortos e intensos AEROBIA “ W largos y moderados

Por otra parte, siempre al pasar del estado de reposo relativo al de una actividad muscular cualquiera, las necesidades de O2 en el organismo se incrementan; sin embargo, estas no se pueden satisfacer de inmediato porque se requiere de un cierto tiempo para que tanto el sistema respiratorio como el circulatorio puedan abastecer dichas necesidades para el músculo que trabaja, razón por la que irremediablemente al inicio de cualquier esfuerzo físico las condiciones en que este transcurre es con predominio de anaerobiosis. De esta manera, en un esfuerzo corto e intenso, tal como una carrera de 100 m planos, el suministro de O2 no puede alcanzar su máxima capacidad, por lo cual este se realiza en condiciones de anaerobiosis, ya que el deportista sólo puede absorber del 5-10% del O2 que requiere para realizar el esfuerzo, mientras que el 90-95% restante lo puede absorber al concluir la carrera, o sea, en el período de recuperación (esto es lo que representa la denominada "deuda de O2”, que en determinadas modalidades deportivas pueden llegar a alcanzar valores tan elevados de hasta 10 litros o más). Por el contrario, cuanto menor sea la intensidad del esfuerzo realizado, mayor puede ser su duración y por ende mayor serán las condiciones creadas para poder satisfacer las necesidades oxigénicas del organismo; esto se explica porque en primer lugar mientras menor sea la intensidad del esfuerzo que se realiza, menor será la magnitud de la deuda de O2 contraída durante el trabajo, y en segundo lugar, porque a mayor duración del esfuerzo, mayor serán las posibilidades de poder incrementar las actividades los sistemas respiratorio y circulatorio para abastecer de una sangre enriquecida de oxígeno a los músculos que trabajan; tal es el caso de una carrera de maratón, durante la cual es capaz de cubrir ~ 90% de las necesidades de O2 durante el transcurso del mismo (lo que se conoce como “estado estable”, o equilibrio entre las necesidades y el consumo de O2), siendo la deuda al finalizar de ~10% . Todo esto lo podemos resumir diciendo que: W corto e intenso �� Consumo de O2 ~ 5-10 % (Deuda de ~95-90 %) W largo y moderado �� Consumo de O2 ~ 95-90% (Deuda de ~10 %)

2.-Cambios bioquímicos en el tejido muscular por causa de la actividad física. a) Metabolismo de los glúcidos y los lípidos durante la actividad muscular. Es necesario destacar que: “el músculo es capaz de utilizar en calidad de sustratos oxidables diferentes sustancias para resintetizar el ATP, lo cual dependerá de las condiciones en que se realice el esfuerzo en cuanto a lo referente a la intensidad, la duración y las posibilidades en el suministro de O2 al organismo”. Así tenemos que en condiciones anaerobias la resíntesis del ATP es preferentemente partiendo del glucógeno contenido en el músculo. Esto se debe a que el glucógeno muscular resulta más ventajoso utilizar porque reporta un saldo positivo de 3 ATP/6 C (o sea, por hexosa), mientras que la glucosa sólo aporta 2 ATP/ 6 C. Al pasar de los procesos de oxidación anaerobia a los procesos aerobios, disminuye el glucógeno muscular utilizándose la glucosa sanguínea proveniente del glucógeno hepático. Además, por otra parte se movilizan las grasas del tejido adiposo y son transportadas hacia el hígado a través de los complejos solubles lipoproteicos, estas sustancias pueden oxidarse completamente, aportando más del doble de la energía que brindan los glúcidos durante su oxidación completa, es decir, que las grasas liberan ~ 9.3 Kcal. /g, mientras que los glúcidos es ~ 4,3 Kcal. /g. b) Metabolismo de las proteínas y de las sustancias nitrogenadas durante la actividad muscular. Ante todo es preciso puntualizar que: “las proteínas comparadas con los glúcidos y las grasas no poseen la función energética como cualidad fundamental, sino es algo que resulta secundario, que es insignificante respecto a las otras funciones que estas desempeñan en el organismo humano, y más aún en el caso del deportista”.

No obstante, resulta necesario destacar que: “el ATP constituye la moneda de cambio para asegurar todo gasto energético en el organismo” (porque es la base del metabolismo energético, ya que interviene tanto en los procesos anabólicos como en los catabólicos). Al realizarse trabajo físico en el organismo, los procesos de síntesis proteica disminuyen, predominando los degradativos, debido a que el anabolismo consume energía (ATP) y esta se requiere para garantizar el esfuerzo muscular, por lo que se favorece el catabolismo. Por tanto, el ATP es utilizado preferentemente para asegurar la contracción muscular. En resumen tenemos que: Durante el W físico �

SÍNTESIS DEGRADACIÓN (disminución del contenido proteico) � Durante el Reposo relativo

Los productos obtenidos de la degradación tales como: polipéptidos, creatina, creatinina, amoniaco, etc., favorecen los procesos anabólicos en la recuperación.

W corto e intenso �� � PROCESOS ANAEROBIOS (Típicos de Veloc.-Fza) (Se favorece el � [polipéptidos] y � [NH3] W largo y moderado �� � PROCESOS AEROBIOS (Típicos de Resistencia) (Se favorece el � [ATP] y � [NH3] Vías de formación del amoníaco: Vías de eliminación del amoniaco: a) Desaminación del AMP -1ra. Formación de la Urea b) Desaminación de la glutamina: -2da. Formación de la glutamina Nota: A medida que el esfuerzo físico se prolonga, “se asegura el paso de las Condiciones Anaerobias a las Aerobias”, por lo que la eliminación del amoníaco del proceso catabólico de las proteínas se va favoreciendo considerablemente y ello se traduce en el hecho de que los niveles de urea y glutamina en el músculo y la sangre disminuyen. 3.- Cambios bioquímicos en la sangre por causa de la actividad física.-Durante la realización del trabajo físico en general se altera el metabolismo de todo el organismo, debido a que la actividad muscular incrementada influye directamente sobrecargando el trabajo del resto de los diferentes tejidos, órganos y sistemas. De este modo, los cambios que se manifiestan en el sistema muscular por causa de la actividad física nos permiten explicar el hecho de que dichos cambios se reflejan en los fluidos corporales, principalmente en la sangre (por ser uno de los líquidos extracelulares más importantes), razón que origina los denominados “cambios bioquímicos en la sangre”, los que expresan de una manera fiel las variaciones experimentadas a consecuencia de la ejecución de actividades físicas típicas, como pueden ser los esfuerzos de resistencia (W resistencia) o bien los esfuerzos de velocidad y fuerza ( W veloc.-fza.). Es conveniente destacar que estas alteraciones se clasifican en 2 tipos fundamentales, según las condiciones en que estas se manifiestan: a) Temporales.- Se producen durante la ejecución del esfuerzo físico, y en general estos son reversibles, debido a que las variaciones experimentadas en los diferentes parámetros analizados retornan a sus cifras o valores normales en un lapso de tiempo relativamente breve, que generalmente no superan las 24 horas después de haber realizado el esfuerzo (oscilan entre segundos, minutos u horas). Además, estos dependen directamente del carácter del esfuerzo, es decir, que son el reflejo del efecto que sobre el organismo ejerce una sesión de entrenamiento o una competencia. b) Permanentes.-Se logran por el efecto sumatorio(positivo) de las sesiones de entrenamiento a lo largo de un período considerable de tiempo (semanas, meses, e incluso años) después de estar realizando una actividad física constante y sistemática, además, estos se identifican en estado de reposo, para los diferentes parámetros que se analizan. Algo también importante a destacar, es que ellos sólo aparecen como resultado de un régimen de actividad física constante y sistemática, que se manifiestan y se mantienen mientras el deportista se encuentra realizando

una vida activa como tal (es decir, que desaparecen al dejar de entrenar sistemáticamente); por tal razón, se plantea que son un fiel reflejo del nivel de preparación física del deportista. Resumiendo lo anteriormente señalado: CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN LA SANGRE. TEMPORALES PERMANENTES - Volemia (En reposo circula ~ 70% - [Hematocrito] de la sangre total, el resto se halla en hígado, bazo, riñones, etc. - [Hb] - � Relación Plasma / Elementos figurados: - [Lactato]

Reposo: Plasma : Elementos figurados 55% : 45% - R.A. (~10 %)

Actividad física: Plasma: Elementos figurados 45% : 55%

� [Glu] W corto e int

- �s Glicemia: � [Glu] W largto y moder. � [Lact.]agudo W corto e int - [Lactato]: � [Lact.]ligero W largto y moder. - R. A. (según las �s [Lactato]) ~ 50 % (W corto e intenso)

~7 – 12% (W largo y moderado) -�s [Hormonas] ( gralmente.) -�s [Enzimas] ( gralmente) -�s [Electrolitos] ( gralmente. Ej: � [Ca 2+], [K+], [Pi]) Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Caps.3(págs.33-36) y 6(69-76) Actividad 11-12: CONFFERENCIA No.5: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN LA ORINA Y ALGUNOS ÓRGANOS INTERNOS A CONSECUENCIA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de estas alteraciones producidas por efecto de la actividad física. 2.- Cambios bioquímicos en la orina por causa de la actividad física. 3.- Cambios bioquímicos en los órganos internos por causa de la actividad física. OBJETIVO: Describir las variaciones experimentadas en la orina y en algunos órganos internos a consecuencia del esfuerzo físico. 1.-Consideraciones generales acerca de estas alteraciones producidas por efecto de la actividad física.- En el caso del organismo del sujeto sometido a un régimen de actividad física constante y sistemática (sujeto entrenado) se aprecian toda una serie de cambios y modificaciones en los diferentes órganos y tejidos, que se traduce en un incremento de sus

posibilidades para realizar cargas físicas con una mayor eficiencia y efectividad comparado con un sujeto no entrenado, y ello se pone en evidencia en el hecho de que el primero puede continuar trabajando aún cuando las condiciones de su medio interno se encuentren notablemente alteradas (o sea, que presenta por ejemplo marcadas modificaciones de las constantes de la sangre, tales como el pH, la glicemia, las reservas alcalinas, el lactato, etc.), de manera tal que es capaz de soportar estas alteraciones en su medio interno, sin que se produzcan consecuencias negativas, que en el caso de un sujeto “no entrenado” le ocasionarían serios trastornos que le podrían acarrear resultados fatales, ya que peligraría su integridad corporal. Las particularidades del organismo del sujeto entrenado, se pueden explicar por los fenómenos de bioadaptación (de los cuales profundizaremos en el próximo Tema), que se deben a toda una serie de modificaciones en el metabolismo de estos sujetos y que no sólo se acontecen a nivel del músculo que recibe la carga física, sino que se reflejan en la sangre, las glándulas de secreción interna, el hígado, el miocardio, el sistema nervioso central, así como en el resto de los tejidos, órganos y sistemas que participan en el control y la regulación del metabolismo en general. A continuación procederemos a describir las variaciones que se manifiestan en algunos de estos tejidos y órganos a consecuencia del efecto de la carga física sistemática sobre el organismo, pero antes analizaremos los cambios que se pueden presentar en la orina, fluido que se obtiene como resultado del proceso de ultrafiltración de la sangre a nivel glomerular, y que refleja en última instancia lo que aconteció en el músculo por causa de del esfuerzo físico. 2.-Cambios bioquímicos en la orina por causa de la actividad física.-Los cambios bioquímicos producidos por el ejercicio físico se reflejan en la constitución química de la orina, al aumentar la filtración activa de la sangre por los riñones. En este sentido, analizaremos las variaciones que experimentan los siguientes parámetros físico-químicos de este fluido: a) Diuresis.-Ante todo se hace necesario plantear que es el volumen de orina eliminada a través de los riñones, y que la misma puede variar en dependencia al tipo de carga realizada, así tenemos que después de: (W cortos e intensos) “la diuresis puede aumentar a consecuencia de una carga física intensa y de corta duración”, esto se explica por el incremento del volumen sanguíneo por minuto y por el aumento de la presión sanguínea, lo que provoca un incremento de la filtración renal. (W largos y moderados) “la diuresis disminuye por el aumento de la sudoración y por la pérdida de agua por los pulmones como consecuencia de la hiperventilación”. b) Densidad.- Este parámetro consiste en la cantidad de soluto presente por unidad de volumen de orina eliminada. Se comporta de manera inversa a la diuresis, debido a que al aumentar el volumen de orina que se elimina y la cantidad de soluto permanece constante se hace más pequeño el cociente, por lo que el valor de la densidad disminuye con el aumento de la diuresis. En este sentido, queda claro que: (W cortos e intensos) la densidad disminuye, debido al aumento de la diuresis. (W largos y moderados) la densidad aumenta debido a la disminución de la diuresis. Es importante el establecer las diferencias con respecto a la densidad de la orina en los dos tipos de trabajos mencionados anteriormente. c) Proteinuria.-Es necesario comprender que las causas que provocan este fenómeno es el aumento de la permeabilidad del epitelio renal, sobre todo que debido al acumulo de sustancias ácidas (fundamentalmente el ácido láctico), así se permite el paso hacia los túbulos renales de estas macromoléculas. . d)- Glucosuria.-Esta consiste en: “la presencia de la glucosa en la orina”, que se debe a que se intensifica en la movilización del glucógeno hepático, se incrementa el nivel de glucosa sanguínea y por ello se puede observar la aparición de glucosa en la orina.

Nota: Este fenómeno es característico en los esfuerzos físicos típicos de gran intensidad y de corta duración, que son las carreras cortas (100 y 200 m planos, 110 m c/vallas, etc.) 3.-Cambios bioquímicos en los órganos internos por causa de la actividad física.-Debemos analizar las variaciones bioquímicas que se ponen de manifiesto en los diferentes órganos y tejidos, de modo tal: 1.-Sistema muscular:- Lo más significativo en este caso es: Masa muscular (debido al incremento de las proteínas contráctiles) Actividad ATP asa Reservas energéticas: [CrP], [Glucógeno], [ATP] Actividad enzimas: hexoquinasa, fosforilasa, P-fructoquinasa, láctico-dehidrogenasa, Lipasas, así como los Sistemas REDOX (no sólo su actividad sino su concentración, Ej: Glutatión, ácido ascórbico, etc. [NH3] (debido a que el ADP tiende a evitar su desaminación) [Mioglobina] (favorece el soportar los estados de hipoxia y facilita el trabajo en condiciones anaerobias) 2.-Hígado.- En este caso lo que más se destaca es: [Glucógeno] (como reserva energética fundamental para el esfuerzo físico) [Ácido Ascórbico] (como cofactor de los procesos REDOX) Nota: En general este órgano incrementa sus posibilidades de recuperar las reservas energéticas, especialmente en la etapa de descanso se favorece el restablecimiento de la glucosa mediante el ciclo de Cori (consorcio metabólico entre músculo e hígado para a partir del lactato llevar a cabo la gluconeogénesis) 3.-Miocardio.- Este órgano se caracteriza por su metabolismo aerobio (trabaja en condiciones aerobias), de modo que: -La actividad física W Corazón (� frecuencia y contracciones) como resultado se incrementa la intensidad del metabolismo en este músculo, y ello se traduce en la hipertrofia cardiaca (por el incremento en la síntesis proteica) -Fuente de energía para las contracciones del corazón (ATP su resíntesis a través de la fosforilación respiratoria). - Utilización como Sustratos de oxidación: Glucosa y Lactato (porque se favorece el Actividad enzimática) - [Mioglobina] (para facilitar el metabolismo aerobio durante el esfuerzo) 4.-Sistema óseo.- En este tejido como respuesta adaptativa a las grandes tensiones y compresiones a que se encuentra sometido a consecuencia del esfuerzo físico sistemático, se aprecia un fortalecimiento del mismo gracias a: [Osteína] y [Sales de calcio y de fósforo] 5.-Sistema Nervioso Central.- Como sabemos este es el responsable del control y la dirección de todas las reacciones del metabolismo en general, ya que es el encargado de recepcionar y responder toda la información proveniente de los estímulos procedentes del medio (tanto interno como externo), por lo que resulta lógico comprender el por qué el entrenamiento constante y sistemático modifica sustancialmente desde el punto de vista bioquímico el metabolismo de este tejido. Entre las variaciones más significativas están: Actividad enzimática (tanto de sistemas REDOX como del metabolismo general)

Capacidad buffer (estabilizar el equilibrio ácido-base de este tejido tan sensible) Procesos de fosforilación Oxidativa (asegurar la resíntesis del ATP) Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 3 (págs.36-37) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 19 (págs.334-335) Actividad 13-14: LABORATORIO No.1: "DETERMINACIÓN DE ALGUNOS PARÁMETROS EN LA SANGRE" Este laboratorio se realizará de acuerdo a las posibilidades existentes, teniendo presente que los parámetros o índices sanguíneos seleccionados sean algunos de los que a continuación se relacionan: -Sodio y potasio, -Glucosa, -Reservas alcalinas. Por otra parte, se le s entregará previamente antes de asistir al laboratorio a los estudiantes el fundamento teórico, el principio y la técnica operatoria que deberá realizar para que la actividad docente se desarrolle con el mayor éxito. Para la aplicación de la carga física, se recomienda utilizar la tabla de cargas relativas en el ergómetro, que aparece en el cuaderno de prácticas de laboratorio de bioquímica de los ejercicios. El estudiante deberá hacer un breve informe del laboratorio al concluirlo. Actividad 15-16: SEMINARIO No2: “ANALISIS DE LAS VARIACIONES BIOQUIMICAS FUNDAMENTALES PRODUCIDAS EN EL ORGANISMO POR CAUSA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: Discusión acerca de los cambios bioquímicos que se manifiestan en el tejido muscular, la sangre, la orina y otros órganos a consecuencia de la actividad física. OBJETIVO: Analizar las variaciones bioquímicas que ocurren en el organismo a consecuencia de la realización de actividad física sistemática.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en los Encuentros correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Particularidades del metabolismo durante el esfuerzo muscular. b) Alteraciones del metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas en el tejido muscular a consecuencia del esfuerzo físico sistemático. c) Esencia de cada uno de los cambios bioquímicos de la sangre por causa del esfuerzo físico sistemático, así como fundamento de algunos de estos. d) Fundamento de los cambios bioquímicos mas relevantes en la orina por efecto de la carga física. e) Descripción de los cambios en algunos órganos por causa de la actividad física sistemática. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario.

1.- ¿Cómo se comporta el consumo de O2 al inicio de un esfuerzo físico? ¿Por qué? 2.- ¿Por qué en los esfuerzos físicos de gran intensidad y corta duración la utilización del glucógeno muscular predomina sobre la glucosa sanguínea? Justifíquelo. 3.-Analice comparativamente la utilización de los glúcidos por el tejido muscular ante la ejecución de dos cargas físicas de carácter opuesto, o sea: a) W corto e intenso b) W largo y moderado 4.-¿En que condiciones se favorece la utilización de los lípidos por el tejido muscular? Explique. 5.- Establezca una comparación entre el metabolismo proteico en el músculo durante la realización de cargas físicas de carácter opuesto. 6.-¿A que se deben las diferencias entre los niveles de amoniaco en el músculo por causa de los trabajos físicos típicos de velocidad-fuerza y de resistencia? 7.- ¿Cuáles son las vías que posee el músculo para poder asegurar la eliminación del exceso de amoniaco formado? Fundamente su respuesta mediante las ecuaciones correspondientes. 8.- Establezca una comparación entre los cambios bioquímicos más significativos en el músculo a consecuencia de la realización de trabajos típicos de carácter opuesto: a) W corto e intenso b) W largo y moderado 9.- ¿Por qué se plantea que el trabajo muscular puede alterar la relación porcentual plasma-elementos figurados de la sangre? Fundaméntelo. 10.-Explique el comportamiento de los niveles glicémicos a consecuencia de la ejecución de dos tipos de cargas físicas de carácter diferente, tales como pueden ser las carreras de 100 m planos y la de maratón. Fundamente su respuesta. 11.-Analice el comportamiento de los niveles de lactato y las reservas alcalinas de la sangre, como consecuencia de la realización de dos tipos de esfuerzos de carácter opuesto. 12.-Explique las particularidades de la diuresis así como la densidad de la orina como resultado de la ejecución de dos esfuerzos de carácter diferente, tales como pueden ser una carrera de velocidad y otra de fondo. 13.- ¿Puede aparecer la proteinuria (albuminuria) en un sujeto después de realizar un esfuerzo físico considerable? Fundaméntelo. 14.-¿Cree Ud. que se pueda presentar la glucosuria después de la ejecución de su actividad específica en un corredor de distancias cortas, tal como la carrera de 100 m planos? ¿Por qué? 15.-Explique algunos de los cambios bioquímicos que se pueden manifestar en diferentes órganos a consecuencia de la realización de cargas físicas. BIBLIOGRAFIA: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.3 (págs. 33-37) y Cap.6 (págs. 69-76). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 19 (págs. 334-335) Actividad 17-18: LABORATORIO No.2: "DETERMINACIÓN DE ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LA ORINA" Para el mejor desarrollo de esta actividad, una vez seleccionada la determinación que se quiera realizar, se remitirá al estudiante al cuaderno de prácticas de laboratorio de bioquímica de los ejercicios, para que pueda revisar el fundamento teórico, el principio de la práctica, así como la técnica operatoria que desarrollará. Se `podrán determinar las propiedades físico-químicas siguientes:-Densidad, -Reacción (pH), -Color. Además, también pudieran montarse para su determinación, otros indicadores como son: Na+, K+, Cl- , así como la presencia de sustancias anormales en este fluido corporal. Se recomienda utilizar las cargas de trabajo que aparecen en el cuaderno de prácticas de laboratorio. Al inicio del laboratorio a cada estudiante se le formulará una pregunta previa relacionada con el fundamento teórico del mismo y al concluir se exigirá la entrega de un informe final sobre lo obtenido en el desarrollo del mismo.

TEMA II: “REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA EN EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO DEPORTIVO”. Actividad 21-22: CONFERENCIA No. 6: “CARACTERÍSTICAS BIOQUIMICAS DE LA FATIGA Y DE LOS PROCESOS QUE OCURREN EN EL PERÍODO DE DESCANSO POSTERIOR AL TRABAJO MUSCULAR”. CONTENIDO: 1-Características bioquímicas de la fatiga. 2.-Dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso posterior al trabajo muscular. OBJETIVO: Describir las diferentes causas que pueden provocar la fatiga, así como los procesos bioquímicos que predominan durante el período de descanso posterior al trabajo muscular. 2. Características bioquímicas de la fatiga.- Ante todo debemos plantear el concepto, o sea: “es un estado del organismo que se alcanza como resultado de una actividad muscular intensa y se caracteriza por una disminución temporal de la capacidad de trabajo físico”. Además, es necesario puntualizar que: “constituye un mecanismo protector del SNC sobre el organismo, y no es un estado patológico”, o sea, es “la alarma a los cambios bioquímicos y fisiológicos en los tejidos muscular y nervioso, fundamentalmente a causa del esfuerzo físico realizado, que para evitar daños en el organismo, se reduce automáticamente la intensidad de la actividad muscular”. Por esta razón, “en la practica deportiva se puede llegar a la fatiga a causa de una actividad muscular intensa, no correspondiente con la capacidad funcional de los músculos, sino a consecuencia de un proceso complejo de reacciones protectoras del SNC”. Debemos destacar el papel del ácido ã–aminobutírico (A.G.A.B.) que se forma mediante la decarboxilación del ácido glutámico en el cerebro y posee un rol como inhibidor en los centros motores del SNC). Por otra parte, se plantea que: “en algunos casos pueden distinguirse síntomas de fatiga local (en grupos musculares) y en otros casos, fatiga general (en todo el organismo), pero en ambos casos la causa radica en el SNC, ya que las sensaciones están determinadas objetivamente por los cambios en los sustratos y componentes bioquímicos del tejido muscular y nervioso, debido al trabajo físico no correspondiente a la capacidad funcional del organismo”. Cambios bioquímicos que caracterizan la fatiga: a) Disminución de la concentración de ATP en las células nerviosas, lo cual afecta la dinámica funcional de las neuronas y por tanto, predominan los procesos de inhibición sobre los de excitación. b) Alteración de la síntesis de acetil colina en las formaciones sinápticas, lo cual trastorna la actividad del S.N.C. encaminada a formar los impulsos locomotores y transmitirlos a los músculos. c) Disminución de la velocidad de transformación de las señales procedentes de los quimiorreceptores. d) Desarrollo en los centros motores de una inhibición vinculada a la formación del ácido ã amino butírico. e) Inhibición de la actividad de las glándulas de secreción interna. f) Disminución de la actividad enzimática (miosín-ATPasa, citocromo-oxidasa, succín- dehidrogenasa, lactato-dehidrogenasa, etc.) g) Alteración de la homeostasis (debido a que se incrementa la velocidad de la glucólisis para mantener los niveles de ATP, por lo cual aumenta el lactato y con ello la concentración del ión

hidrógeno, disminuyendo así el pH y esto provoca alteración en la resíntesis de ATP, porque se desacopla la conjugación de los procesos REDOX a la fosforilación en las mitocondrias). h) Disminución de la concentración de creatín-fosfato y el glucógeno muscular. i) Se incrementa el catabolismo proteico, por lo que se observa un aumento de los niveles de amoniaco y la urea sanguínea. j) Aumentan los productos de oxidación incompleta (lactato, cuerpos cetónicos, ADP, AMP, etc.) Causas de la fatiga: El docente debe insistir que las causas de la fatiga no están completamente claras, no obstante, se puede resumir que depende de diversos factores , así como de las condiciones en que se verifica el trabajo muscular y de las particularidades individuales del sujeto, por lo que se puede plantear que el origen es diverso: -Disminución de las reservas energéticas. -Disminución de actividad de las enzimas claves. -Disminución de la integridad de algunas estructuras celulares funcionales. -Disminución de la regulación nerviosa-humoral. -Otras causas posibles. RESUMEN: Las causas de la fatiga pueden ser diversas, pero en general se puede plantear que: “en los trabajos cortos e intensos, la inhibición protectora del SNC( debida al papel del A.G.A.B.), la alteración de la relación ATP/ADP, la disminución de la actividad miosín ATPasa, o bien , el incremento de los productos de desecho del metabolismo muscular; en cambio, en los trabajos largos y moderados, debido fundamentalmente a la alteración del abastecimiento energético, o bien, la disminución de la excitabilidad neuro-muscular”. 3. Dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso después del trabajo

muscular.- Al concluir el trabajo muscular se ponen de manifiesto toda una serie de procesos compensadores a las alteraciones bioquímicas que se verificaron en los músculos, fluidos y órganos durante la ejecución del esfuerzo físico, los cuales se caracterizan por el predominio de los procesos oxidativos aerobios, debido a que el organismo es capaz de satisfacer sus necesidades oxigénicas y por tanto, se logran eliminar gradualmente todos los productos de desecho que se acumularon. En el período de descanso después del trabajo, los cambios o alteraciones bioquímicas efectuadas en los músculos y otros órganos, se eliminan poco a poco. Estas alteraciones fundamentales son las relacionadas con el metabolismo energético, es decir, reducción del contenido de los sustratos: Cr~P, glucógeno (tanto muscular como hepático), lípidos, etc. Durante la etapa de descanso posterior al trabajo que se conoce como recuperación ocurren intensos procesos de fosforilación oxidativa a nivel de la cadena respiratoria que aseguran la formación del ATP necesario para garantizar el adecuado predominio de los procesos de biosíntesis de todas las sustancias consumidas durante el esfuerzo. El aumento del contenido de los productos del metabolismo intracelular (ADP, AMP, H3PO4, ácido láctico, cuerpos cetónicos, etc.) a consecuencia del trabajo provocan la intensificación de la actividad hormonal que estimula a los procesos de oxidación en los tejidos, después del trabajo, lo que contribuye a recuperar las reservas intramusculares de sustancias energéticas y el resto de los parámetros bioquímicos. Tipos de recuperación: Según la tendencia general de las variaciones bioquímicas acontecidas en el organismo, así como el tiempo que demora en retornar al equilibrio normal del mismo, se establecen dos tipos de procesos recuperadores: a) Recuperación urgente: • Se extiende 0,5 - 1,5 hras después del trabajo. • Eliminación de los productos de la degradación anaerobia acumulados durante el ejercicio. • Eliminar la deuda oxígeno. b) Recuperación aplazada:

• Se extiende >2 – 3 horas. en adelante después de concluir el trabajo. • Intensificación del metabolismo plástico. • Restauración del equilibrio iónico y endocrino. • Se restablece por completo las reservas energéticas • Se intensifica la síntesis de proteínas estructurales y funcionales. Es importante destacar que no todas las sustancias se recuperan a la misma velocidad, ni en el mismo tiempo, de modo general se observa que finalizan en tiempos diferentes y por consiguiente se pone de manifiesto el concepto del fenómeno de heterocrorismo (fenómeno de recuperación de las diversas sustancias y procesos metabólicos afectados por el esfuerzo físico, a diferentes velocidades y tiempos cada uno, así tenemos que: -Primeras: Deuda de O2 y [CrP] muscular -Segundas: [Glucógeno] muscular y hepático -Terceras: [Lípidos] y [Proteínas] Nota: Puede ampliarse esto consultando tabla 25 del texto básico (pág. 346). Supercompensación.- Es uno de los procesos bioquímicos más importantes que ocurre en el organismo bajo la influencia del entrenamiento, es la superrecuperación de las sustancias afectadas durante el trabajo muscular, es decir, que debido a la intensificación de los procesos de recuperación se condiciona a que en un momento determinado en el transcurso del período de descanso, las sustancias que fueron afectadas durante el esfuerzo físico superan el nivel que tenían antes de realizar este. Este fenómeno es transitorio, ya que después de una fase de notable superación del nivel inicial, el contenido de estas sustancias retorna paulatinamente a sus valores normales. Esta fase se manifiesta en dependencia de las particularidades del trabajo realizado, ya que según sean las variaciones bioquímicas experimentadas a consecuencia del esfuerzo, así será la magnitud de los niveles que se alcanzan por las sustancias que se afectaron y la duración de este fenómeno. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León, “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 7 (págs. 83-89) y Cap. 10 (Págs. 105-108). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica”, Cap. 20 (págs. 344- 349). Actividad 23-24: CONFERENCIA No. 7: “LA SUPERCOMPENSACION Y SU RELACION CON . LOS PRINCIPIOS BASICOS DEL ENTRENAMIENTO” CONTENIDO: 1.-La supercompensación: esencia y leyes en que se fundamenta. 2.-Principios básicos del entrenamiento: a) Repetición de la carga. b) Sistematización de la carga. c) Correcta delación trabajo-descanso. d) Aumento gradual de la carga. OBJETIVO: Describir la esencia del fenómeno de la supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento deportivo. 1.-La supercompensación: esencia y leyes en que se fundamenta este fenómeno.-Ante todo se hace necesario comprender ¿qué es la supercompensación? , debido a que esta es la clave para poder explicar desde el punto de vista biológico las bases del entrenamiento deportivo. Debemos plantear que la esencia de la misma consiste: “en el superrestablecimiento o la superre cuperación de las sustancias involucradas durante la realización del trabajo físico”. Quiere decir esto que todas aquellas sustancias que de una manera u otra tomaron parte en la ejecución de un trabajo muscular considerable, serán afectadas por los fenómenos supercompensatorios.

En este sentido, es importante aclarar que la supercompensación surge como una respuesta del organismo que realiza un esfuerzo físico sostenido (no de manera casual y aislada), ya que es la manera en que todos los tejidos y órganos activos que participan durante el trabajo muscular sistemático, se preparan para responder a la próxima carga con un nivel funcional superior y así afrontar con mayor eficiencia la dificultad impuesta por el trabajo físico. Este fenómeno tiene su fundamentación científica en dos leyes biológicas: Ley de V.A. Engelhardt: “Cualquier reacción de degradación, siempre provoca reacciones de síntesis, y de existir estas las aumenta”. Ley de Lamark: “En todos los tejidos activos como resultado de la influencia trófica de los fenómenos de excitación, los procesos de asimilación aumentan, predominando sobre los de degradación”. En estas dos leyes se hacen patentes los principales procesos biológicos que permiten la adaptación del organismo a la actividad física sistemática. Ha sido plenamente demostrado mediante diversas investigaciones que: “los productos intermedios y terminales del metabolismo anaerobio, tales como el ácido láctico, el ADP, el AMP, el amoniaco, los cuerpos cetónicos, etc., acumulados en el músculo y que posteriormente difunden a la sangre, son estimuladores positivos de los procesos oxidativos aerobios”, razón por la cual se plantea que ellos propician las condiciones favorables durante la etapa de descanso, posterior al trabajo muscular, para incrementar los procesos de resíntesis de las sustancias consumidas a consecuencia del esfuerzo físico realizado, lográndose de este modo la recuperación del organismo. Por ejemplo, en la década de los años 30 del siglo pasado, Otto Meyerhoff demostró que la acumulación del ácido láctico en el músculo esquelético, estimula en gran medida la respiración tisular, lo cual en definitivas conduce a la oxidación completa de este hasta dióxido de carbono y agua, lo que equivale a se pase de condiciones anaerobias a las aerobias y esto se traduce en el hecho de poder mantener las posibilidades de continuar trabajando mas durante un determinado tiempo. Para comprender con claridad el fenómeno de la supercompensación hay que partir del hecho siguiente: “durante el trabajo muscular, los procesos bioquímicos y fisiológicos que ocurren no sólo se verifican en el sentido de la degradación de las sustancias energéticas: ATP, CrP, glucógeno, etc. y estructurales: proteínas, fosfolípidos, etc., sino que simultáneamente ocurren también reacciones de síntesis de dichas sustancias, ya sean energéticas o estructurales; sin embargo, durante el tiempo que transcurre el esfuerzo físico, las sustancias que son consumidas no se pueden recuperar ni tan siquiera a sus niveles iniciales, debido a que el equilibrio entre la síntesis y la degradación se encuentra completamente desplazado en sentido catabólico(hacia la degradación) porque están restringidas las vías de formación de ATP para garantizar el trabajo muscular y no puede desviarse hacia la resíntesis de lo que se esta consumiendo, para asegurar la energía del esfuerzo muscular. Una vez concluido el esfuerzo físico (en la etapa de descanso),que predominan las condiciones aerobias para resintetizar el ATP, en que “los procesos degradativos prácticamente se interrumpen para dar paso a la síntesis de todas las sustancias afectadas por el trabajo muscular, asegurándose así no sólo la recuperación a sus niveles iniciales de todas aquellas sustancias que fueron afectadas por el esfuerzo físico, sino además que se incrementan por encima de estos”. Gracias a la supercompensación se puede explicar “como es posible que existan procesos de asimilación de tal envergadura que permiten no tan solo recuperar a los niveles iniciales las sustancias afectadas por el trabajo, sino que además se van por encima de sus valores iniciales, sobrepasándolos de manera considerable”. La supercompensación fue descubierta por K.Weigert y recibió el nombre de “ley de la supercompensación” . Posteriormente esta fue estudiada en fisiología por Pavlov y sus colaboradores Felbort y Bodansky, mientras que en el campo de la bioquímica por G. Embden, así como por N.N. Yakovlev y colaboradores. A continuación se muestra el comportamiento de las reservas energéticas a consecuencia de la realización de un trabajo muscular (glucógeno muscular, ATP, Cr P, ácidos grasos, etc.)

Figura 1: Gráfica del fenómeno de la supercompensación. De modo que en el segmento 1, se aprecia la degradación de estas fuentes energéticas para poder realizar el trabajo muscular. A continuación se observa el segmento 2, que representa la resíntesis de las sustancias consumidas durante los procesos de recuperación en el periodo de descanso posterior al trabajo. Posteriormente se puede apreciar en el segmento 3, como la curva sobrepasa los valores iniciales, que corresponde con la fase de supercompensación y continua hasta un valor máximo en que vuelve a decaer. Finalmente, se aprecia el segmento 4 que corresponde al retorno a los niveles iniciales. Es necesario destacar que de manera similar se manifiesta el comportamiento de las otras sustancias afectadas por el trabajo muscular, es decir, que los fenómenos supercompensatorios no solo son inherentes a las fuentes energéticas, sino también a las sustancias estructurales y funcionales. Diversas investigaciones han demostrado que cuanto más intensos son los procesos de recuperación, más prolongada será la etapa de supercompensación, y aunque en realidad el mecanismo bioquímico es bastante complejo, se sabe gracias a los resultados de muchos trabajos entre los que se encuentran las investigaciones de N.N. Yakovlev y col., así como N.R. Chagovetz y col., que la fase de supercompensación de las sustancias químicas en los músculos se encuentra estrechamente vinculada con intensos procesos de oxidación aerobia en este tejido. En este sentido, conocemos que el ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) constituye el proceso central sobre el que descansan todos mecanismos oxidativos aerobios que se verifican en la célula, para ilustrar esto queremos destacar que en una de las investigaciones fundamentales llevadas a cabo por N.Chagovetz, en que se analizó la dinámica de las variaciones experimentadas por las concentraciones del ácido cítrico en los músculos de animales de laboratorio (ratas blancas) sometidos a cargas físicas, quedó plenamente demostrado como la concentración del citrato en los músculos de estos animales después de 15 min. de natación, alcanza su máxima concentración a los 30 min. de concluido el esfuerzo y retorna a sus niveles iniciales al cabo de las 12 h de reposo. Por otra parte, se ha podido comprobar que después de un trabajo corto e intenso, los niveles del glucógeno muscular alcanzan sus valores máximos al cabo de 1 h de descanso, regresando a sus niveles iniciales al cabo de las 12 h. En cambio, después de cargas físicas de larga duración y moderada intensidad, la supercompensación del glucógeno se alcanza a las 12 h de concluido el

esfuerzo y se mantiene durante un tiempo de 3 días o más. Esto nos dice que: “a medida que el trabajo muscular (carga física) realizado sea mas corto e intenso, con mayor rapidez aparecerá la fase de supercompensación y se mantendrá por un espacio de tiempo más breve, en cambio, mientras más prolongada y moderada sea la carga, demorará más tiempo en aparecer la supercompensación, pero se mantendrá por un tiempo mayor”. O sea, que “mientras mas rápido se llega a la fase de supercompensación, menos tiempo durará esta”. Por último, queremos puntualizar algo que anteriormente señalamos: “los fenómenos supercompensatorios no sólo afectan a las fuentes energéticas, sino además a todas aquellas otras sustancias involucradas durante el esfuerzo muscular realizado, tanto estructurales, así como de diversas funciones especificas”. Para aclarar en este sentido, vale señalar como los fenómenos supercompensatorios justifican la hipertrofia muscular, sobre todo en los deportistas que entrenan para desarrollar la cualidad fuerza, como sabemos sobre la base del incremento de las proteínas musculares, sino además que permiten explicar el incremento de la funcionabilidad del organismo sometido a un régimen de actividad física constante y sistemática, que representan la respuesta adaptativa del organismo a las cargas de entrenamiento y que se aprecian en el favorecimiento de otros parámetros como son el incremento de la actividad de los sistemas enzimáticos, así como los de control hormonal, los sistemas buffer, el incremento en la síntesis proteica (no sólo las contráctiles, sino además las transportadoras y así como las de carácter inmunológico u otras tan especificas como estas últimas). Es conveniente destacar que todas estas particularidades derivadas del fenómeno de la supercompensación resultan de gran importancia para nosotros que nos encontramos vinculados con las actividades de la Cultura Física y el Deporte, pues los procesos bioquímicos que se manifiestan en esta etapa determinan el aumento del nivel funcional del organismo sometido a un régimen de actividad física sistemática. Además, por otra parte, resulta necesario comprender verdaderamente el quimismo de este fenómeno para poder lograr una correcta interpretación de los diferentes estados funcionales del organismo del sujeto sometido a un régimen de entrenamiento físico y de este modo aprovechar a cabalidad todas las ventajas y beneficios que el mismo le proporciona a este. 2.-Principios básicos del entrenamiento.- No es nuestro objetivo en este material exponer una definición del entrenamiento deportivo, no obstante, debemos recordar simplemente que gracias a este estado que se alcanza en el organismo, el mismo se fortalece en general y se prepara para realizar trabajos más efectivos, y con una mayor economía de sus reservas funcionales. Desde el punto de vista bioquímico el entrenamiento físico y deportivo tiene su fundamentacion en el fenómeno de la supercompensación, ya que gracias al mismo el organismo es capaz de lograr alcanzar las condiciones óptimas donde las posibilidades funcionales del atleta se encuentran en el tope de su capacidad, lo cual le permite rendir a plenitud. En otras palabras, el aprovechamiento de la cima supercompensatoria representa para el organismo que entrena al máximo de las posibilidades, el consecuente escalón para poder alcanzar la plenitud de su forma física y deportiva. Los principios básicos del entrenamiento se pueden enunciar en los 4 postulados siguientes: 1ro. Repetición de la carga.- Como se puede apreciar en la figura 1, que nos muestra el esquema del fenómeno de la supercompensación, en la sección 4 vemos que una vez alcanzada la fase que asegura el aumento de las posibilidades energéticas, así como funcionales del organismo durante el período de descanso posterior al trabajo muscular, desaparece al regresar estas al nivel inicial. Por consiguiente, un sólo trabajo (sesión de entrenamiento) no representa para el organismo un paso correcto para alcanzar el estado de entrenamiento, ya que un solo esfuerzo físico aislado no provoca fenómenos supercompensatorios constantes ya que ellos regresan con relativa rapidez a sus niveles normales. Por esta razón, de aquí se deriva el primer principio bioquímico del entrenamiento deportivo, es decir, “la necesidad de la repetición del

esfuerzo físico para poder estabilizar el aumento de la capacidad funcional orgánica lograda gracias a la fase de supercompensación.” 2do. Sistematización de la carga.- La clave para asegurar la adquisición del estado de entrenamiento es saber en qué momento resulta necesario repetir la carga física, es decir, el poder hacer esto en el momento más oportuno, y ello sin duda resulta repetirlo cuando el organismo se encuentra en el tope de la fase supercompensatoria. Así, si repetimos la carga después de un descanso prolongado, en que la fase supercompensatoria del esfuerzo anterior desapareció, lo único que se logrará será mantener el potencial energético a los mismos niveles del esfuerzo anterior, o sea: Potencial energético Nivel inicial Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T - Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 2: Repetición del trabajo después de perdida la supercompensación. De la figura anterior se puede fácilmente comprender que la aplicación de los siguientes trabajos se realiza siempre cuando ya ha desaparecido la fase supercompensatoria, razón por la cual los cambios bioquímicos positivos que se han producido a causa de esta se han normalizado, por tanto, no se están aprovechando los beneficios de la supercompensación del esfuerzo anterior respectivo. De aquí se desprende el segundo principio bioquímico del entrenamiento: “el trabajo debe ser regular y sistemático”. 3ro. Correcta relación entre el trabajo y el descanso.- Al aplicar el próximo trabajo físico, este debe realizarse en el momento adecuado, de manera que si se hace cuando aún el organismo del deportista no se ha recuperado del esfuerzo anterior, obtendremos como resultado la disminución de su capacidad funcional, lo cual puede conducir a este a un estado de profunda

fatiga conocido como sobreentrenamiento; lo expresado anteriormente lo podemos ver gráficamente así: Potencial energético Nivel Inicial tiempo Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T – Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 3: Repetición del trabajo en fase de reposición incompleta En la figura 3 vemos como se realiza la repetición del trabajo en fase de recuperación incompleta del esfuerzo anterior, ello puede conducir al organismo a un estado de profunda fatiga. Por esto lo correcto a realizar es repetir la carga en el tope de la supercompensación del trabajo anterior, de manera tal que si así lo hacemos estaremos creando sin falta las condiciones para asegurar el ascenso del potencial energético del organismo. Así estamos garantizando el cumplimiento del tercer principio del entrenamiento: “siempre debe mantenerse una correcta relación entre el trabajo y el descanso”. Lo que acabamos de plantear se puede representar gráficamente así: Potencial energético B

Nivel tiempo inicial Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T – Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 4: Repetición del trabajo en la fase de supercompensación. Cada ejercicio, cada esfuerzo requiere obligatoriamente de un determinado período de descanso, lo cual esta condicionado por la magnitud y el carácter de este. Esta exigencia resulta de tal importancia que hasta después de un mismo esfuerzo físico, la supercompensación de las diferentes sustancias que fueron afectadas durante este dependen de las particularidades de cada una de estas sustancias, así por ejemplo, la supercompensación del CrP en los músculos comienza relativamente rápido y desaparece también con rapidez, mientras que en el caso del glucógeno comienza un poco más tardíamente, pero demora más en desaparecer. Estos principios explicados hasta aquí, no deben tomarse como absolutos, ya que en la práctica deportiva hay ocasiones en que se emplean variantes de los mismos ( ejemplo de ello puede ser el método de entrenamiento a intervalos, en el que se aumenta el volumen o la intensidad de las cargas, sin variar el tiempo de descanso entre estas, o bien, por el contrario, no varía el volumen o la intensidad de las cargas, pero se acorta el tiempo de descanso entre estas) para de esta forma crear mecanismos de adaptación a los cambios bioquímicos que se acontecen, y cuya finalidad es lograr una mejor preparación del deportista a las adversas condiciones de trabajo a las cuales este se va a someter durante la competencia. 4to. Aumento gradual de la carga.- A medida que aumenta el nivel de entrenamiento, disminuye la intensidad y el gasto energético necesario para que este se realice, así cada nuevo esfuerzo físico se realizará en condiciones más favorables, por lo cual los cambios bioquímicos que se provocan en el organismo serán cada vez menos marcados. Esto equivale a decir que si no amentamos la carga o el nivel de dificultad del esfuerzo físico, la fase de supercompensación será cada vez más corta y se manifestará menos, de ahí el por qué del cuarto principio del entrenamiento, o sea: “aumento progresivo de la carga o de la dificultad del esfuerzo físico”. Esto señalado anteriormente se justifica por los cambios que desde el punto de vista no sólo morfológico, sino también funcional se manifiestan en las fibras musculares a consecuencia del esfuerzo físico constante y sistemático, de esta manera es posible apreciar en un tiempo relativamente corto toda una serie de modificaciones en el grosor y la cantidad de las miofibrillas a expensas de las proteínas musculares que determina el incremento no sólo de la fuerza muscular, sino además de la resistencia mecánica de los músculos. Por otra parte, el entrenamiento constante y sistemático conduce a que se manifiesten entre otros cambios: incremento del número así como de la forma de los núcleos celulares, de modo similar ocurre con las mitocondrias, que incrementan la cantidad de sus crestas así como que también disminuye la distancia entre estas, lo que favorece la actividad de las enzimas en las mismas y se propicia una mejor función del proceso de la fosforilación oxidativa, también se incrementa el número de contactos entre las terminaciones nerviosas y el sarcolema. Bibliografía:

-Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 10 (págs. 105-113). Actividad 25-26: CONFERENCIA No.8: “REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA EN EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO DEPORTIVO”. CONTENIDO: 1.- Consideraciones generales sobre el fenómeno de la adaptación. 2.- Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo: a) Etapas de adaptación. b) Efecto del entrenamiento. OBJETIVO: Describir la importancia de la aplicación de las cargas físicas durante el proceso de entrenamiento como estímulo que provoca la adaptación en el organismo. 1.-Consideraciones generales sobre el proceso de adaptación.- Ante todo es necesario definir lo que se entiende por adaptación: “es la capacidad que poseen los seres vivos de acostumbrarse a las condiciones cambiantes del medio (tanto interno como externo).” Por otra parte, desde el punto de vista biológico pueden existir dos tipos de adaptaciones: genotípica y fenotípica. La primera, es decir, la genotípica, comprende un proceso de conformación de la población analizada a las condiciones del medio mediante transformaciones hereditarias (se basa en las leyes de la evolución de las especies). La fenotípica, comprende un complejo proceso de respuestas a diferentes factores del medio circundante, las cuales se desarrollan en el individuo durante el transcurso de su vida (esta resulta de gran importancia en el deporte). Inicialmente, la adaptación se concebía como un concepto puramente biológico y médico, sin embargo, en la actualidad debido al desarrollo científico-técnico que ha experimentado la humanidad, así como los cambios y la complejidad de las relaciones del ser humano en la sociedad en que se ha desarrollado, han hecho que este término se tornara más amplio en su significado, debido a que atañe a todas las ciencias, tanto naturales como sociales, razón por la cual en la esfera a la cual nos hallamos vinculados, es decir, en el campo de la Cultura Física y el Deporte ella toma un sentido muy amplio. Así, hoy día el concepto de adaptación juega un rol clave tanto en la preparación deportiva así como en la actividad competitiva, ya que el deporte moderno de élite constituye un área única para poder investigar las posibilidades de adaptación del ser humano, esto lo reafirma el hecho que diversos trabajos de investigación han demostrado “que no existen otros campos en la actividad profesional del hombre que puedan compararse por su efecto con las cargas de entrenamiento y de competencia que se realizan en el deporte”. A diferencia de otras esferas de actuación en las que se desempeña el hombre, es importante resaltar que en el caso del deportista de categoría élite, tiene que adaptarse a condiciones cada vez más complejas y adversas, que le permiten alcanzar estadíos superiores de su nivel funcional. Finalmente, queremos señalar que uno de los aspectos más interesantes en el futuro no muy lejano en la teoría de la adaptación, lo constituye la elaboración de las leyes de la adaptación del deportista de alto nivel a los factores extremos del entrenamiento y la competencia. 2.-Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo.- Ante todo debe interpretarse que el entrenamiento deportivo, desde el punto de vista biológico, puede considerarse como un proceso de adaptación dirigido del organismo a la influencia de los esfuerzos físicos. • Como los esfuerzos físicos aplicados en el entrenamiento, desempeñan un papel estimulador

que excita los cambios adaptativos en el organismo.

• La tendencia y la magnitud de los cambios bioquímicos que se originan como respuesta a los esfuerzos físicos aplicados, determinan el efecto de entrenamiento.

• El grado de la influencia que el esfuerzo físico ejerce sobre el organismo depende de las características fundamentales de la dosificación elegida, esto es:-Intensidad y duración del ejercicio a ejecutar. -Tipo de ejercicio seleccionado.-Numero de repeticiones de cada ejercicio.

-Magnitud de las pausas. -Carácter del descanso. Nota: La modificación de cada una de estas características provoca cambios bioquímicos determinados y su acción conjunta origina considerables reestructuraciones del metabolismo que se expresan por los denominados estados metabólicos, los cuales se relacionan con la actividad de diversos sistemas enzimáticos intracelulares y están determinados por un considerable número de factores variables. a) Etapas de adaptación.-El carácter fásico que tiene el proceso de adaptación del organismo a la influencia del esfuerzo físico (como cualquier estímulo) hace que este se manifieste mesuradamente. Así, según el carácter y el tiempo de realización de las modificaciones adaptativas en el organismo se destacan dos etapas fundamentales en la adaptación: urgente y aplazada (o de larga duración). Veamos a continuación la esencia de cada una: 1ra. Adaptación Urgente: Es la respuesta inmediata del organismo a la acción única del esfuerzo físico. Se debe fundamentalmente a las modificaciones del metabolismo energético y de las funciones del sistema vegetativo. 2da. Adaptación Aplazada : Es la respuesta que se manifiesta en un gran lapso de tiempo y que se desarrolla paulatinamente como resultado de la sumatoria de las modificaciones experimentadas a consecuencia de los esfuerzos repetidos y esta relacionada con la aparición de cambios estructurales y funcionales del organismo, los que aumentan notablemente las posibilidades de adaptación de este. Nota: Esta última ocurre sobre la base de la activación del aparato genético (a expensas del efecto estimulante del esfuerzo físico) de las estructuras funcionales, que inducen el incremento de la síntesis proteica de estas. Aquí se puede profundizar auxiliándose del esquema de la pág. 381(fig. 138) del libro de texto básico. b) Efecto de entrenamiento.- Teniendo en cuenta el carácter fásico del fenómeno de adaptación, suelen destacarse tres variantes: 1ra.-Urgente.- Se encuentra determinado por la magnitud y el carácter de los cambios bioquímicos. Estos tienen lugar de forma inmediata, durante el transcurso del esfuerzo y en el período de recuperación urgente (0,5- 1 h). 2da..-Aplazado.- Se observa en las fases tardías de la recuperación, y se expresa mediante: • Estimulación de los procesos de reestructuración plástica. • Recuperación de los recursos energéticos. • Reproducir de forma rápida estructuras celulares. 3ra.-Acumulativo.- Aparece como resultado de la sumatoria sucesiva de las huellas dejadas por muchos esfuerzos físicos o por los efectos urgentes y aplazados, que se realizan con los cambios bioquímicos vinculados a la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas, durante un largo período de entrenamiento. Esto se expresa por el incremento de la capacidad de trabajo, así como por el mejoramiento de los logros deportivos. Nota: Para comprender esto, podemos vincular los dos primeros (el efecto urgente así como el aplazado), con los cambios bioquímicos temporales de la sangre, mientras que el efecto acumulativo se corresponde con los cambios permanentes de la sangre. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica”, Cap. 24 (págs. 380-382). -Platonoov, V.N. “La adaptación en el deporte”, Cap. 1 (págs. ).

Actividad 27-28: SEMINARIO No. 3: “ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS DE LA FATIGA Y DE LA RECUPERACIÓN”. CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de las características bioquímicas de la fatiga y del período de descanso posterior al trabajo muscular. OBJETIVO: Profundizar sobre las variaciones bioquímicas que caracterizan a la fatiga y a la recuperación.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de modo que se recomienda puntualizar ciertos aspectos como son: a) Esencia del fenómeno de la fatiga, así como los factores de los que depende esta, los cambios bioquímicos que la caracterizan y sus causas. b) Esencia e importancia del proceso de recuperación, así como de las particularidades de los procesos bioquímicos que predominan en esta. c) Esencia e importancia del fenómeno de la supercompensación, así como de las Leyes Biológicas que la soportan y sus particularidades. d) Relación entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento (describir la esencia del enunciado de cada uno, así como su interpretación). e) Esencia e importancia del fenómeno de adaptación para los sujetos sometidos al esfuerzo físico sistemático, así como de los procesos bioquímicos que sustentan la cadena biológica “causa-efecto”, puntualizando además las características que identifican a cada una de las etapas de adaptación y las variantes del efecto de entrenamiento. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario: 1- ¿A qué se denomina fatiga? Diga además, ¿por qué se caracteriza esta? 2.-¿Qué importancia presenta para el organismo del deportista la fatiga? Fundaméntelo. 3.-¿Qué es el A.G.A.B.? Diga además, ¿cómo se forma este? 4.-¿ Qué relación existe entre el A.G.A.B. y la fatiga? 5.-¿Qué cambios bioquímicos se manifiestan en el organismo durante la fatiga? 6.-¿Cuáles son las causas más probables que provocan el desarrollo de la fatiga? Explique. 7- ¿Cuáles son los procesos bioquímicos que predominan en el período de recuperación? Señale algunas de las características bioquímicas que se manifiestan durante este estado. 8-¿Cómo puede ser la recuperación según la tendencia general de los cambios bioquímicos así como del tiempo en que estos se manifiestan en el organismo? Fundaméntelo. 9.-¿Cuál es la diferencia entre los dos tipos de recuperación? Explique. 10.-¿Ocurre la recuperación de las sustancias afectadas durante el trabajo muscular de manera simultanea? Fundaméntelo. 11.-¿A qué se denomina heterocronismo? Señale el orden en que se recuperan las diferentes sustancias. 12.-¿En qué consiste la supercompensación? Fundaméntelo. Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.7(págs. 83-89). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 20 (págs.344-346). Actividad 29-30:

SEMINARIO No. 4: “SUPERCOMPENSACIÓN Y LOS PRINCIPIOS BÁSICOS DEL ENTRENAMIENTO. REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA A LA ACTIVIDAD FÍSICA”. CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de la supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento, así como los procesos de adaptación a la carga física. OBJETIVO: Consolidar las particularidades de la supercompensación, así como su relación con los principios básicos del entrenamiento y los procesos de adaptación en el organismo sometido a un régimen de actividad física sistemática. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Esencia e importancia del fenómeno de la supercompensación, así como de las Leyes Biológicas que la soportan y sus particularidades. b) Relación entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento (describir la esencia del enunciado de cada uno, así como su interpretación). c) Esencia e importancia del fenómeno de adaptación para los sujetos sometidos al esfuerzo físico sistemático, así como de los procesos bioquímicos que sustentan la cadena biológica “causa-efecto”, puntualizando además las características que identifican a cada una de las etapas de adaptación y las variantes del efecto de entrenamiento. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario: 1.-¿En qué consiste la supercompensación? Fundaméntelo gráficamente. 2.-¿Cuántas y cuáles son las leyes o principios sobre los que se fundamenta el fenómeno de la supercompensación? Enuncie cada una de estas y coméntelas brevemente. 3.- Relacione el comportamiento del glucógeno (muscular y hepático) con los fenómenos supercompensatorios en 2 tipos de esfuerzos físicos de carácter opuesto. Fundaméntelo. 4.-¿Cómo podemos resumir el comportamiento de los fenómenos supercompensatorios en general de acuerdo al carácter y la duración del esfuerzo físico realizado? 5.-¿El fenómeno de la supercompensación solo afecta a las fuentes energéticas del organismo? Explique. 6.-¿Cómo puede Ud. justificar el fenómeno de la hipertrofia muscular en los sujetos que realizan actividad física sistemáticamente? Explique. 7.-¿Cuál es la relación existe entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento deportivo? Fundaméntelo. 8.-¿Cuál es la esencia del primer principio básico del entrenamiento? Explique. 9.-¿Cuál es la esencia del segundo principio básico del entrenamiento? Explique. 10.-¿Qué sucede si aplicamos la próxima carga en fase de reposición incompleta? Ilustre mediante la grafica correspondiente 11.-¿Por qué resulta imprescindible el aumento gradual y paulatino de la carga física? Fundaméntelo. 12.-¿Qué se entiende conceptualmente por adaptación? Ilustre con ejemplos. 13.-Desde el punto de vista biológico ¿qué se entiende por entrenamiento deportivo? Ilustre su respuesta mediante el esquema resumen “causa-efecto”. 14.-Establezca las diferencias entre las dos etapas de adaptación del organismo a la influencia del esfuerzo físico. 15.- Destaque las características que identifican a cada una de las variantes de efecto del entrenamiento y relaciónelos con los cambios bioquímicos de la sangre.

Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Caps.10 (págs.105-113). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 20 (págs.346-349) y 24 (págs. 380-382). TEMA III: “CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS QUE IDENTIFICAN A LAS CAPACIDADES FÍSICAS” Actividad 31-32: CONFERENCIA No.9: “FACTORES BIOQUÍMICOS DE LAS CAPACIDADES . FÍSICAS: VELOCIDAD Y FUERZA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales 2.-Factores bioquímicos de las capacidades velocidad y fuerza. 3.- Cambios bioquímicos que caracterizan a cada capacidad física. OBJETIVO: Distinguir los factores bioquímicos que limitan el desarrollo de las capacidades velocidad y fuerza, así como la influencia de los diferentes métodos de entrenamiento para el incremento de ambas. 1.-Consideraciones generales.- En la práctica deportiva se ejecutan diferentes ejercicios físicos, así podemos observar lo distinto que es el trabajo que realiza el gimnasta, del levantador de pesas, del boxeador, del balonpedista, del corredor, etc. inclusive en aquellos que realizan esfuerzos parecidos por el carácter de sus movimientos, tal es el caso de los corredores: el velocista y el fondista, se diferencian entre sí por las peculiaridades propias del esfuerzo físico, en el que una característica distinguible es el ritmo de ejecución de estos en correspondencia con la intensidad del esfuerzo muscular realizado, así como por las funciones fisiológicas que se desarrollan en el organismo de cada uno de ellos al ejecutar sus actividades específicas, que se distinguen por los cambios bioquímicos que caracterizan el desarrollo de cada una de las capacidades físicas. Mediante el proceso de enseñanza aprendizaje del entrenamiento deportivo se van logrando cambios biofuncionales adaptativos en el organismo del deportista, los cuales poseen una base bioquímica que propicia el desarrollo de las capacidades motrices típicas: velocidad, fuerza y resistencia, conocidas también como capacidades físicas. Las experiencias realizadas, principalmente con animales de laboratorio, han demostrado que los cambios bioquímicos que producen las diferentes capacidades motrices en el organismo influyen de manera diferente sobre los distintos órganos y sistemas, inclusive en el sistema nervioso central. Ahora bien, cuando el trabajo físico se repite de manera paulatina y sistemáticamente, se producen procesos de adaptación bioquímica al esfuerzo realizado en el sistema muscular y en otros órganos, y estos no pueden considerarse como adaptaciones al trabajo en general, sino a tipos específicos de este. Por lo planteado anteriormente, se puede afirmar que los cambios bioquímicos que tienen lugar en el entrenamiento son específicos y dependen del carácter de las cargas aplicadas en el mismo. El investigador soviético N.N.Yakovlev resumió todo esto como el Principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular, en el cual se confirman los resultados obtenidos de forma experimental sobre las variaciones que se manifiestan en los músculos, tejidos y órganos de distintos animales, así como en músculo de un mismo animal, sometido a diferentes trabajos musculares.

CONCLUSIÓN: “La adaptación bioquímica que se manifiesta en el organismo por la influencia del entrenamiento, es una adaptación a tipos concretos de Wfísico y no al trabajo físico general”. 2.-Factores bioquímicos de las capacidades velocidad y fuerza.- Estas dos capacidades se encuentran estrechamente vinculadas de tal modo que ambas se complementan entre sí (se desarrollan prácticamente de modo simultáneo, por las condiciones en que se verifican los esfuerzos típicos de cada una: “procesos oxidativos anaerobios”), y además esto se logra alcanzar con el máximo de la concentración de la voluntad al realizar el esfuerzo, puesto que así se asegura la excitación óptima de los centros motores y se mantiene la frecuencia máxima de los impulsos en los nervios motores, poniéndose en funcionamiento el mayor número de unidades motoras. El adecuado desarrollo de ambas depende de diversos factores, no sólo bioquímicos y fisiológicos, sino además biomecánicos y psicológicos, tales como son entre otros: -Relación entre las fibras FT/ST que conforman el músculo. -Particularidades biomecánicas (referidas a la estructura interna del músculo). -Coordinación de los movimientos (referidos a las particularidades de los esfuerzos entre músculos antagonistas y sinergistas). -Frecuencia de los impulsos a nivel de sinapsis en la membrana externa. -Velocidad de transmisión de la excitación de la membrana a las miofibrillas. -Velocidad de activación de las miofibrillas. -Potencia del flujo del Ca2+ liberado de las cisternas del retículo sarcoplasmático. -[Proteínas Contráctiles] total, Propiedades ATPasa y Particularidades Estructurales de las Proteínas Contráctiles de las miofibrillas. Diversas investigaciones realizadas en músculos (ya sean de animales de investigación como en humanos), han podido determinar los factores bioquímicos principales que limitan el desarrollo de ambas capacidades, a partir de las tres dependencias fundamentales para el músculo que son: 1ro. Fuerza Muscular Máxima. 2do. Velocidad Máxima de Contracción. 3ro. Variaciones de la Potencia durante el esfuerzo. Con relación a cada uno de estos factores podemos decir entre otras cuestiones que: a) La FMmáx. resulta directamente proporcional a la longitud de la sarcómera (factor genético), esto se debe a que durante el esfuerzo realizado la fuerza resultante depende de la interacción Actina-Miosina, la cual determina el No. de Puentes Cruzados entre ambos miofilamentos. Sin embargo, el contenido de Actina en los músculos varía considerablemente durante el proceso de desarrollo del individuo bajo la influencia del entrenamiento y además, la [Actina] esta en dependencia lineal de la [CrP] total.

Nota: Para controlar el desarrollo de la fuerza muscular máxima (FM máx.) y poder pronosticar el nivel de los logros deportivos en lo referente a los ejercicios típicos de Velocidad-Fuerza, se pueden valorar esos dos índices: [Actina] y [CrP] total b) La VCmáx. es directamente proporcional a la Actividad ATPasa “relativa”de la Miosina. Ha podido comprobarse que esta VCmáx. resulta notablemente diferente entre los dos tipos de fibras musculares de modo tal que: VCmáx FT >>> VCmáx ST (4 veces mayor FT vs. ST) c) La Pmáx. (Potencia Máxima del Esfuerzo) es una función lineal del valor de la Actividad ATPasa “total” de la Miosina (o sea, de la velocidad total de la degradación del ATP), por esta razón de modo similar a los valores de V Cmáx. en los distintos tipos de fibras, es posible distinguir también los de Pmáx. debido a que estas “se adaptan a un tipo determinado de actividad muscular”. De este modo se cumple que:

Pmáx. FT >>> Pmáx. ST (~ 160 W/Kg.) (~40 W/ Kg.) RESUMEN: Teniendo en cuenta que los factores bioquímicos de las capacidades Velocidad- Fuerza en el hombre están determinados genéticamente (longitud de la sarcómera y proporciones de las fibras FT/ST en los músculos), no queda otra solución que utilizar a través de las vías metodológicas básicas las posibilidades de “incrementar las proteínas contráctiles, así como la actividad ATPasa de la Miosina”, y por ello, en la actualidad en las modalidades deportivas de Veloc.-Fza. se utilizan 2 métodos básicos: Esfuerzos Máximos y Esfuerzos Límites Repetidos, los cuales combinados de modo racional en el proceso de entrenamiento deportivo favorecen el buen desarrollo de ambas capacidades motrices en el deportista. Esfuerzos máximos: Se logran empleando ejercicios similares a los competitivos, o bien, ellos mismos. El desarrollo máximo de la fuerza, la velocidad o la potencia se determina por la [CrP] crítica en los músculos (que equivale ~ � Capacidad Alactácida Total), valores inferiores no permiten mantener la velocidad máxima de la resíntesis de ATP. A expensas de la [CrP]crítica se pueden realizar ininterrumpidamente hasta ~5-6 repeticiones de tales ejercicios. Ejercicios Límites Repetidos: Se puede utilizar un “amplio repertorio de ejercicios” que hacen trabajar lo suficiente a un grupo determinado de músculos (la fuerza isométrica máxima no debe exceder el 70%) y deben ser repetidos un gran número de veces “hasta no poder más”. De modo general, trabajando con magnitudes de resistencia >50% Fza. máx. se pone de manifiesto una disminución brusca del flujo sanguíneo en el músculo que conlleva a que aparezca un estado de hipoxia local y ello conduce a que se observe: - Agotamiento de las reservas de [CrP]. - � [Cr] libre músculo. - �Formación de lactato. Por tal razón, la �[~ P ] hace que se � degradación de las proteínas musculares y se acumulen los productos de desecho de estas(péptidos de bajo PM, NH3, etc.) Resultado: Los productos del catabolismo proteico así como el � [Cr] libre estimulan la síntesis proteica en el músculo en la etapa de recuperación posterior al W Veloc.-Fza. , por tal razón este tipo de esfuerzo va encaminado a “favorecer el � síntesis de proteínas contráctiles así como de la masa muscular”. Bases bioquímicas de cada una de las capacidades motrices: a) Velocidad (o rapidez): Se caracteriza en sentido general, por la realización de esfuerzos de una gran intensidad en tiempos relativamente cortos, tal es el caso de los 100 y 200 metros planos en atletismo, donde: a medida que el nivel de entrenamiento adquiera su máxima expresión, el trabajo muscular se hace cada vez en condiciones más anaerobias.

Definición (Dr. Harre): “Capacidad de avanzar a la mayor velocidad posible”. Fundamento bioquímico: La resíntesis de ATP se produce por la vía anaerobia: a) Resíntesis del ATP por la vía del CrP (reacción de Loomman):

CPK

ADP + Cr ~P Cr + ATP

b) Resíntesis del ATP por la vía de la glucólisis anaerobia: (C6 H10 O5) n � O2 3 ATP 2 CH3-CHOH-COOH +

C6 H12 O6 ácido láctico 2 ATP

Aumenta marcadamente el ácido láctico en el músculo y en la sangre.

b) Fuerza: Sin el adecuado desarrollo de esta, es prácticamente imposible poseer velocidad ni resistencia. En 1959 A.F.Makarova como resultado de sus investigaciones planteó que: “esta se relaciona con el contenido de miosina en la fibra muscular, así como con su actividad ATPasa”. Definición (Ozolin): “Capacidad física sin la cual no hay posibilidad de desarrollar una técnica ni una táctica perfeccionada, ni una maestría deportiva”.

Fundamento bioquímico: Se sustenta en gran medida en la resíntesis anaerobia de ATP, aunque ello tiene lugar en menor grado que en las cargas de velocidad, y se basa en “el � [Proteínas Contráctiles], así como el � Actividad ATPasa de la Miosina”.

Entrenamiento para la fuerza: En sentido general, tal entrenamiento favorece el destacado aumento de las posibilidades de resíntesis anaerobia del ATP y demás compuestos macroenergéticos. En los entrenamientos para la fuerza, las proteínas musculares están sometidas a grandes desgastes lo que implica una más efectiva recuperación de éstas después del trabajo.

Clasificación (Dr. Harre): -Fuerza máxima: (Levantamiento de pesas, gimnástica, lanzamientos) -Fuerza rápida: (Saltos, carreras de velocidad, juegos deportivos) -Resistencia a la fuerza: (Ejercicios de fuerza de larga duración)

Tipos de fuerza: Se pueden distinguir 2 tipos fundamentales, según el régimen de actividad muscular que se realice: estática ó dinámica. Fuerza estática: (régimen isométrico de trabajo muscular) El músculo está sometido a tensiones activas o pasivas. La tensión activa sucede sin el estiramiento del músculo. La tensión pasiva de fuerza tiene lugar cuando el peso externo trata de estirar el músculo. Fuerza dinámica: (régimen isotónico de trabajo muscular)

Este tipo de esfuerzo (al contrario del anterior) permiten que los músculos aumenten y reduzcan su longitud. En los esfuerzos dinámicos se habla de fuerza explosiva, fuerza rápida y fuerza lenta.

3.-Cambios bioquímicos que caracterizan a cada capacidad física: a) Velocidad: Entre los más significativos tenemos: -Gran parte del ATP se resintetiza a partir del CrP. -Marcada deuda de oxígeno. -Ocurren intensos procesos glucolíticos, lo cuál provoca el alto incremento en los niveles de ácido láctico. En el atleta entrenado: A mayor grado de entrenamiento para éstos trabajos el organismo se adaptará a trabajar en peores condiciones anaerobias. En el entrenado las concentraciones de ácido láctico en sangre, deben ser menores que en el poco entrenado. En el no entrenado: Un mejor tiempo realizado provoca aumentos mayores de la concentración de ácido láctico. -Las diferencias entre las concentraciones de ácido láctico entre los entrenados y los no entrenados, se explican por el hecho de que a mayor entrenamiento para esta capacidad aumenta en el entrenado la posibilidad de resíntesis del ATP por la vía del CrP. -El incremento de la deuda de O2 y de lactato en el organismo puede considerarse como el aumento de las posibilidades de este para el desarrollo de la capacidad motriz velocidad. -Aumenta la actividad de la Miosín-ATP-asa. -Se dificulta la síntesis de proteínas, y lo que predomina es su degradación durante el trabajo, razón por la que se observa un incremento del amoniaco en el músculo. De las proteínas para entrenados y no entrenados: El trabajo anaerobio disminuye la concentración de ATP, así como las posibilidades de su Resíntesis, así como las proteínas

necesitan para su resíntesis del ATP, durante estos trabajos ocurren disminuciones marcadas de las proteínas musculares. Durante la recuperación aumenta sensiblemente la síntesis de proteínas musculares, se producen aumentos no sólo de la masa muscular, sino también de la actividad enzimática de la miosina muscular (actividad ATPasa). b) Fuerza: -La resíntesis del ATP ocurre principalmente por vía anaerobia (pero en menor grado que en la velocidad). -En los esfuerzos estáticos se observa el predominio de la resíntesis de ATP alactácida. Mientras más dura el esfuerzo estático, más anaerobios serán los procesos de resíntesis del ATP (este se resintetiza principalmente por la vía del CrP). La duración de estos esfuerzos son sólo décimas de segundo. -En los esfuerzos dinámicos predominan los procesos de glucogenólisis anaeróbia para resintetizar el ATP. -Cuando no se alcanza la tensión límite, el ácido láctico aumenta marcadamente no sólo por la hipoxia, sino por el volumen propio del trabajo. -Los esfuerzos estáticos provocan un significativo aumento de las proteínas musculares en tensión. -Las proteínas musculares son sometidas a intensos cambios, por lo cual se observa la hipertrofia muscular. Resumiendo las actividades de fuerza: -Los ejercicios de fuerza son anaerobios, aunque en los dinámicos se puede observar la inclusión de procesos aerobios de resíntesis de ATP más que en los estáticos. Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.8 (págs. 90-99) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”,Caps. 22 (págs.361-368) y 23 (págs.369-379). Actividad 33-34: CONFERENCIA No.10: “FACTORES BIOQUÍMICOS DE LA CAPACIDAD . FÍSICA RESISTENCIA” CONTENIDO: 1.-Factores bioquímicos de la capacidad resistencia. 2.-Cambios bioquímicos que caracterizan a esta capacidad física. 3.-Interrelación de las capacidades motrices OBJETIVO: Distinguir los factores bioquímicos que limitan el desarrollo de la capacidad resistencia, así como la influencia de los diferentes métodos de entrenamiento para el incremento de esta capacidad. 1.-Factores bioquímicos de la capacidad resistencia.- Esta es una capacidad física muy importante para el deportista, ya que “determina en gran medida el nivel total de su capacidad de trabajo físico”. La resistencia puede manifestarse tanto en forma de: “un trabajo de larga duración a nivel dado de potencia hasta que aparezcan los primeros síntomas de fatiga”, o bien, como simplemente “una disminución de la capacidad de trabajo con la aparición de la fatiga”. Además, esta se mide con “el tiempo de trabajo realizado hasta no poder más”(o sea, t lím) Los requisitos fundamentales para lograr el desarrollo de esta capacidad física son: -Posibilidades reguladoras del S.N.C. -Posibilidades de trabajo de los sistemas cardiovascular y respiratorio. -Eficiencia de los procesos metabólicos. -Coordinación entre los diferentes órganos y sistemas de nuestro cuerpo.

Todo esto se debe a que la misma se desarrolla sobre la base del predominio de los “procesos oxidativos aerobios”. Fundamento bioquímico: Posibilidad del organismo para mantener una resíntesis prolongada del ATP por vía aerobia o anaerobia, o por la conjugación de ambas. Definición (V. M. Zatsiorski): capacidad del organismo para realizar una actividad un tiempo prolongado, sin disminuir su efectividad. Definición (Dr. Harre): Capacidad que tiene el organismo para resistir el cansancio en ejercicios deportivos de larga duración. La resistencia se puede determinar por la relación entre “la magnitud de las reservas energéticas accesibles para utilizar y la velocidad del consumo de la energía al ejecutar un determinado tipo de ejercicio”, o sea: Resistencia = [Reservas Energéticas] (tlím) Veloc. Consumo energía El desarrollo de la resistencia se determina por el carácter específico del trabajo, que a su vez depende del grado de la utilización de cada una de las fuentes energéticas que posee el organismo (alactácida, lactácida y aerobia). De este modo, vemos cómo la resistencia posee tres componentes fundamentales, según el tipo de fuente energética que asegure la ejecución del esfuerzo muscular, por esta razón veremos las características bioquímicas y los métodos para el desarrollo de esta, de acuerdo al componente de que se trate: a) Componente anaerobio alactácido: Para desarrollarlo se utilizan con mayor frecuencia ejercicios del tipo de potencia máxima (~ 90-95% W máx.), mediante la realización de los sprint de intervalos (con micropausas de 30”, 60” y 90”), cuyo objetivo principal es lograr “el agotamiento máximo de las reservas alactácidas y el incremento de la estabilidad de las enzimas claves: miosín ATPasa y CPK sarcoplasmática”. Nota: Al ejecutar ejercicios de esta característica, la degradación del ATP y el CrP provocan un � Veloc. Consumo de O2 en los primeros segundos de la recuperación del CrP. Además, en un intervalo de W > 10” la Vreac CPK disminuye rápidamente y por otra parte, el � [ADP] � � Veloc. Glucólisis. Se pueden utilizar carreras de 30m, 60 m y 80 m. b) Componente anaerobio lactácido: Para desarrollarlo se pueden utilizar ejercicios del tipo de esfuerzos límites, los reiterados y los de intervalos , cuyas características proporcionan el � glucogenólisis muscular con lo cual se logra: � [lactato] � � R.A. ( a expensas de las reservas de [glucógeno] muscular ). Además, estos ejercicios logran � Ventilación pulmonar (debido al � Exc. CO2 no metabol.) Se pueden utilizar trabajos standard intervalos (donde la carga repetida se hace con descanso estable, Ej.: 400m ~ 95% con 3 min. recuperación). Ver pág. 374, fig.133 y 134, del texto básico. Esta es la denominada resistencia a la velocidad. c) Componente aerobio de la resistencia: Para desarrollarla se pueden utilizar ejercicios del tipo continuo, reiterado y las variantes de trabajos a intervalo. En este caso para ejercer una influencia suficiente en el metabolismo aerobio, mediante los trabajos de tipo continuo y repetido, la duración del esfuerzo debe ser como mínimo: t > 3‘, para poder lograr un estado estacionario en el cual se manifiesta: -Equilibrio relativo e/ Consumo y Demanda de O2. -Resíntesis del ATP (Por la Fosforilación Oxidativa). -Equilibrio e/ Degradación y Síntesis de las Proteínas. - �Actividad de las Enzimas Oxidativas.

Por lo explicado se comprenderá que se puede hablar de: a) Resistencia a la velocidad: Resíntesis relativamente prolongada del ATP sobre la base de procesos anaerobios casi exclusivamente. Ejemplo: carreras de repetición, casi sin interrupción de tramos. b) Resistencia a la fuerza: (Ídem a la anterior, pero intervienen también procesos aerobios de resíntesis de ATP. Ejemplo: trabajar con pesos moderados y altas repeticiones. c) Resistencia propiamente dicha: En este caso, la resíntesis del ATP se obtiene por vía aerobia. Ejemplo: carreras de medio fondo y fondo en atletismo. Clasificación (según Dr. Harre): -Corta duración (t = 3’ – 9’) -Media duración (t = 10’-30’) -Larga duración (t > 30’) 2.-Cambios bioquímicos que caracterizan a esta capacidad física: -Disminuye marcadamente la deuda de O2 , por lo cual se pasa a condiciones aerobias. -Resíntesis aerobia del ATP, ya que aumentan los procesos de fosforilación oxidativa. -Los procesos energéticos tienen lugar en condiciones de estado estable. -Cuanto más largo es el trabajo, mayor correspondencia existirá entre el consumo de O2 y su satisfacción. -Aumento relativo, ya durante el propio trabajo, de las posibilidades de síntesis de ATP, CrP, glucógeno, etc. -Aumento de las reservas glucogénicas en especial en el hígado. -Disminución relativa, también durante el trabajo, de las concentraciones de ácido láctico y pirúvico. Esto ocurre porque en el organismo existen mayores posibilidades de oxidar las sustancias más completamente, es decir, son utilizados no solo los glúcidos como fuente energética, sino además, las grasas de reserva. -Se establece durante el trabajo, un equilibrio en el músculo, entre la degradación y síntesis de proteínas. -Como consecuencia del entrenamiento sistemático, aparece la hipertrofia cardiaca en los deportistas de resistencia, para asegurar el incremento del bombeo de la sangre hacia los tejidos (debido al aumento de la sístole ventricular). 3.-Interrelación de las capacidades motrices: Engelhardt, V.A., Belitzer, B. y otros demostraron que los productos de las reacciones obtenidas por causa de trabajos de máxima y submáxima potencia (ADP, AMP, lactato, NH3, etc.), estimulan después del trabajo, los procesos oxidativos. Esto aumenta en la recuperación la resíntesis aerobia del ATP y demás compuestos energéticos. En lo que hemos explicado, se basa la interrelación entre las capacidades velocidad y resistencia. Dicho más claramente, los trabajos de velocidad ayudan a que en la recuperación se aumenten las posibilidades aerobias (característica ésta última de la resistencia típica). La interrelación entre las capacidades velocidad y fuerza se fundamenta en que, en ambas priman los procesos anaerobios de resíntesis del ATP. También en ambas se aumentan las proteínas musculares, así como la actividad ATPasa de la miosina.

De todo lo planteado anteriormente, podemos concluir que la preparación del deportista para cualquier tipo de actividad siempre debe ser multilateral, de manera tal que en el organismo de este deben crearse las bases bioquímicas para el desarrollo de las tres capacidades motrices, ya que sólo obtendremos resultados óptimos con la utilización en el entrenamiento de un trabajo multilateral. Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.8 (págs. 90-99) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 23 (págs.369-379).

Actividad 35-36: CONFERENCIA No.11: “PARTICULARIDADES DEL METABOLISMO EN LAS . DIFERENTES EDADES” CONTENIDO: 1.-Características del metabolismo en la infancia. 2.-Características del metabolismo en la vejez. 3.-Influencia de los ejercicios físicos sobre los procesos metabólicos en las diferentes edades: a.-Infancia. b.-Vejez. OBJETIVO: Diferenciar las particularidades metabólicas del niño y del adulto mayor, así como el momento más efectivo para el desarrollo de cada una de las capacidades motrices. 1.-Características del metabolismo en la infancia.- Atendiendo a las particularidades de las diferentes etapas biomorfológicas por las que atraviesa el organismo humano, debemos destacar que en este caso existe en general una inmadurez morfológica y por tanto, posee: -Menor capacidad funcional, especialmente en el S.N.C., ya que la corteza adolece de un menor desarrollo comparado con los núcleos subcorticales y el sistema neurovegetativo, lo cual limita el papel regulador que sobre los procesos metabólicos ejerce este sistema. -Desarrollo incompleto de las glándulas endocrinas, razón por la que su funcionamiento aún no es completo y se dificultan las posibilidades reguladoras del sistema endocrino sobre los procesos metabólicos en el niño. -Incremento en las necesidades de material plástico (ya sean proteínas, vitaminas y sales minerales) para la síntesis de nuevas estructuras y tejidos que aún no han completado su formación y desarrollo, tanto en niños como en los adolescentes. Así por ejemplo: en el adulto, las necesidades diarias de proteínas oscilan entre 1 - 1.5 g / Kg. P. C., en cambio, en el adolescente de ~15 años están alrededor de los 2 g / Kg. P.C., mientras que en los niños entre los 2 – 3 años de edad es de ~3.5 g / Kg. P.C. -Por lo anteriormente señalado: � Síntesis Proteica, se requiere la utilización de gran cantidad de energía, que se necesita para la activación de los aminoácidos que participan en la biosíntesis proteica, la cual se obtiene gracias a los procesos REDOX vinculados a la fosforilación oxidativa. -El notable consumo de energía (en forma de ATP), para los procesos biosintéticos que el organismo en edades tempranas demanda para su propio desarrollo, constituye una gran limitante para la utilización de esta energía en la contracción muscular que la actividad física requiere, razón por la que el esfuerzo muscular en estas edades debe ser limitado. -El incremento de los procesos oxidativos aerobios para asegurar la demanda energética de los procesos biosintéticos, conduce a que se observe un marcado “�necesidades en el consumo de oxígeno”, las que deben ser satisfechas a partir de una actividad intensa del sistema respiratorio. -Los niveles de [Hb] sangre y [Mioglob] músculo más bajos comparativamente con el adulto, condicionan la disminución de las posibilidades para realizar esfuerzos físicos en esas edades tempranas con una marcada deuda de O2, que equivale a decir: “en condiciones anaerobias”, o sea, “en el niño se observa una � capacidad para realizar Wmuscular en condiciones anaerobias”. -El �Metabolismo (debido al ANABOLISMO intensificado), hace que tanto los sistemas cardiovascular como respiratorio funcionen intensamente, incluso en estado de reposo, lo cual equivale a decir que sus reservas funcionales son menores respecto al adulto, y por esta razón, las [LACTATO]sangre resultan muy superiores al realizar cargas de carácter similar (comparadas con un adulto). -El porcentaje de H2O en el organismo decrece con la edad notablemente: un niño recién nacido (1er día) posee ~85% P.C., a las 2 semanas (~14 días) es de ~76%, a los 2 meses (~60 días) es de ~66%, a los 6 meses es de ~61%, a los 4 - 5 años es de 59 % y a los 13 años es de ~60 %. El niño pierde mucha agua en el metabolismo diario, así durante las 24 horas del día participa entre ~30 -50 % del total del agua ingerida, en cambio, en el adulto esto equivale a sólo ~15 % (en

resumen, sólo se retienen por las células y tejidos del organismo del niño ~2% del H2O ingerida diariamente). -En general, el organismo del niño se caracteriza por un elevado contenido de agua y además de una gran intensidad de los procesos metabólicos (sólo de los 20 años en adelante es que se observa una tendencia a estabilizar los procesos metabólicos, lo cual determina las particularidades del metabolismo en las diferentes edades). 2.-Características del metabolismo en la vejez.- De manera similar a lo planteado en el caso del niño, en el organismo que envejece se ponen de manifiesto toda una serie de modificaciones sustanciales que determinan un comportamiento diferente en estos sujetos, así tenemos que entre otros cambios se observa: -Variación significativa en la composición del cerebro, de modo tal que � [lípidos] y en cambio, � [Proteínas], lo cual altera notablemente el metabolismo de este tejido y por ende, su función reguladora es afectada considerablemente. -Alteración en la secreción de las glándulas endocrinas, debido a que las células y tejidos de este sistema con el decursar de los años se ven notablemente afectadas y prácticamente resulta ineficiente el poder regulador de este sistema para prevenir todas las modificaciones de los procesos metabólicos que se manifiestan en esta etapa. -Disminución [Proteínas P.M . bajo] y en cambio, � [Proteínas P.M. elevado] , de modo general, la [ Proteínas ]plasma tienden a disminuir sistemáticamente entre los 21 a los 60 años de edad. -Disminución de la Síntesis Proteica (que requiere de los ácidos nucleicos y estos decrecen paulatinamente con la edad). Por esta razón, se observa: “� Velocidad de Renovación de las células del cerebro y del músculo”(debido a que los procesos de división celular se alteran y como consecuencia de esto muchas células se atrofian y mueren , por lo cual el número de neuronas en la corteza disminuye, así como también que el promedio de la masa muscular en los ancianos entre 70 – 80 años � ~30% ). -En correspondencia a lo señalado anteriormente (� Síntesis Proteica), trae aparejado que se aprecie una � Síntesis Enzimas Oxidativas , ello equivale a que � Procesos de Fosforilación Oxidativa, por tanto: la Formación de ATP se afecta notablemente. -Los niveles de lípidos en sangre aumentan con la edad, así se observa �[Colesterol]sangre a valores máximos entre los 60 – 70 años de edad. -Gran pérdida del contenido de H2O en los tejidos con el incremento de la edad. 3.-Influencia de los ejercicios físicos sobre los procesos metabólicos en las diferentes edades: a.-Infancia.- La aplicación de ejercicios físicos en el organismo del niño estimula en el período de descanso posterior al esfuerzo muscular la posibilidad de �Procesos Biosintéticos(ocurre la Supercompensación de las sustancias que fueron afectadas durante el Wmuscular , favoreciéndose así la renovación y crecimiento de diferentes tejidos). En general, podemos plantear que: ORGANISMO INFANTIL Características Fisiológicas : Objetivo de los Ejercicios Físicos: -No existe desarrollo del sistema � Desarrollo del Organismo Cardiorrespiratorio, por lo que no se deben realizar Esfuerzos Físicos Típicos de Resistencia. Tipos de Ejercicios Recomendados: -Dosificados (por la poca posibilidad de . asegurar energéticamente el esfuerzo por vía anaerobia). -No agotadores (para asegurar el buen desarrollo de la recuperación). -Corta duración (sin exigencias de Cargas de �Fuerza ni � Rapidez).

Influencia de los ejercicios: -� Masa Muscular -� Reservas Energéticas - � Regulación de los Procesos Metabólicos RESUMEN: � Capacidad potencial para ejecutar W físico mayor b.-Vejez.- La aplicación de ejercicios físicos en esta etapa conduce a la estimulación de: -Retardo de los procesos de vejez. -�Capacidad de Trabajo Físico. -Aseguramiento de la Longevidad. De manera general podemos plantear que: ORGANISMO QUE ENVEJECE Características Fisiológicas: Objetivo de los Ejercicios Físicos: - � Capacidad Funcional �Mantenimiento del Equilibrio de los (Sistema Cardiovascular y Procesos Metabólicos. Sistema Respiratorio). Nota: Esto se corresponde con que “no se aseguran los procesos metabólicos en cargas duraderas”. Tipos de Ejercicios Recomendados: -Corta duración Influencia de los Ejercicios: -� Actividad de los Procesos Metabólicos. -� Síntesis Proteica (� Masa Muscular, así como � Tono Muscular). -�Actividad Enzimática. -� [Colesterol] sangre

-� Secreción Hormonal (favorece el mantenimiento de la homeostasis) -�Actividad de los Mecanismos Reguladores. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León, “Bioquímica de los ejercicios físicos”, Cáp. 13 (págs. 135-139) Actividad 37-38: SEMINARIO No.5: “CARACTERÍSTICAS BIOQUIMICAS DE LAS CUALIDADES . FÍSICAS Y DEL METABOLISMO EN LAS DIFERENTES EDADES” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de las características bioquímicas de cada una de las cualidades físicas y del metabolismo en la infancia y la vejez.

OBJETIVO: Profundizar en el desarrollo de los factores biológicos que determinan las posibilidades para favorecer el incremento de la rapidez, la fuerza y la resistencia, así como las particularidades de esto en las diferentes edades.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Esencia del principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular. b) Factores bioquímicos que limitan a las cualidades velocidad y fuerza. c) Fundamento bioquímico de las cualidades velocidad, fuerza y resistencia. d) Requisitos fundamentales que determinan el desarrollo de la resistencia. e) Cambios bioquímicos que caracterizan a cada una de las cualidades motoras. f) Particularidades del metabolismo en la edad infantil y en la vejez. g) Influencia de los ejercicios físicos sobre el metabolismo en las diferentes edades. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1- ¿Cuál es la esencia del principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular? Ilustre con ejemplos esto. 2.- ¿Por qué las cualidades velocidad y fuerza se encuentran estrechamente vinculadas entre sí? Justifíquelo señalando las particularidades bioquímicas que soportan la base de su desarrollo. 3.-Mencione algunos de los diversos factores de los cuales depende el desarrollo de las cualidades velocidad y fuerza. 4.-¿Qué factores bioquímicos son los que fundamentalmente limitan el desarrollo de las cualidades velocidad y fuerza? Explique. 5- ¿Qué tipos de ejercicios son los más recomendables a utilizar en el entrenamiento para poder lograr un incremento de las cualidades velocidad y fuerza? Explique ¿qué se logra desde el punto de vista bioquímico con cada uno de estos? 6-¿Por qué se plantea que la resistencia es una cualidad importantísima para el deportista? Fundaméntelo sobre la base de su manifestación. 7- ¿Cuáles son los requisitos fundamentales para que se pueda lograr el desarrollo de la resistencia? Fundaméntelo. 8- ¿Cómo se puede determinar desde el punto de vista bioquímico la resistencia? 9.- ¿Cuál es la base o fundamento bioquímico sobre el que descansa el desarrollo de la resistencia? Fundaméntelo. 10.-¿Cuáles son los componentes que garantizan desde el punto de vista energético el desarrollo de la resistencia? Explique las particularidades de cada uno. 11.-¿Qué tipos de ejercicios son los mas recomendables a utilizar en el entrenamiento para poder lograr el desarrollo de cada uno de los componentes de la resistencia? 12.-Señale los cambios más significativos que caracterizan a cada una de las cualidades motoras. 13.- ¿Cómo puede ejemplificar Ud. la interrelación en las 3 cualidades motoras estudiadas? Fundaméntelo. 14.-Señale algunas de las particularidades metabólicas del organismo en la edad infantil. 15.-¿Por qué se plantea que en el niño existe una limitación para realizar esfuerzos físicos de carácter anaerobio? Diga además, ¿cómo se comportan en el niño los niveles de lactato sanguíneo al realizar un esfuerzo físico de carácter similar al que realiza un adulto? 16.-Señale algunas de las particularidades metabólicas del organismo que envejece.

17.-¿Cómo se comporta la síntesis de proteínas en el organismo que envejece? Señale la repercusión que esto trae sobre los diferentes órganos y tejidos como pueden ser el S.N.C. y el músculo esquelético. 18.-¿Qué objetivos persigue la aplicación de ejercicios físicos en los niños? Diga además, ¿cómo influyen estos sobre el metabolismo en estas edades? 19.-¿Qué objetivos persigue la aplicación de ejercicios físicos en el organismo que está envejeciendo? Diga además, ¿cómo influyen estos sobre el metabolismo en estas edades? 20.-¿Cuáles son los ejercicios mas recomendables a utilizar en las diferentes edades: infancia y vejez? Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Caps.9 (págs. 90-99) y 13 (págs.135-139). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 22y 23 (págs. 361-379) TEMA IV: “FACTORES BIOQUÍMICOS PARA EL INCREMENTO DE LA EFECTIVIDAD DEL ENTRENAMIENTO”. Actividad 41-42: CONFERENCIA No. 12: “MÉTODOS BIOQUÍMICOS PARA LA EVALUACIÓN DE LAS REACCIONES DEL ORGANISMO DURANTE LA APLICACIÓN DE CARGAS FÍSICAS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales. 2.-Objetivos generales del control bioquímico en el deporte 3.-Determinación de la capacidad de trabajo general y específico. 4.-Tipos de controles bioquímicos. 5.-Importancia de la determinación del lactato y la urea en la preparación del deportista. OBJETIVO: Distinguir los métodos bioquímicos utilizados en el deporte para evaluar la capacidad de trabajo físico. 1.-Consideraciones generales.- Ante todo resulta necesario comprender las diferencias entre entrenamiento deportivo y preparación del deportista, de modo tal que la esencia de cada uno de estos términos: a) Nivel de entrenamiento: Se encuentra relacionado con los cambios biológicos adaptativos que se manifiestan en el organismo del deportista por efecto de la influencia del entrenamiento sistemático y que provocan un incremento de la capacidad de trabajo físico. b) Preparación del deportista: Representa un concepto más amplio, es decir, un conjunto de cambios biológicos y psicológicos que le permiten alcanzar al deportista un nivel cada vez más elevado en el entrenamiento. En resumen, “el proceso de entrenamiento deportivo, tiene que ser planificado sobre bases sólidas, apoyadas en principios y leyes científicas de modo tal que se creen las condiciones óptimas para alcanzar la forma deportiva a su debido tiempo, así como poderla mantener durante un período que permita asegurar logros en el rendimiento deportivo, que respondan a los plazos prefijados de las competencias más importantes del calendario anual de estas”. De este modo, la planificación del entrenamiento deportivo debe contemplar “los medios y métodos de control adecuados, para conocer los resultados que se vayan obteniendo durante el desarrollo del macrociclo de entrenamiento y de esa manera poder tomar las medidas correctivas necesarias (en el caso que se requiera), para alcanzar los objetivos propuestos, según la etapa que se este analizando”.

2.-Objetivos generales del control bioquímico en el deporte: En resumen estos se pueden plantear en tres principales que son: a) Evaluar la capacidad de trabajo física general y específica b) Evaluar las cargas de entrenamiento y su soportabilidad en el deportista. c) Evaluar la actividad competitiva.

3.-Determinación de la capacidad de trabajo física general y específica: Para comprender este aspecto: “es necesario diferenciar lo que se entiende por cada una”. Capacidad de trabajo físico general: Para calcularla el deportista debe realizar una carga estandarizada que aumente gradualmente en escalera donde la potencia de trabajo y los parámetros biológicos: VO2, F.C., lactato, E.A.B., etc. son fijados previamente de acuerdo a las características del deportista. Se utilizan los llamados test internacionales (siendo los más empleados: el maximale steady state y el vita máxima) en la bicicleta ergométricas, el tapiz rodante o en el ergómetro de remos. Aquí se evalúan las posibilidades funcionales del deportista en general, donde se tienen en cuenta parámetros bioquímicos y fisiológicos, lo cual se debe realizar como mínimo 2 veces en el macrociclo de entrenamiento (al inicio de la P F G y al final del P P C). Esto se lleva a cabo mediante el control a profundidad. Capacidad de trabajo físico especifica: Para calcularla se utilizan los test específicos para cada especialidad deportiva, confeccionados atendiendo a las características y particularidades de cada deporte (como objetivo central), donde se tienen en cuenta además, el criterio de los técnicos y especialistas deportivos, asesorados por los metodólogos y demás especialistas (médico, psicólogo, biomecánico, bioquímico, etc.) que conforman el equipo o colectivo de trabajo para el control del entrenamiento. De este modo, hay que destacar por ejemplo que, “el test para determinar la capacidad de trabajo especifico de un velocista, no puede ser igual que para un fondista”, ya que cada uno persigue objetivos diferentes. El análisis de: la forma en que reacciona el deportista a las cargas específicas permite dividir a estas, en cuanto al valor energético del trabajo, en diferentes zonas : 1.-Aerobia (40 mg % , ó 4,4 mmoles/l) RESISTENCIA 2.-Mixta (>40–120 mg%, ó > 4,4-13,6 mmoles/l) RESISTENCIA A LA VELOCIDAD. 3.-Anaerobia (>120 mg%, ó >13,6 mmoles/l) VELOCIDAD De este modo, si analizamos el caso del velocista y el fondista podemos plantearnos hacia que zona debe cada uno trabajar. Para determinar esto, es muy útil el llamado control bioquímico por etapas (debe realizarse uno al final de cada etapa: P.F.G., P.F.E. y P.P.C.), o sea, se realizarán 3 como mínimo en el macrociclo. 4.-Tipos de controles bioquímicos: Para abordar este aspecto se debe plantear que: “durante el desarrollo del macrociclo de la preparación del deportista, se pueden realizar cuatro tipos de controles, de acuerdo a las características de lo que queremos evaluar, debiendo tener presente que existe 4 tipos diferentes de estos: a profundidad, por etapas , contínuo y durante la competencia”. Una vez señalado esto, se deben puntualizar las características de cada uno: a) A profundidad: Es un control integral, en que se tienen en cuenta toda una serie de condiciones (previamente fijadas) para poder evaluar la capacidad de trabajo físico general del deportista. Se debe realizar teniendo en cuenta criterios de un equipo de trabajo integrado por médicos, fisiólogos, bioquímicos, metodólogos y entrenadores, utilizando los test internacionales (maximale steady state, vita máxima, etc. Se deben realizar como mínimo 2 en el macrociclo anual (uno al inicio de la P.F.G. y otro al final del P.P.C).

b) Control por etapas: Es aquel que se lleva a cabo en cada una de las etapas del macro ciclo de entrenamiento: P.F.G, P.F.E y P.P.C, de modo que nos permita conocer como el organismo se va adaptando a las cargas, es decir, que nos informa acerca de la disposición funcional del deportista en cada etapa, así de cómo se encuentra el mismo respecto a las otras etapas. Se debe realizar como mínimo 3 veces en el macrociclo de entrenamiento. c) Control contínuo: Es aquel que se lleva a cabo de modo sistemático, a lo largo de cada una de las etapas que conforman el macrociclo de entrenamiento, de modo que nos permite evaluar la influencia de las sesiones de entrenamiento sobre el organismo del deportista de manera objetiva y precisa. Se debe realizar el número de veces mayor que sea posible. d) Control durante la actividad competitiva: Es aquel que como lo indica su nombre, nos expresa el grado de preparación del deportista ante la competencia, ya que es el resultado del trabajo de preparación previa a la competencia, o sea, es el control que se lleva en el momento de la competencia. Se debe realizar el número de veces que sea posible.

NOTA: Evalúa la respuesta del organismo a la competencia, y esto constituye un objetivo importante en la bioquímica del deporte, pues el análisis de los cambios experimentados en el organismo del deportista en condiciones de competencia permiten crear las bases de un modelo bioquímico del deportista de elevado nivel en las diferentes disciplinas deportivas. Para ello es necesario evaluar los resultados bioquímicos con las observaciones pedagógicas del entrenador y de ese modo evaluar las posibilidades reales del atleta, lo cual constituye efectivamente a adecuación y corrección del entrenamiento en los casos que se precise hacerlo, y con ello lograr una orientación y dirección del proceso que permite alcanzar mejores resultados deportivos. 5.-Importancia de la determinación del lactato y la urea en la preparación del deportista: En este aspecto, el docente deberá señalar que esto corresponde con: “la evaluación de las sesiones de entrenamiento y la soportabilidad a las cargas”. En primer lugar, se analizará la importancia de la determinación del lactato, este aspecto está estrechamente ligado con las zonas energéticas vistas en función de los valores de [lactato]sangre: Por otra parte si analizamos un deportista en 3 momentos diferentes del macrociclo anual de entrenamiento: P.F.G., P.F.E. y P.P.C., se observará en una grafica de[Lactato]sang. vs. W lo siguiente:

Wx

NOTA: Aquí insistiremos que la gráfica del lactato es un fiel indicador del grado de utilización de los mecanismos de resíntesis de ATP y nos sirve para evaluar la respuesta del deportista ante una carga determinada (Wx) Así por ejemplo: Wx [[ lactato]] I >> [[ lactato]] II >> [[ lactato]] III (Esto se debe a que en el P.P.C. están más perfeccionados los mecanismos aerobios) De este modo de acuerdo a las capacidades funcionales que se quieran desarrollar debemos trabajar en una zona u otra: a) Desarrollo de las capacidades aerobias: Se deben alcanzar valores de lactato entre 40 – 80 mg% (4,4 – 8,8 mmol/l. La resíntesis de ATP se realiza con predominio de la fosforilación respiratoria. NOTA: Este tipo de entrenamiento favorece el desarrollo de la resistencia. b) Desarrollo de las capacidades mixtas: Se deben alcanzar valores de lactato entre 80 – 120 mg% (8,8 – 13,3 mmol/l. La resíntesis del ATP se produce tanto por los mecanismos aerobios como anaerobios. NOTA: Este tipo de entrenamiento es para desarrollo de la resistencia a la velocidad. c) Desarrollo de las capacidades anaerobias: Se deben sobrepasar los valores de lactato de los 120 mg% (> 13,6 mmol/l). La resíntesis de ATP se produce en condiciones anaerobias, fundamentalmente a expensas de la glucólisis. NOTA: Este tipo de entrenamiento logra el desarrollo de la velocidad. No debe someterse al deportista a entrenamientos sostenidos de volumen e intensidad elevados para evitar caer en cargas supramaximales. En segundo lugar, se procederá a señalar el rol que desempeña la urea durante el macrociclo del entrenamiento, debido a que la misma como sabemos se obtiene como resultado de la degradación de las proteínas, y por tal razón, “constituye un fiel indicador del grado de recuperación del organismo del deportista frente a las cargas de entrenamiento a que este se encuentra sometido constantemente”. ¿Por qué es necesario el control continuo? Porque nos permite valorar de manera sistemática como van influyendo las diferentes cargas realizadas a través de su preparación, mediante las sesiones de entrenamiento en sus procesos y cambios adaptativos del organismo. ¿Cómo se puede lograr esto? Mediante la determinación de la urea en sangre se puede valorar el grado de soportabilidad de las cargas y además, el nivel de recuperación del organismo a las cargas , ya que ésta sustancia es el metabolito terminal del metabolismo proteico. En condiciones de adaptación a las cargas, los niveles de urea en sangre se mantienen normales, sin embargo, en casos de sobrecarga se incrementan estos y no se recuperan sistemáticamente: son el aviso de un posible estado de sobreentrenamiento. Dinámica de la urea en un microciclo: Debe explicarse la forma en que deben realizarse las

determinaciones de la urea, es decir, en relación con las cargas, o sea: 1. Determinación en reposo (lunes) 2. Determinación después de la primer trabajo fuerte (martes). Así sucesivamente, para analizar el efecto de las cargas sobre el organismo, de modo que pueden presentarse 3 alternativas: 1ro: [Urea] sangre < 1,7mmol/l La carga resultó insuficiente (por debajo) 2do: [Urea] sangre ~ 1,7 – 6,8 mmol/l La carga resultó efectiva 3ro: Urea] sangre > 6,8 mmol/l La carga resultó elevada (por encima de sus posibilidades) Esto se puede visualizar gráficamente así:

De este

De este modo, mediante el control continuo, cumplimos con el segundo objetivo del control bioquímico en el deporte, lo cual al llevarse acabo a lo largo de diferentes micro ciclos, nos permite evaluar la influencia de las cargas de entrenamiento de una forma objetiva y precisa. Bibliografía: -Rodríguez, R. y M. García, “El Control Bioquímico en el Deporte” (conferencia mimeografiada) Actividad 43-44: CONFERENCIA No. 13: “LA NUTRICIÓN EN EL DEPORTE”. CONTENIDO: 1.-Importancia de la alimentación. 2.-Funciones principales de la alimentación. 3.-Características que debe reunir la dieta del deportista. 4.-Incremento de la capacidad de trabajo y los procesos de recuperación mediante factores dietéticos complementarios. 5.-Suministro de factores dietéticos en el momento adecuado de acuerdo a las características del esfuerzo. OBJETIVO: Diferenciar las particularidades de la alimentación de un obrero a la de un deportista 1.-Importancia de la alimentación. a) La alimentación es un factor básico e imprescindible para el mantenimiento de la actividad vital. b) Todos los procesos biológicos que existen en el organismo exigen un determinado gasto energético: la energía necesaria para el trabajo mecánico de los músculos, para la actividad nerviosa superior, para mantener la temperatura corporal, para la síntesis de las proteínas. c) El organismo tiene que restituir sin interrupción las sustancias y elementos químicos componentes de sus tejidos, que sufren constantemente desgastes en los procesos metabólicos. d) Una dieta equilibrada y reforzada con factores complementarios, ayuda al incremento de la capacidad de trabajo física y además, permite acortar el período de recuperación. 2.-Funciones principales de la alimentación.- Se puede considerar que esta tiene tres funciones: a) Función energética (representada fundamentalmente por los glúcidos y los lípidos).

b) Función estructural ó plástica (representada por las proteínas). c) Función complementaria (representada por las vitaminas y las sales minerales). Pasaremos a detallar algunas de particularidades de cada una: a) Función energética: -El organismo necesita constantemente un suministro de energía, aún en condiciones basales (o sea, en estado de reposo absoluto), debido a que continua la actividad de los diferentes órganos y sistemas. A ese gasto energético mínimo es a lo que se le conoce como metabolismo basal. -En condiciones normales debe existir un equilibrio entre la cantidad de energía que el organismo gasta diariamente en sus diferentes funciones y la cantidad de energía que a él se incorpora con los alimentos, así cuando la ingestión calórica se encuentra por encima del gasto, arrojará un balance positivo,(estamos en presencia de una dieta hipercalórica); en cambio, si la ingestión se encuentra por debajo del gasto, es un balance negativo (estamos en presencia de una dieta hipocalórica). -Mientras más dinámica sea la actividad que realice un sujeto, mayor será el gasto energético de su organismo. Por tal razón, las normas dietéticas en cuanto a los valores calóricos son más elevadas para los deportistas, si lo comparamos con los sujetos no deportistas. -En el caso del deportista, el gasto energético depende entre otros factores de: tipo de deporte, nivel o categoría deportiva (que en el caso de los deportes de combate esta determinado por el peso corporal), de las condiciones del entrenamiento que se realice, de la temperatura ambiental, etc. A continuación veremos algunas breves consideraciones generales acerca de los principales componentes energéticos de la alimentación: Glúcidos: Constituyen los sustratos energéticos por excelencia de los tres nutrientes que se incorporan con los alimentos en la dieta diaria, debido a su fácil oxidación (incluso en condiciones anaerobias). -Los monosacáridos más importantes en la nutrición humana son: glucosa, fructosa y galactosa. -Los disacáridos de mayor importancia para el hombre son: sacarosa, lactosa y maltosa. -El polisacárido más importante para el hombre es el glucógeno (porque es el que se almacena fundamentalmente en el hígado, así como en el músculo). -Las fuentes naturales de glúcidos son: los cereales, las verduras y las frutas. Los azúcares refinados (fundamentalmente sacarosa, así como el almidón) se ingieren en cantidades considerables en los distintos productos elaborados por la industria alimenticia (dulces, pasteles, bebidas no alcohólicas, helados, etc.). -Las reservas de glucógeno hepático en el hombre se calcula que oscilan entre los 300-400 g., siendo en el deportista estos valores superiores, s decir, entre 500-600 g. -Estas sustancias desempeñan un papel de gran importancia en la práctica deportiva, debido a que ellos brindan con relativa rapidez su caudal energético, en especia l para el trabajo de los músculos, ya que constituyen los principales sustratos energéticos para los esfuerzos físicos de máxima y submáxima potencia. Grasas: Son las denominadas fuentes concentradas de energía, debido a que se almacenan en forma anhidra (fundamentalmente en el tejido adiposo) y además, al oxidarse liberan más del doble de la energía que los glúcidos y las proteínas, o sea, en el caso de las grasas se desprenden ~9,3 kcal/g, mientras que en los otros dos es ~4,1 kcal/g. -A diferencia de los glúcidos, las grasas pueden almacenarse en nuestro organismo en cantidades relativamente grandes, no sólo en el tejido adiposo, sino además en otros tejidos como el nervioso que es rico en otros tipos de lípidos. -La demanda diaria de grasas por el organismo humano oscila entre los 80-100 g. debiendo estar como mínimo ~1/3 de estas como aceites vegetales, los cuales presentan ácidos grasos insaturados, es decir, con dobles enlaces en sus cadenas carbonadas, lo cual los hace más asimilables por el organismo, pues participan con mayor facilidad en las reacciones metabólicas, además de que pueden cumplir con la función de vitaminas. El valor alimenticio de las grasas

está determinado por su grado de asimilación, el cual a su vez depende del punto de fusión y de su composición química. Las grasas de la ración diaria satisfacen casi la tercera parte de la demanda energética del organismo. -Las grasas no sólo desempeñan función energética, pues ellas también cumplen otras funciones de gran importancia como es la estructural (en las membranas celulares: la doble capa lipoproteica). -Las fuentes naturales de grasas de origen animal son: la leche y sus derivados (en especial la mantequilla), así como las carnes, tanto de res, de aves, y sobre todo la de cerdo, a pesar de que esta última resulta de difícil digestión así como de menor asimilación por el organismo que las otras y que las grasas vegetales, pero no obstante a ello, las carnes y sus derivados deben incluirse en la ración del deportista, como parte esencialmente importante de la dieta. Otras fuentes naturales de sustancias del tipo grasas, son: los huevos (en particular la yema), las vísceras (hígado, corazón, riñón, etc.), así como las grasas de origen vegetal, entre los que podemos citar los aceites de maní, de girasol, de oliva, de soya, etc., además, existen frutos y semillas ricos en estas sustancias como son el aguacate, el coco, el cacao, etc. que brindan un buen aporte de grasas a la dieta. -Las grasas del tipo de los aceites vegetales, desempeñan un importante papel en la alimentación de los deportistas que ejecutan esfuerzos físicos de carácter prolongado (corredores de maratón, ciclistas de carretera, y aquellos que utilicen considerablemente las grasas), de manera que la cantidad de aceites vegetales debe cubrir entre un 20-25%, los maratonistas, los ciclistas de carretera, los nadadores de distancias grandes, la normativa de grasas en la ración diaria debe estar alrededor de un 30%, para los deportistas que practican los restantes tipos de deportes oscilan ~ 24-26%. Es conveniente señalar que en condiciones de clima tropical, es posible que puedan variarse las proporciones del valor calórico de la ración diaria, de manera que pueden disminuirse las grasas sobre todo y los glúcidos, pero en cambio, se debe aumentar el componente proteico de la alimentación. b) Función estructural ó plástica: El principal papel en esta importantísima función para el organismo la tienen las proteínas. Esta función se encuentra directamente relacionada con la masa muscular del organismo (en este sentido debemos recordar que ~90% de los constituyentes orgánicos del residuo seco en la célula de los animales está representada por las proteínas); por esta razón una alimentación conteniendo una proporción insuficiente de proteínas a serias alteraciones en el metabolismo, pudiendo manifestarse determinadas patologías en los diferentes órganos y sistemas de nuestro cuerpo como son el sistema osteomioarticular, el tejido nervioso, el sistema inmunológico, el sistema digestivo y el circulatorio, así como que además se presentan otras afecciones como son entre otras la disminución en la capacidad de trabajo físico. Diversas investigaciones realizadas con animales de laboratorio han demostrado como aquellos en los cuales se les somete a un régimen de restricción en las cantidades de proteínas en su dieta, que aparecen toda una serie de trastornos y anomalías metabólicas vinculadas con la disminución de la actividad de los ribosomas (orgánulos encargados de la síntesis de proteínas en la célula), y al parecer estos cambios en la actividad de estas estructuras subcelulares son la causa de las manifestaciones externas de la insuficiencia en la incorporación en la dieta diaria de las proteínas, por esta razón una de las cuestiones mas importantes de la alimentación la constituye el hecho de la adecuada satisfacción de la demanda diaria de las proteínas por el organismo. Esta demanda de proteínas en la ración diaria debe ser cumplimentada por alimentos ricos tanto en proteínas de origen animal como vegetal, debiendo destacarse que cada tipo de estas poseen diferente valor nutritivo, lo cual está en relación directa con la composición aminoacídica de estas, es por esto que las de origen animal por ser de composición similar en aminoácidos a las del cuerpo humano, resultan de un mayor valor, con relación a las de origen vegetal; no obstante, resulta necesario el poder combinar ambos tipos de estas en la ración diaria para así asegurar las proporciones adecuadas según las necesidades del organismo humano.

La actividad física incrementada, tal como son las diferentes modalidades deportivas llevan implícito un incremento en las necesidades diarias de proteínas en la alimentación , lo cual se debe al hecho que se observa aparejado a esto un aumento en los productos de desecho del metabolismo proteico así como de los ácidos nucleicos, es decir, se incrementa a través de la excreción por la orina de sustancias tales como: la urea, la creatinina, el ácido úrico e incluso en ocasiones los propios aminoácidos y las bases nitrogenadas (tanto púricas como pirimídicas). Esto es característico en los deportes donde se manifiestan grandes desgastes físicos, como pueden ser las carreras ciclísticas de carretera y las de maratón, por citar ejemplos muy comunes. Es conveniente destacar que durante la ejecución de las actividades deportivas, tienen lugar un incremento marcado de los procesos neuromusculares, y se sabe por experiencias llevadas a cabo que las proteínas de origen animal son buenas estimulantes de estos procesos, así en las normativas establecidas por el MINSAP, se indica que por lo menos el 57% del total de proteínas de la ración diaria, debe ser de origen animal. Por esta razón, es indispensable el realizar una elección adecuada de las fuentes proteicas para la ración del deportista de categoría élite, pues sobre todo estas deben ser variadas y sobre todo de un elevado valor nutritivo. No queremos concluir en este sentido sin plantear que la ración diaria del deportista debe incluir carnes y sus productos derivados, pescados y mariscos, huevos y leche así como los productos lácteos (queso, mantequilla, yogurt, etc.) , debido que este alimento tiene una gran importancia como fuente de fósforo fácilmente asimilable y además como fuente proveedora del aminoácido metionina, que resulta imprescindible para facilitar el metabolismo de las grasas. c) Función complementaria: En este sentido, debemos destacar el papel que desempeñan dos tipos de constituyentes minoritarios en el organismo: las vitaminas y las sales minerales. Vitaminas: Ellas resultan imprescindibles para que exista una alimentación racional y balanceada, pues a pesar que se ingieren en cantidades relativamente pequeñas con los diferentes productos naturales (fundamentalmente se incorporan en las frutas y vegetales) resultan los cofactores de las enzimas, proteínas de función especializada que aseguran los procesos de biocatálisis en los organismos vivos (los cuales transcurren en condiciones prácticamente isotérmicas e isobáricas). Es conveniente destacar que las deficiencias vitamínicas pueden conducir a serios trastornos metabólicos, en dependencia al grado de la insuficiencia en la dieta, que se catalogan como hipovitaminosis, o bien avitaminosis, lo cual repercute negativamente en especial para el caso del deportista, pues afecta considerablemente sobre los procesos de recuperación, así como que conduce que se manifieste una disminución en la efectividad del entrenamiento. Incluso, por el contrario sus necesidades se incrementan en el caso del deportista y la dieta de estos debe estar enriquecida con algunas de ellas: las del complejo B (B1, B2, B3, B6, B12, B15, etc.), así como la C, la A, la D y la E entre otras. Sales minerales: Estos por su parte permiten que se realicen infinidad de funciones en el organismo, y como sabemos se encuentran también estrechamente vinculadas al metabolismo de los 3 nutrientes fundamentales(glúcidos, lípidos y proteínas) , y así se sabe que la insuficiencia de ellos en la alimentación conduce a serias alteraciones en el desarrollo normal de los procesos fisiológicos, lo cual se refleja en la disminución de la capacidad de trabajo y hasta incluso en ciertas ocasiones en la aparición de estados patológicos. El papel de las sales minerales en la alimentación del deportista resulta de gran importancia debido a que el metabolismo en estos sujetos se encuentra incrementado a consecuencia del esfuerzo físico y ello hace que sus necesidades se incrementen debido a las grandes pérdidas que se producen a través de la eliminación de estos por el sudor. Entre algunos de los que más atención se les debe prestar por las funciones que desempeñan se encuentran: sodio, potasio, calcio, magnesio, fósforo y hierro. Nota: Para ampliar sobre este contenido se puede consultar en el texto “Higiene de la Cultura Física y el Deporte” de A. Laptio y A. Minj, las páginas 102-105. Destacando las características fundamentales de los glúcidos, triglicéridos, ácidos grasos insaturados y las proteínas en la actividad física sistemática. 3.-Características que debe reunir la dieta del deportista.

El trabajo realizado por un deportista difiere esencialmente al trabajo realizado por un obrero por dos aspectos fundamentales: 1ero. Mayor intensidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo por parte del deportista, lo cual equivale a que se incrementan los procesos metabólicos.

2do. La mayor parte de los ejercicios físicos que realiza el deportista se verifican con predominio de condiciones anaerobias, las cuales no se observan en un grado tal en los procesos laborables. OBRERO DEPORTISTA P----L-----G P-------L-------G 1gr : 1gr: 4gr 1gr: 0.7-0.8 gr.: 4gr 14% 31% 55% 15% 25% 60% Para calcular el % en el deportista, se procede de la siguiente forma: Proteínas: 1g x 4.1 Kcal. = 4.1Kcal g Lípidos: 0.75g x 9.3 Kcal. = 6.97 Kcal. g Glúcidos: 4g x 4.1 Kcal. = 16.4 Kcal. g Por tanto, al expresarlo en por ciento quedan estas calorías. 4.1 Kcal. + 6.9 Kcal. +16.4 Kcal. = 27.4 Kcal. (que equivale al 100%) Proteínas: 4.1 x 100=15% Lípidos: 6.9 x 100= 25% Glúcidos: 16.4 x 100= 60% 27.4 27.4 27.4 Las normas alimentarias de un deportista difieren a la de un obrero, en los siguientes aspectos: a) En condiciones de insuficiencia de O2 (procesos anaerobios) disminuyen las proteínas musculares, sintetizadas rápidamente en la etapa de recuperación. b) La oxidación de los lípidos ocurre en condiciones aerobias (cargas prolongadas), en cambio, los glúcidos pueden ser oxidados en condiciones anaerobias y aerobias. 4.-Incremento de la capacidad de trabajo y los procesos de recuperación mediante factores dietéticos complementarios. a)Glucosa y sacarosa: (mantiene la glicerina para el trabajo físico del músculo y el S.N.C) b)Sales de Fósforo: ( �Velocidad de la glucogenólisis, �[CrP], � Fosforilación Oxidativa) c)Metionina (aminoácido): Favorece la acción lipotrópica, o sea, � la transformación de las grasas neutras en fosfátidos. d)Ácidos grasos insaturados: Aumenta la resistencia de las estructuras subcelulares, mitocondrias y ello favorece los procesos aerobios. e)Vitamina B15: Contribuye a elevar el grado de utilización de O2 por el organismo, facilita soportar la hipoxia. Eleva los niveles de glucógeno en el hígado. f)Ácidos glutámico, cítrico y málico: Procesos aerobios y favorece la remoción del lactato. g)Monohidrato de creatina (Suplementación oral): [Cr~P] en el músculo y se incrementa su resíntesis durante la fase de recuperación. Nota: Existen estudios que demuestran que la ingestión de 5gr de monohidrato de creatina 4 veces al día por espacio de una semana proporciona un efecto inmediato beneficioso sobre el rendimiento físico.

5.-Suministro de factores dietéticos en momentos adecuados según la característica de la actividad realizada. Debe destacarse que es necesaria la utilización de suplementos dietéticos al deportista, tanto en las sesiones de entrenamiento, así como en las competencias y de acuerdo a las posibilidades según las características del tipo de esfuerzo, se deben suministrar ciertas sustancias. De este modo se debe distinguir 3 momentos: a) Antes del esfuerzo: -Sustratos de fácil oxidación, azucares sencillos (monosacáridos o disacáridos) que pasan rápidamente del intestino a la sangre y son empleados como sustratos de oxidación. -Deben suministrarse estos azucares a deportistas que participan en competencias varias veces al día. Ejemplos: pesistas, esgrimistas, carreras cortas, lanzamientos y saltos. b) Durante el esfuerzo: -Esta es imprescindible cuando las cargas físicas son prolongadas y van acompañadas de grandes perdidas energéticas. -La eliminación en la distancia no solo reabastecen las fuentes de energía sino también ayuda aprovechar de forma más completa las ya existentes en el organismo, Debe suministrarse fundamentalmente NaCl para evitar la deshidratación. c) Al concluir el esfuerzo: -Este tipo de alimentación es imprescindible para reabastecer los recursos energéticos del organismo y recuperar la capacidad de trabajo deportivo en el menor tiempo posible. -Las sustancias alimenticias deben ser ingeridas inmediatamente de haber concluido el trabajo físico, es cuando el proceso metabólico se mantiene a un nivel muy elevado debe suministrarse (monosacáridos, disacáridos y vitamina C) que elevan la capacidad de trabajo del deportista y acelera los procesos de recuperación, también deben de incluirse aminoácidos como la metionina, ácido cítrico, vitamina B15, etc. Bibliografía: -Averhoff, R. “Bioquímica de los ejercicios físicos”. Cap. 15 (págs.143-165). - Laptio. A. y A. Minj, “Higiene de la Cultura Física y el deporte”, Cap. (pág. 99-126). Actividad 45-46: SEMINARIO No. 6: “EL CONTROL BIOQUÍMICO Y LA NUTRICIÓN EN EL DEPORTE” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de los aspectos fundamentales: a) Del control bioquímico: objetivos generales de este, tests más utilizados, tipos de controles y objetivos que persiguen cada uno, así como los parámetros de mayor utilidad. b) De la nutrición: importancia y funciones de esta, particularidades de la dieta en el deportista, utilización de factores dietéticos complementarios y momentos en que se pueden utilizar. OBJETIVO: Analizar la importancia de la aplicación del control bioquímico y de la utilización de los factores nutricionales para favorecer el incremento de la efectividad del entrenamiento.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Diferencias entre los términos entrenamiento deportivo y preparación del deportista. b) Objetivos generales del control bioquímico. c) Determinación de la capacidad de trabajo físico (general y específica). d) Tipos de controles (objetivos de cada uno y parámetros más utilizados). f) Importancia y funciones que desempeña la alimentación. g) Particularidades de la dieta en el deportista (factores que determinan la diferencia de esta respecto a un sujeto no deportista). h) Utilización de factores dietéticos complementarios para incrementar el rendimiento deportivo.

ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1- ¿Cuál es la diferencia entre los términos nivel de entrenamiento y preparación del deportista? 2.-¿Cuáles son los objetivos generales que persigue el control bioquímico en el deporte? 3.-¿En qué se diferencian los test para determinar la capacidad de trabajo físico general y la capacidad de trabajo específica? Fundaméntelo. 4.-Explique la importancia que presenta el control bioquímico para el deportista. 5- Analice los diferentes tipos de controles bioquímicos y diga la importancia de cada uno, así como la finalidad que persigue. 6.-¿Cuál es la importancia de la valoración del lactato en las diferentes etapas del macrociclo? 7.-Represente mediante la gráfica correspondiente las diferentes zonas energéticas en función de la concentración del lactato. 8.-Explique la importancia que reviste la determinación de la urea para el control bioquímico. 9.-Analice la importancia del control bioquímico en la actividad competitiva. 10.-Explique la importancia y las particularidades de la alimentación para el deportista. 11.-¿Qué funciones desempeña la alimentación en el organismo, en particular del deportista? 12.-¿Por qué los glúcidos resultan de gran importancia en la alimentación del deportista? Fundaméntelo. 13.-¿Cómo pueden incluirse en la dieta los glúcidos? 14.-Señale algunas de las diferencias entre las grasas saturadas y las insaturadas. 15.-¿En qué radica el valor nutritivo de las proteínas? Explique. 16.-¿Por qué resultan de gran importancia las vitaminas y las sales minerales en el deportista? 17.- Señale los factores que marcan la diferencia entre la dieta del deportista y otro no deportista. 18.-¿En qué proporción se deben incluir cada uno de los nutrientes en la dieta diaria del deportista? Fundamente el por qué de esta diferencia respecto al sujeto no deportista. 19.-¿Qué sustancias pueden ser utilizadas como complementos en la alimentación del deportista? Diga además, ¿qué efecto provocan cada una de estas sobre el organismo del mismo? 20.-¿Cuáles son los momento más recomendables a suministrar algunos de los factores dietéticos complementarios? Señale algunos de estos en cada caso. Bibliografía: -Averhoff, R.y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”,Cap15 (págs.143-65) - Laptio. A. y A. Minj. “Higiene de la Cultura Física y el deporte”, Cap. (pág. 99-126). Actividad 47-48: CLASE PRÁCTICA No. 1: “EFECTO ENERGÉTICO DE LOS ALIMENTOS EN EL DEPORTISTA” CONTENIDO: Ejercitación sobre el contenido energético de cada uno de los nutrientes incorporados en la dieta. OBJETIVO: Resolver problemas de cálculo energético sobre la base del contenido de los diferentes nutrientes en la dieta para las distintas modalidades deportivas. ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos que

fueron impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como: -Concepto de nutriente. -Aspectos relacionados con los alimentos que proporcionan energía en la dieta.- Contenido energético de los diferentes alimentos.-Necesidades diarias de cada nutriente.-Diferencias entre la alimentación de un deportista y un suje to no deportista.-Aspectos esenciales acerca del cálculo del porciento de calorías que se requieren de cada nutriente diariamente según el gasto energético total( tanto en un deportista como en un sujeto no deportista), así como la conversión de estas calorías en gramos para cada nutriente. No obstante, para desarrollar esta clase práctica el docente debe realizar una breve exposición teórica de los cálculos que son necesarios hacer para poder determinar el contenido en gramos de cada nutriente que deben aparecer en la ración diaria de cada sujeto (ya sea un deportista o bien un sujeto no deportista), insistimos que esto depende del gasto energético que tenga el sujeto en cuestión (lo cual está en función de la actividad específica que el mismo realice). Así, para calcular la cantidad de gramos de proteínas, grasas y glúcidos que deben ser incorporados en la dieta diaria del sujeto se deben seguir los siguientes pasos: 1ro. Calcular el porciento de cada nutriente expresado en kcal (o más correctamente, en kjoules), y para ello cabe preguntarse, ¿cómo debemos hacer para poder hallar estos valores?, o sea, cuánto aportan cada uno de los nutrientes. a) En este sentido, según las normas internacionales dietéticas para la alimentación humana, se sabe que las proporciones entre los 3 nutrientes, para un individuo normal supuestamente sano, corresponden a: Proteínas : Lípidos : Glúcidos 1 g : 1 g : 4 g (4,1 kcal) (9,3 kcal) 4(4,1 kcal)= 16,4 kcal De modo que: 4,1 + 9,3 + 16,4 = 29,8 kcal que equivale al 100% Por tal razón, en una dieta normal para un sujeto “no deportista” la contribución de los 3 nutrientes es igual a 29, 8 kcal (que corresponde al 100%, es decir, la sumatoria de lo que aporta cada nutriente a la ración diaria). De todo lo referido anteriormente, queda entonces que para calcular los porcientos de cada nutriente sólo resta operar así: Para las PROTEÍNAS: 4,1 kcal / 29.8 kcal x 100 % = 14 % Para las GRASAS: 9,3 kcal / 29.8 kcal x 100 % = 31 % Para los GLÚCIDOS: 16,4 kcal / 29.8 kcal x 100 % = 55 % b) En el caso de un sujeto “deportista” las proporciones varían entre los tres nutrientes, de manera que: Proteínas : Lípidos : Glúcidos 1 g : 0,7-0,8 g : 4 g (4,1 kcal) (6,9 kcal) 4(4,1 kcal)= 16,4 kcal De modo que: 4,1 + 6,9 + 16,4 = 27,4 kcal que equivale al 100% En este caso, en una dieta normal para un sujeto “deportista” la contribución de los 3 nutrientes es igual a 27,4 kcal (que corresponde al 100%, es decir, la sumatoria de lo que aporta cada nutriente a la ración diaria). Queda entonces que para calcular los porcientos de cada nutriente sólo resta operar así: Para las PROTEÍNAS: 4,1 kcal / 27,4 kcal x 100 % = 15 %

Para las GRASAS: 9,3 kcal / 27,4 kcal x 100 % = 25 % Para los GLÚCIDOS: 16,4 kcal / 27,4 kcal x 100 % = 60 % De todo lo anterior se aprecia que en la dieta del deportista aparecen mayores cantidades proteínas y glúcidos, y en cambio menores cantidades de lípidos (grasas), con relación a un sujeto “no deportista”. 2do.Ahora sólo resta convertir estas kcal expresadas en porcientos para cada nutriente en gramos y para ello se necesita simplemente, multiplicar por el factor de cada uno ( o sea, 0,14 para las proteínas, 0,31 para los lípidos y 0,55 para los glúcidos) por el total de energía ( es decir, las calorías consumidas) para ese sujeto “no deportista” en el tiempo o jornada de trabajo, mientras que en el caso de un “deportista”, se multiplica por el factor de cada uno ( o sea, 0,15 en las proteínas, 0,25 en los lípidos y 0,60 en los glúcidos) por el total de calorías consumidas durante su entrenamiento, y luego se divide entre el rendimiento calórico de cada nutriente. De esa manera podremos calcular específicamente la cantidad de cada nutriente expresadas en gramos. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de los problemas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizados y discutidos en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlos resueltos para así poder consolidar la esencia de cada uno durante el desarrollo de esta clase práctica. Resolución de un problema tipo Si un sujeto consume en sus 8 horas de la jornada laboral, tal como puede ser una mecanógrafa “escribiendo rápidamente” unas 140 kcal /h, quiere decir que en su actividad específica consume un total de 1120 kcal, ¿cuántos gramos de glúcidos, cuántos de lípidos y cuántos de proteínas debe contener su ración diaria? (para poder compensar las pérdidas que le provocan su actividad específica). Nota: Lo primero que se debe calcular son las calorías que debe consumir para cada nutriente y posteriormente debe convertirse cada una de estas a gramos. De este modo tenemos que: Para las PROTEÍNAS: 0,14 X 1120 kcal = 156.80 Para las GRASAS: 0,31 X 1120 kcal = 347.20 Para los GLÚCIDOS: 0,55 X 1120 kcal = 616.00 Una vez realizado estos cálculos sólo resta convertir las kcal en gramos para cada nutriente, lo cual se logra dividiendo el respectivo valor obtenido en cada caso entre el rendimiento calórico de cada nutriente, de manera que: Para las PROTEÍNAS: 156.80 kcal x 1g = 38,2 g 4.1 kcal Para las GRASAS: 347.20 kcal x 1 g = 37.3 g 9.3 kcal Para los GLÚCIDOS: 616.0 kcal x 1 g = 150.2 g 4.1 kcal Nota: Actualmente se acostumbra a expresar las calorías según el Sistema Internacional de unidades de manera que en lugar de kcal se utilizan kjoule, para lo cual sólo hay que tener presente que 1 kcal = 4,18 kjoule

RESUMEN: En dependencia del tipo de actividad que realiza cada sujeto, así será el gasto energético del mismo y para lograr mantener el equilibrio entre las energías incorporadas con los alimentos y las consumidas con el esfuerzo realizado, el estudiante debe comprender la importancia de esto para evitar los posibles trastornos metabólicos a que pueden conducir dichos desbalances, ya sea por una dieta excesiva en calorías (obesidad) o bien, una dieta deficiente en calorías (mal nutrición). Propuesta de un PROBLEMA TIPO: Si un deportista (remero) consume en su actividad específica (3 sesiones de entrenamiento diario) 5000 kcal, diga ¿qué cantidad expresada en gramos de glúcidos, grasas y proteínas debe contener su ración diaria? Diga, ¿cuál será la diferencia que debe existir entre el contenido de glúcidos, grasas y proteínas cuando comparamos la dieta de un obrero de la construcción que en su jornada laboral tiene un consumo energético similar a este deportista?

Material complementario de Bioquímica II........... 1. M.Sc. Marcial León Oquendo

INSTITUTO SUPERIOR DE CULTURA FÍSICA “MANUEL FAJARDO”

PLAN DE ESTUDIOS “C” (PERFECCIONADO)

DISCIPLINA: CIENCIAS BIOLÓGICAS

MATERIAL COMPLEMENTARIO PARA EL ESTUDIO INDEPENDIENTE

ASIGNATURA: BIOQUÍMICA II

TIPO DE CURSO: C.P.T.

AÑO: II

SEMESTRE: 2do

DEPARTAMENTO: MÉDICO-BIOLÓGICO

Material complementario de Bioquímica II........... 2. M.Sc. Marcial León Oquendo

Con el presente material pretendemos brindarle al estudiante del curso regular para trabajadores, una posibilidad para aprovechar mejor su tiempo de estudio individual, ya que con la utilización del mismo como instrumento de trabajo básico podrá encaminar con mayor facilidad sus esfuerzos al enfrentarse a cada uno de los aspectos que se abordan en este semestre. De este modo, cumpliendo con la premisa fundamental que se persigue en este tipo de curso, que consiste en crear el hábito del estudio independiente, así como el desarrollo de las habilidades para interpretar y comprender los diferentes fenómenos e interrogantes que se plantean en cada uno de los encuentros que conforman el semestre, lo cual se puede lograr únicamente gracias a las horas dedicadas a la autopreparación por parte del estudiante y con ello alcanzar los objetivos que se persiguen en esta asignatura que se encuentra incluida en el curriculum de la Licenciatura en Cultura Física. En el presente folleto hemos querido incluir solamente los aspectos primordiales que le puedan ofrecer una mejor orientación acerca de los contenidos que se abordan en esta asignatura, para no recargar el volumen del mismo y que en aras de ahorrar recursos materiales permitan contribuir al mejor desenvolvimiento del estudiante al dedicar su tiempo de trabajo independiente para profundizar y consolidar en los contenidos que toman parte del programa de esta asignatura. Así tenemos que, en primer lugar se muestra la distribución de los contenidos en las 16 actividades docentes correspondientes, de manera que el estudiante se puede ubicar rápidamente en cómo serán abordados en todo el semestre cada uno de los aspectos que conforman los 4 Temas de que se compone la asignatura, a continuación se pasa a describir el Plan Temático, señalando las horas dedicadas en cada Tema a cada forma de enseñanza (o sea, encuentro ó seminario), debido a que se utilizarán solamente esas dos formas de enseñanza para abordar los contenidos de la asignatura, además que se realizarán 2 Pruebas Parciales ( para evaluar los contenidos del semestre), y finalmente, se pasa al desarrollo de los contenidos de cada Tema, describiéndolos en cada uno de los encuentros que conforman el semestre de esta asignatura, debemos destacar que esto se realiza en sólo 10 encuentros, ya que hay 4 encuentros dedicados a seminarios (uno por cada Tema) y los 2 encuentros restantes quedan para las 2 Pruebas Parciales del Semestre. Además, en estas actividades se indica la bibliografía recomendada en cada caso, para facilitarle al estudiante en el caso que sea necesario profundizar en determinados aspectos que así lo requieran. Son nuestras intenciones que con el presente material puedan ser cumplimentadas las expectativas con que el mismo fue elaborado, y que constituye la razón del esfuerzo que hemos dedicado para su confección. Además, les agradeceremos las sugerencias que al respecto del mismo nos hagan llegar para mejorarlo en futuras ediciones. M.Sc. Marcial León Oquendo Profesor Principal de Bioquímica Lic. Emilio Hurtado Suárez Profesor de Bioquímica

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DISTRIBUCIÓN DE LOS CONTENIDOS POR ACTIVIDADES DOCENTES: No. Sem. Forma Contenido de la Actividad Enc. Enseñanza. 1 I E Estructura, función y composición química del tejido muscular esquelético. 2 II E Fuentes de energía para el trabajo muscular. 3 III E Cambios bioquímicos en el tejido muscular y en la sangre por causa de la actividad física. 4 IV E Cambios bioquímicos en la orina y en algunos órganos por causa de la actividad física. 5 V S Fundamento de los sistemas energéticos y de los cambios bioquímicos en el músculo, la sangre, la orina y algunos órganos por la actividad física. 6 VI E 1ra. Prueba Parcial sobre el Tema I 7 VII E Características bioquímicas de la fatiga y dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso posterior al trabajo muscular. 8 VII E Las supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento deportivo. 9 IX E Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo. 10 X S Análisis de las características bioquímicas de la fatiga, la recuperación, la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento, así como del proceso de adaptación a la carga física. 11 XI E Factores bioquímicos de las capacidades físicas: velocidad, fuerza y resistencia.- Métodos para su desarrollo. 12 XII E Particularidades del metabolismo en las diferentes edades. 13 XIII S Análisis de las características bioquímicas de las capacidades físicas y del metabolismo en las diferentes edades. 14 XIV E Métodos bioquímicos para la evaluación de las reacciones del organismo durante la aplicación de las cargas físicas. 15 XV E 2da. Prueba Parcial sobre los temas II y III. 16 XVI S El control bioquímico y la nutrición en el deporte. PLAN TEMÁTICO (EN HORAS) Formas de enseñanza Tema Título E S E Total I Cambios bioquímicos en el organismo por causa del ejercicio físico. 8 2 2 12 II Regularidades de la adaptación en el entrenamiento deportivo. 6 2 8 III Características bioquímicas de las capa- cidades físicas.Métodos para su desarrollo. 6 2 2 10 IV Factores bioquímicos para el incremento de la efectividad del entrenamiento. 2 2 Totales: 20 8 4

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RESUMEN DE ACTIVIDADES: Encuentros Seminarios Evaluaciones 10 4 2 TEMA I: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN EL ORGANISMO POR CAUSA DE. . LA REALIZACIÓN DE EJERCICIOS FÍSICOS” ENCUENTRO No.1: “ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y COMPOSICIÓN QUÍMICA . DEL TEJIDO MUSCULAR ESTRIADO” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca del tejido muscular. 2.-Estructura de la fibra muscular. 3.- Composición química del tejido muscular estriado esquelético.

1.-Consideraciones g enerales acerca del tejido muscular.- Para iniciar este aspecto debemos puntualizar en la importancia que reviste la masa muscular en el hombre debido a que la misma ocupa ~50 % de su peso corporal, correspondiendo casi el ~40 % de este al músculo estriado esquelético, encontrándose repartido el resto entre la musculatura lisa (o de los órganos internos) y el músculo cardiaco (o miocardio). Es necesario destacar que en el caso del deportista, gracias a la acción de los mecanismos adaptativos que se manifiestan por efecto del entrenamiento constante y sistemático, estas proporciones pueden alterarse en cierta medida a favor del esquelético y del miocardio debido al fenómeno de la hipertrofia que se experimenta en dichos tejidos como respuesta al esfuerzo físico. Por todo lo anteriormente expresado, como el objeto de estudio en nuestro caso se encuentra vinculado con las actividades que se desarrollan dentro del Campo de la Cultura Física y el Deporte, es que centraremos nuestro interés en este epígrafe a las características morfofuncionales del músculo esquelético. No obstante, a todo lo señalado queremos puntualizar que “el tejido muscular en general, se caracteriza por la elevada capacidad que posee para transformar instantáneamente la energía almacenada en forma de enlaces químicos en la molécula del ATP en energía capaz de poder realizar cualquier tipo de trabajo útil (en este caso específico en mecánica), la cual se expresa en los movimientos característicos de la locomoción, las actividades viscerales en los diferentes órganos, así como el bombeo de la sangre por todo el sistema cardiovascular”. Atendiendo a lo anteriormente planteado, no queremos dejar pasar por alto el hecho de que en la naturaleza no existe maquinaria construida por el hombre que posea una eficiencia mayor al músculo esquelético, razón por la que se puede considerar como el motor molecular de mayor complejidad hasta ahora concebido, capaz de transformar con un alto rendimiento y con un mínimo de pérdidas energéticas, la energía de los alimentos en trabajo mecánico en condiciones isotérmicas e isobáricas. Considerando que el tejido muscular estriado esquelético es el responsable de los movimientos voluntarios y las rápidas contracciones, las cuales se encuentran totalmente controladas por los impulsos nerviosos que son reflejados desde el sistema nervioso central (S.N.C.) que identifican los desplazamientos del hombre en el espacio, debemos plantear que el mismo se caracteriza por su gran heterogeneidad, debido a que se puede interpretar como una mezcla de tres componentes fundamentales: las fibras musculares, el tejido conjuntivo y los elementos nerviosos y vasculares. De este modo, “el músculo estriado esquelético es un conjunto de fibras (células de gran longitud, que incluso pueden llegar hasta los 10-12 cm. y en cambio, un diámetro muy pequeño que oscila entre los ~0,01mm. � 10 -100 mì), que adem ás poseen la característica de ser polinucleadas excéntricas y se encuentran envueltas por una membrana superficial conectiva, que pueden agrupar a varias fibras constituyendo así los fascículos , los que a su vez están rodeados por otra membrana o envoltura denominada perimisio. Además, en el interior de cada fibra se incluyen

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todos los componentes subcelulares, tal como en cualquier célula (núcleos, mitocondrias, ribosomas, retículo endoplasmático, citoplasma, etc., todos los que en este caso específico reciben la denominación correspondiente con el prefijo “sarco”, pero en este tipo de célula aparece una estructura especial: las miofibrillas, las cuales consisten en el aparato contráctil, formada por los miofilamentos, que a su vez son de dos tipos: gruesos y delgados, de miosina y de actina, respectivamente). Es necesario comprender que la denominación de tejido muscular estriado esquelético, responde al simple hecho de que al observarlo al microscopio óptico, se observan unas estriaciones transversales (que se explican por la diferencia en la composición proteica de los miofilamentos constituyentes de las miofibrillas, que como decíamos anteriormente representan el aparato contráctil, que es el que le permite realizar la función específica a este tejido, es decir, la de contraerse-relajarse), y dichas estriaciones transversales son de diferente apariencia, o sea, que se aprecian las Zonas Claras (o Bandas I) y las Zonas Oscuras (o Bandas A), donde las respectivas denominaciones de “I” y de “A” , se refieren a que son isótropas al paso de la luz polarizada y anisótropas al paso de esta luz, o sea, que dejan pasar la luz y no dejan pasar la luz, respectivamente. Nota: Para profundizar en estos aspectos se recomienda que consulten el los diferentes textos tradicionales como pueden ser: -“MORFOLOGÍA FUNCIONAL DEPORTIVA”, Hdez.Corvo, R. (cap. IV, págs.140-42) -“FISIOLOGÍA HUMANA”, A.C. Guyton, Cap. 7 (págs. 98-102) Finalmente, queremos señalar que al estudiar el sistema motriz del hombre (representado fundamentalmente por el músculo estriado esquelético), debemos comprender que este es el primero que sufre la influencia que sobre el organismo ejerce la realización de la carga física sistemática, todo lo cual se refleja posteriormente sobre el resto de los fluidos, tejidos y órganos ( como son la sangre, la orina, el S.N.C., el sistema cardiorrespiratorio, el sistema óseo, etc., razón por la que se afirma que cuando se cumple un régimen de actividad física constante y sistemática, se observan alteraciones o modificaciones adaptativas a diferentes niveles, ya sea en la esfera estructural así como funcional, lo cual se experimenta a nivel molecular, y es precisamente este hecho el que constituye el eje central que tiene por objeto el estudio de la bioquímica del ejercicio físico. 2.-Estructura de la fibra muscular.-Ante todo resulta necesario hacer un breve bosquejo acerca de las características de tan singulares de este tipo de célula, que como anteriormente habíamos señalado, posee entre otras una: Longitud >>>> Diámetro (~10-12 cm.) (~0,01mm. � 10-100 mì) Si realizáramos un análisis microestructural se puede comprobar la composición molecular de las Miofibrillas, que están formadas por los diferentes miofilamentos Gruesos y Delgados, los gruesos constituidos por la Miosina y los finos por 3 proteínas: Actina (principalmente), Trpomiosina y Troponina, los cuales a su vez se encuentran relacionados entre sí en la proporción: Miosina: Actina Actina: Miosina 1 : 6 1 : 3 - . (a cada filamento de Miosina (a cada filamento de Actina lo rodean 6 de Actina) lo rodean 3 de Miosina) Esto es lo que nos permite explicar la relación estructura-función que se establece entre ambos filamentos, lo cual se manifiesta a través de la formación de los denominados “puentes

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cruzados” (son los enlaces transversales que se establecen entre los filamentos gruesos y delgados durante el proceso contráctil). Estos miofilamentos que se encuentran interdigitados entre sí, al poseer una composición diferente de proteínas, le transmiten una apariencia estriada a la fibra muscular, que es lo que se conoce comúnmente como las bandas claras (I) y oscuras (A), respectivamente: BANDAS I: formadas por los filamentos finos de Actina (contienen la línea Z) BANDAS A: formadas por los filamentos gruesos de Miosina y parte de finos de Actina. Nota: La línea Z se corresponde morfológicamente con el denominado sistema tubular (o sistema T), que consiste en las invaginaciones del sarcolema por donde se transmite el impulso nervioso al interior de la fibra muscular. Por otra parte, la porción de miofibrilla limitada por dos líneas Z es a lo que se le denomina sarcómera (que es lo que constituye la llamada unidad contráctil o morfofuncional del músculo estriado esquelético). Es conveniente destacar que, la longitud de la sarcómera está definida genéticamente y posee una magnitud dada en cada individuo, siendo este un factor determinante sobre las posibilidades para poder desarrollar la tensión máxima (Fmáx ) del músculo estriado esquelético, razón por la que resulta de vital importancia para nosotros que trabajamos en el campo de las capacidades físicas en las diferentes modalidades deportivas, sobre todo en los deportes de Velocidad y Fuerza, porque resulta una condición indispensable para el desarrollo de la potencia durante el esfuerzo.No queremos continuar la descripción general de las fibras musculares, sin antes destacar que no todas ellas son exactamente iguales, en lo referente a sus componentes estructurales y químicos, es decir, en cuanto al número de mitocondrias, las características del retículo sarcoplasmático, la dotación enzimática, el contenido de mioglobina (proteína de características similares a la hemoglobina y que permite el transporte del oxígeno en este tejido), el nivel de vascularización (que determina las posibilidades de irrigación sanguínea a este tejido, y por tanto, el tipo de proceso oxidativo predominante, es decir, aerobio ó anaerobio), así como las particularidades metabólicas y de inervación nerviosa que determinan el tipo de respuesta a los estímulos, por estas razones a continuación dedicaremos un apartado a los tipos de fibras musculares que pueden distinguirse en los músculos de los animales, específicamente en el ser humano. Clasificación de las fibras musculares: Al analizar la estructura del tejido muscular esquelético, pudimos percatarnos que cada tipo de fibra son unidades funcionales relativamente independientes de características peculiares cada una de estas, y en este sentido debemos plantear que se distinguen 2 tipos fundamentales que se diferencian no solamente en el orden de su apariencia estructural, sino que además atendiendo a su papel metabólico, se pueden diferenciar entre sí por sus propiedades morfofuncionales, bioquímicas y de contracción. De este modo, tenemos que los dos tipos fundamentales de fibras musculares son: -Fibras Rojas (ó Lentas, conocidas también como ST ó CL, que son el Tipo I) -Fibras Blancas (ó Rápidas , conocidas también como FT ó CR, que son el Tipo II) Nota: Estas últimas, a su vez se pueden subdividir en IIa y IIb, de manera tal que las del tipo IIa

son las “clásicas de contracción rápida” y su actividad se relaciona con la utilización de las fuentes anaerobias (principalmente glucolíticas), que se caracterizan además por su gran resistencia al cansancio (este es el por qué sean las más adecuadas para soportar los entrenamientos para el desarrollo de la resistencia a la velocidad y resistencia a la fuerza).Por otra parte, según el tipo de carga a que se sometan a trabajar, las tipo IIa pueden adaptarse metabólicamente al tipo IIb (si la carga de entrenamiento es de carácter de tipo explosivo, o sea, de predominancia anaerobia), en cambio, si la carga de entrenamiento es de carácter aerobio, típico de resistencia, se observa la tendencia a modificaciones metabólicas hacia la tipo I.

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Además, con respecto al tiempo necesario para desarrollar la tensión máxima en las del tipo II, no supera los 0,3 seg., en cambio en las del tipo I, se logra entre ~0,8 - 0,9 seg. Generalmente en los músculos del hombre existen mayores proporciones de fibras lentas que de fibras rápidas y aunque un mismo músculo puede contener ambos tipos de fibras, según las proporciones de cada una, así serán las características del mismo. En este sentido, pudiéramos ampliar un poco más señalando que las proporciones de cada tipo de fibras en el ser humano son de ~52-55 % del tipo I (tanto en hombres como en mujeres), en cambio las fibras del tipo II, prevalecen las IIa (~35-30 %) sobre las IIb (~13-15 %). En la actualidad, gracias a los avances obtenidos en las diversas técnicas histoquímicas e histológicas de la bioquímica y la morfología, se han podido distinguir las diferencias entre los dos tipos fundamentales de fibras musculares debidas a los efectos adaptativos producidos por las condiciones de entrenamiento y de competencia a que son sometidos los músculos con diferentes regímenes de cargas físicas; y en este sentido se pueden referir algunos aspectos como son: potencial metabólico (glucolítico y oxidativo aerobio), reservas de los sustratos disponibles (CrP, glucógeno, triglicéridos, etc.), actividades enzimáticas, nivel de capilarización, etc., así como superficie del área transversal de las fibras musculares. A manera de conclusión de todo lo anteriormente expresado, podemos mostrar a continuación el siguiente cuadro resumen: Fibras de contracción lenta (ST) Fibras de concentración rápida (FT)

Tipos I IIa IIb Características. Resistente a la fatiga Resistente cansancio Cansancio rápido

M E T A B O L I S M O

-[ATP]� 4 -6 mmol/K -[CrP] ]� 16 mmol/Kg - � Actividad ATPasa - � Activ. Glucólisis -�Activ.Oxid.Aerb. - - � Mitocondrias -�Potenc.asimilativo de glucógeno y grasas

Susceptibles según Tipo de Carga Activ. ATPasa < IIb -Glucólisis (media) -Activ.Oxid. Aerobia. . (media) -�Mitocondrias > IIb. -�Potenc.asimilativo glucógeno y grasas > IIb

-[ATP]� 5 -7 mmol/Kg. -[CrP]] � 28 mmol/Kg. - � Actividad ATPasa - � Activ. Glucólisis - � Activ.Oxid. Aerobia - � Mitocondrias -�Potenc. asimilativo de . Fosfágenos.

3.-Composición química del tejido muscular estriado. El agua constituye el 72-80% del peso del músculo. La mayor parte del residuo seco (28-20% del peso del músculo) está compuesta fundamentalmente por compuestos orgánicos (entre los que podemos citar las proteínas y el resto por sustancias orgánicas nitrogenadas y no nitrogenadas), así como las sales minerales o electrólitos (entre los que resulta importante el ácido fosfórico libre). De manera resumida lo podemos expresar así: Agua…………………………....................................... 72-80% Residuo seco………………………………………… . 28-20%

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-Proteínas -Sustancias “Nadas no proteicas” Sustancias orgánicas -Glúcidos -Lípidos Residuo Seco Cationes: Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, etc. Sustancias inorgánicas (Electrólitos) Aniones: Cl- , HCO3

- , PO4 3- , etc.

A continuación pasaremos a describir brevemente los componentes químicos del tejido muscular estriado esquelético: A.-Sustancias Orgánicas: Como puede observarse en el cuadro anterior estas representan una parte considerable del residuo seco, ya que las inorgánicas (o sales minerales), también conocidas como electrólitos, sólo ocupan un bajo porciento (~3–5 %) del residuo seco. Estas pueden ser agrupadas fundamentalmente en 5 grupos diferentes: 1.-Proteínas.-Dentro de las sustancias orgánicas las proteínas al igual que en el resto del organismo ocupan casi el 90 % del peso de la masa exenta de agua. Queremos insistir que las proteínas pueden clasificarse fundamentalmente en 5 grupos, los cuales veremos a continuación:

a) Proteínas del sarcolema (~15 %): 1.-Lipoproteínas.- Los lípidos y las proteínas no están unidos por enlaces covalente, sino por interacciones hidrofóbicas (enlaces apolares). 2.-Colágeno.- Sirve de sostén y conexión a otros tejidos, es una glucoproteína, contiene residuos de hexosas enlazados con residuos de hidroxil–lisina. Está formado por proteínas fibrilares, y en su composición aminoacídica predominan: glicina (33%), alanina (11%), hidroxilisina (1%).

b) Proteínas del sarcoplasma (~30 %): 1.-Enzimas.-Las mayoritarias son principalmente las de la glucólisis (Ej.: PFK). 2-Mioalbúminas.- Transportan sustancias insolubles, tales como los ácidos grasos, lípidos en general y hormonas, estas son proteínas de reserva (cuyo contenido disminuye con la edad). 3-Mioglobina - Su estructura y función es semejante a la hemoglobina, que es capaz de fijar el oxígeno con mayor avidez. 4-Mioglobulinas- Están constituidas por enzimas y proteínas de reserva, que en el caso del entrenamiento son capaces de transformarse en proteínas contráctiles. c) Proteínas mitocondriales (~12) %): 1.-Enzimas del ciclo de Krebs: Ej.: deshidrogenasa succínica (que cataliza la transformación del ácido succínico a fumárico). 2.-Acil CoA deshidrogenasas (enzimas de la â-oxidación): Estas resultan de gran importancia para dicho proceso en el músculo. 3-Enzimas de la cadena respiratoria: Ej.: citocromo-oxidasa (cataliza el proceso redox a nivel de los citrocromos)

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d) Proteínas miofibrilares (~40 %): Están constituidas por 4 fundamentales: miosina (~50%), actina (~25%), tropomiosina y troponina, Ü y â actininas (~25%), así como la creatín-P-quinasa (CPK) y la desaminasa del ácido adenilico. e) Nucleoproteínas (~5 %): Estas revisten gran importancia funcional en este tejido. Nota: Para profundizar en este sentido se recomienda la lectura de las págs. 295- 297, del texto básico: Menshikov y Volkov. Por otra parte, aparecen otros componentes orgánicos tales como: 2.- Compuestos nitrogenados no proteicos (solubles en agua): Los más importantes para el funcionamiento de los músculos son el ATP (~0,25-0,4 %) y CrP (~0,4-1 %), los cuales se incrementan con el nivel de entrenamiento, ya que ambos son fuentes energéticas de la contracción muscular, y los productos de su descomposición ADP, AMP y creatina ejercen una acción reguladora sobre el metabolismo muscular. Además, aparecen dos dipéptidos que participan en la transferencia enzimática de grupos importantes para el metabolismo muscular : carnosina y carnitina (la carnosina, transporta los grupos fosfóricos que intervienen en el proceso de transmisión de los impulsos nerviosos al músculo y permiten asegurar la capacidad de recuperación de este tejido, mientras que la carnitina transporta grupos acilos y en particular, los acetilos a través de la membrana mitocondrial desde el citoplasma., para asegurar su oxidación para aportar energía al músculo). NOTA: El acetil CoA juega un rol fundamental en la biosíntesis de los ácidos grasos . (éstos son utilizados como material energético en las actividades de larga duración). 3.-Compuestos no nitrogenados: En este grupo aparecen los glúcidos así como los lípidos, debiéndose destacar que de los primeros, el glucógeno constituye el mayoritario (tanto libre, como asociado a las proteínas), y sus concentraciones dependen de la alimentación, así como del nivel de entrenamiento, oscilando entre ~0,2 - 3% (sobre todo el libre depende del estado de preparación física); en el caso de los lípidos aparecen diversos de ellos: fosfátidos y otros P-lípidos, las grasas (tanto asociadas con proteínas así como de reserva) y colesterol. Nota: El estudiante puede remitirse a la pág. 297 del libro de texto básico (BIOQUÍMICA, de Menshikov y Volkov), para profundizar en el aprendizaje de dicho contenido. B.-Sustancias inorgánicas (o sales minerales).- Estas son también conocidas como electrólitos, sólo ocupan un bajo porciento (~3–5 %) del residuo seco, y como se puede apreciar en el esquema o cuadro sinóptico, se agrupan como cationes y aniones.

Debemos insistir que las sales minerales o electrólitos (en forma iónica), tales como los iones Cl- y Na+ disminuyen su concentración al aumentar el grado de sudoración y los iones K+ , incrementan su concentración en estado de anaerobiosis. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap.5 (págs. 49-68) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 17 (págs.290-304)

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ENCUENTRO No.2: “FUENTES DE ENERGÍA PARA EL TRABAJO . MUSCULAR” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de la energética de la actividad muscular. 2.-Sistemas energéticos que posee el músculo para asegurar trabajo muscular. 1.-Consideraciones generales acerca de la energética de la actividad muscular.-La actividad muscular es un proceso que requiere del suministro constante de energía. Como fue explicado en el encuentro anterior, la interacción entre la miosina y la actina se produce a través de la formación de los puentes cruzados que se establecen entre ambas proteínas de los filamentos gruesos y delgados respectivamente, a expensas de las cabezas de miosina(que tienen además del lugar de enlace para la actina, otro sitio o punto de enlace para el ATP), de manera que la molécula de miosina debe enlazarse con el ATP para que pueda producirse el "golpe activo" que es el responsable del desplazamiento del filamento delgado sobre el grueso durante el proceso contráctil, ya que es el ATP quien proporciona la energía necesaria para que esto ocurra. La capacidad ATPasa que posee la miosina (o sea, la que es capaz de romper el enlace fosfomacroérgico que mantiene unido el 3er. grupo fosfato al ADP), libera la energía que se utiliza para hacer el movimiento de la cabeza de 90o a 45 o y está localizada en esa región (en la cabeza de la miosina). Por lo tanto, la única sustancia capaz de servir directamente como proveedor de la energía química para el proceso contráctil es el ATP. Como acabamos de señalar, la fuente directa e inmediata de energía para los procesos vitales en nuestro organismo es el ATP ( que se sintetiza principalmente en las mitocondrias mediante el fenómeno de la fosforilación oxidativa), y en el caso específico de las actividades deportivas, de acuerdo a las características de cada una de éstas en cuanto a la intensidad y a la duración de las mismas, se logra restablecer sus concentraciones en el músculo para asegurar la ejecución de ellas gracias a los mecanismos de resíntesis anaerobios y aerobios, que prevalecen en cada tipo de actividad. Es conveniente recordar que el almacenamiento de ATP resulta insuficiente en el músculo esquelético para satisfacer la demanda energética en aquellas actividades que superen algunos segundos, tal es el caso de los 110 m con vallas, así como los 200 m, o los 400 m. planos, y mas aún en las actividades prolongadas tales como las pruebas de fondo y medio fondo en atletismo, así como en la natación de fondo, además en otros deportes como el fútbol y el baloncesto. Puntualizando, los procesos encargados de la producción del ATP en el organismo, pueden ser en esencia de dos tipos fundamentales, según las condiciones en el suministro de O2 (anaerobios o aerobios). De modo que las transformaciones energéticas que tienen lugar en los músculos durante la actividad física se producen a expensas de las degradaciones oxidativas de las sustancias nutritivas incorporadas con los alimentos, fundamentalmente glúcidos y lípidos (como grasas principalmente) y como sabemos, la energía obtenida no se utiliza directamente para realizar el trabajo muscular, sino para resintetizar los enlaces macroérgicos fosforilados del ATP a partir del ADP y del Pi. Así, algunos esfuerzos físicos permiten lograr la resíntesis del ATP mediante reacciones químicas, que prescinden de la participación del oxígeno, ya que en ellos no se ha logrado establecer los ajustes adecuados entre los sistemas cardiovascular, y respiratorio, por lo que se denominan “esfuerzos anaerobios” y la resíntesis del ATP la aseguran los llamados sistemas energéticos anaerobios (el de los fosfágenos y el glucolitico , aunque podemos hablar también del sistema mioquinásico o del ácido adenílico); en cambio , cuando el esfuerzo se prolonga y puede estabilizarse el suministro de oxígeno al músculo que trabaja, entonces se habla de los “esfuerzos aerobios” y la resíntesis de los

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enlaces macroérgicos en el ATP se logra gracias a la acción de los sistemas energéticos aerobios ( o también conocido como sistema del oxígeno). En resumen podemos decir que, las reacciones que se verifican en nuestro organismo para producir o resintetizar el ATP, pueden ser de dos tipos diferentes, en dependencia de si hay o no participación del oxígeno, y por esto se habla de la resíntesis aerobia del ATP y la resíntesis anaerobia del ATP, ello se puede resumir así: -Sistema de los fosfágenos (ATP/CrP) Anaerobia: -Sistema del Ácido Láctico (glucolítico) Resíntesis -Sistema del Ácido Adenílico (ADP) del ATP Aerobia: -Sistema Oxigénico (consiste en la oxidación completa de los nutrientes) Para valorar cuantitativamente los procesos de transformación de la energía mediante los mecanismos oxidativos anaerobio y aerobio se utilizan tres criterios fundamentales que son: la capacidad energética, la potencia energética y la eficacia energética. Capacidad energética.- Es la cantidad de energía máxima capaz de aportar cada uno de los sistemas energéticos al esfuerzo muscular, y es la que limita el volumen total del trabajo físico. Potencia energética.-Es la cantidad de energía que libera cada uno de los sistemas energéticos en la unidad de tiempo, y ésta es la que limita la intensidad del trabajo físico que se realiza. Eficacia energética.-Es la relación entre la energía liberada de los procesos metabólicos que se utiliza para la síntesis del ATP y la energía desprendida en forma de calor. Cada sistema se caracteriza por su capacidad, así como por su potencia energética, siendo ambos términos opuestos en cada uno de los sistemas energéticos, ya que el nivel de participación de éstos durante la actividad física depende de la fuerza y la continuidad de las contracciones musculares, lo cual está determinado por la intensidad y la duración del esfuerzo, y ello se encuentra estrechamente relacionado con las condiciones en el suministro de O2. 2.-Sistemas energéticos que posee el músculo para asegurar trabajo muscular. Para comenzar este epígrafe, es conveniente recordar que la obtención de la energía indispensable para realizar el trabajo muscular es el resultado de la utilización de diferentes sustratos que aprovecha la célula muscular en dependencia a las particularidades del esfuerzo realizado, y en este sentido son tres las posibles fuentes a utilizar: a) Anaerobias alactácidas (fosfágenos) b) Anaerobias lactácidas (glucógeno muscular) c) Aerobias (glúcidos y grasas extramusculares) Sistema de los fosfágenos (o alactácido) Es importante comprender que el primer combustible de reserva en ser utilizado cuando el ATP es consumido (las concentraciones de ÀTP en el músculo sólo permiten garantizar 2 ó 3 contracciones aisladas), es el fosfato de creatina o creatín fosfato (CrP), al cual se le denomina comúnmente “sistema de los fosfágenos”. Este aporta en fracciones de segundos (casi instantáneamente) su grupo fosfato de alta energía (~P) al ADP para resintetizar el ATP (de ahí el por qué la importancia de este, ya que permite mantener prácticamente constante las concentraciones de ATP al inicio del esfuerzo, por esta razón se plantea que desempeña la función de tampón energético) y esto ocurre a nivel de miofibrillas (en las membranas del retículo sarcoplasmático, unido a las proteínas miofibrilares), sin

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la participación del oxígeno, por ello es un proceso típico de metabolismo anaerobio; lo cual se puede esquematizar así: CPK

Cr~ P + ADP � Cr + ATP La enzima que cataliza esta reacción (CPK) es muy sensible a las variaciones del pH, de manera que su actividad máxima se alcanza a valores de pH ligeramente alcalinos, y en cambio se inhibe al aumentar la concentración de hidrógeno. Además, los iones Ca2+ que se liberan durante la contracción muscular incrementan su actividad catalítica. Por otra parte, dicha reacción es reversible, favoreciéndose la reacción directa durante el esfuerzo, mientras que durante la recuperación predomina la inversa. Así mismo el período de tiempo de vaciado y llenado de los depósitos o reservas del CrP en el músculo oscila entre los 3’ a 4’ - 5’, y esto depende del nivel de preparación física del sujeto, así a mayor nivel de entrenamiento mayor será la velocidad de vaciado-llenado de los reservorios. Esta reacción es muy importante especialmente para el tejido muscular esquelético, cuando lleva a cabo un esfuerzo extremadamente fuerte (o sea, de máxima intensidad y corta duración) como son los ejercicios típicos de los deportes de velocidad y de fuerza-rápida, en que predominan los movimientos explosivos. Por esta razón, las respuestas adaptativas a consecuencia del entrenamiento deportivo no sólo afectan a las variaciones de las concentraciones de este sustrato, sino que además se reflejan en el incremento de la actividad enzimática de la CPK (en este sentido hay que señalar que se observa también un incremento de la Miosín ATPasa). Este sistema energético proporciona la energía para asegurar el desarrollo de la fuerza explosiva, así como la fuerza máxima, por esta razón se encuentra estrechamente vinculado con el desarrollo de la cualidad física rapidez. Factores limitantes de este sistema energético.- Existen 2 factores que afectan el adecuado desarrollo del mismo: a) Agotamiento de las reservas de CrP. b) El incremento de la concentración de los iones H+ (debido a que provoca una disminución brusca del pH, lo cual influye negativamente sobre la actividad catalítica de la CPK). En cuanto a este sistema energético anaerobio de los fosfágenos, se pone de manifiesto su acción en las actividades deportivas de fuerza rápida que se caracterizan por su explosividad (en general, las que no superan unos pocos segundos, en las que se desarrolla la máxima fuerza y con la mayor rapidez posible), por esta razón es el sistema de mayor potencia energética, pero en cambio el de menor capacidad energética. Pudiéramos añadir que con la misma velocidad que se degrada el ATP durante la contracción muscular, así se resintetiza a partir del CrP (por eso se le conoce como sistema ATP-CrP, ya que cada mol de CrP degradado resintetiza un mol de ATP, aportando su hidrólisis una energía equivalente a aproximadamente 10,5 Kcal.) Sistema glucolítico (o lactácido) Es el segundo sistema energético anaerobio, que de hecho por estar constituido por una compleja cadena de reacciones que consta de 11 (o 10 pasos), según se inicie con el glucógeno (o la glucosa, respectivamente), es lógicamente un mecanismo más lento que el anterior; siendo característico de los esfuerzos anaerobios, pero más sostenidos que pueden superar 30-40 seg. y mantenerse entre 1-3 minutos, y su producto terminal el ácido láctico (o lactato), por lo cual también se le conoce como el llamado mecanismo lactácido. La ecuación global de este sistema es: (C6 H10 O5) n � O2 3 ATP

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2 CH3-CHOH-COOH + C6 H12 O6 ácido láctico 2 ATP Como puede observarse es más factible económicamente utilizar el glucógeno muscular que la glucosa sanguínea, ya que reporta un saldo energético más positivo. Obsérvese que este complejo proceso de varias reacciones consecutivas, catalizadas por diferentes enzimas, siendo la enzima clave la P-fructoquinasa (PFK), debido a que es la que marca el paso de la velocidad de la glucólisis. Además, se realiza en el citoplasma celular, ya que en condiciones anaerobias, como esta restringido el suministro de oxígeno, entonces no toma parte el mecanismo de la cadena respiratoria , que se encuentra ubicado en el interior de las mitocondrias y que permite la oxidación completa de las moléculas de hexosa hasta la formación del agua metabólica, por la combinación de sus átomos de hidrógeno con el oxígeno, permitiendo que se libere una mayor cantidad de energía (que se transforma en ATP mediante otro proceso denominado fosforilación oxidativa). Sin embargo en este caso existen 2 pasos de fosforilación oxidativa, sin que sea necesaria la participación de la cadena de transporte electrónico (o cadena respiratoria). Como habíamos dicho, el producto de esta oxidación anaerobia es el ácido láctico (en realidad, a pH celular todos los ácidos aparecen en forma iónica, es decir, como aniones carboxilato, y por ello es mas correcto hablar de lactato). En resumen, que este proceso degradativo consiste en la conversión de una molécula de glucosa, en dos moléculas de lactato, el cual se acumula en las células y difunde hacia la sangre, razón por la cual la concentración sanguínea del mismo, es un fiel indicador del metabolismo anaerobio durante el ejercicio. La capacidad metabólica de este sistema está determinada por las reservas de glucógeno intramusculares, así como la capacidad buffer que permite contrarrestar el incremento de los iones H+ (que provoca las variaciones en el pH) para que no afecte la actividad de la enzima clave(PFK) hasta un tiempo considerable. El incremento de las concentraciones de lactato en el entrenamiento, se traducen como una respuesta adaptativa, así en el período de descanso conduce a que se incrementen los niveles de las reservas alcalinas que pueden llegar hasta casi ~10%(que preparan al organismo para soportar elevados estados de acidosis a expensas del incremento de las reservas alcalinas, lo que equivale a aumentar la capacidad buffer). Si comparamos su potencia energética con el anterior, o sea, el llamado alactácido es aproximadamente 3 veces menor; pero en cambio, su capacidad energética es aproximadamente 2,5 veces mayor, de ahí su gran importancia en los esfuerzos anaerobios de carácter mas prolongado. Sistema aerobio (o sistema del oxígeno) En contraste a lo explicado anteriormente, en que vimos como en un periodo de tiempo muy breve, cuando predominan las condiciones anaerobias, se puede obtener nuevamente el ATP mediante un proceso de resíntesis a partir del ADP y el Pi, ya sea a partir de la reserva de los fosfágenos, o bien, de los glúcidos almacenados en el propio músculo, así como en el hígado, para asegurar el requerimiento energético en los esfuerzos intensos y de corta duración, ahora nos detendremos a analizar de que manera es posible lograr el mantenimiento de los niveles de ATP para garantizar los esfuerzos físicos prolongados, donde el tiempo de ejecución sobrepase los 40-60 segundos y en los que las necesidades de oxígeno se mantienen de forma más sostenida, y el requerimiento de ATP para asegurar la energía para mantener el esfuerzo muscular debe obtenerse mediante la formación aerobia de este, lo cual ocurre en el interior de las mitocondrias ( ya que necesita de la participación de dos procesos fundamentales: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, que se verifican exclusivamente en estos orgánulos). No obstante, debemos insistir que a pesar de que aún no se conoce a profundidad el por qué la glucólisis anaerobia no puede mantener trabajando a los músculos por un tiempo mayor a lo señalado anteriormente, si hay evidencias suficientes que demuestran que

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la acumulación excesiva de lactato en el músculo, inactiva la fosforilasa y la fosfofructoquinasa (enzimas claves en el sendero glucolítico), de modo que si las cargas de trabajo intensas, se mantienen , entonces se ve seriamente disminuida la velocidad de la glucólisis, o sea, que la producción anaerobia del ATP se ve restringida en gran medida. Así, con la disminución de la intensidad del esfuerzo, se facilita la incorporación del oxígeno a las mitocondrias, permitiendo que se pueda producir ATP aerobiamente por las células musculares, no solamente a partir de los glúcidos, sino también de las grasas y aunque en menor proporción, a expensas de las proteínas. A continuación pasaremos a ver cada uno por separado: A partir de los glúcidos.-Si el suministro de oxígeno es suficiente y los músculos se encuentran trabajando de manera no intensa, ocurre la degradación aeróbica del glucógeno y de la glucosa, comenzando de manera similar a la explicada en condiciones anaerobias, sólo que al formarse el piruvato, la conversión en lactato no se verifica, pasando en cambio el piruvato del sarcoplasma a las mitocondrias, en que por una serie de reacciones, que incluyen el ciclo de Krebs, son transformadas las 2 moléculas de piruvato en tres moléculas de CO2 y de H2O, liberándose energía en forma de ATP, mediante el mecanismo de la cadena respiratoria acoplada a la fosforilación oxidativa , aportando un total de 36 moléculas de ATP que se adicionan a las formadas en el proceso de la glucólisis anaerobia, o sea, originando un total de 38 o 39 ATP, según sea la glucosa o el glucógeno el que se degrade. De este modo, la producción de energía, en forma de ATP, para la célula que trabaja en condiciones aerobias es mucho más ventajoso que en condiciones anaerobias(es unas 19 veces mayor si analizamos la relación entre ambos procesos: aerobio / anaerobio), para el caso de la glucosa, o sea: 38 ATP (aerobio) / 2 ATP (anaerobio) = 19. Esto señalado, puede observarse en el esquema que posteriormente se muestra. Además, en condiciones aerobias los productos finales son el CO2 y el H2O, en cambio, en condiciones anaerobias el producto final es el lactato (que afecta fuertemente el pH celular). A partir de las grasas.-Las grasas, fundamentalmente almacenadas como triglicéridos (llamados también acilgliceridos), constituyen la reserva energética mas concentrada, y a diferencia de los glúcidos requie ren la presencia del oxígeno para su degradación; no obstante, estas pueden ser utilizadas como fuente de energía , tanto en condiciones de reposo, así como durante el ejercicio, siempre que predominen las condiciones del suministro adecuado de oxigeno. Algo a destacar es que, una de las adaptaciones fisiológicas más importantes que ocurren en un individuo que entrena sistemáticamente actividades de resistencia, tal como las carreras de fondo y de medio fondo, así como el ciclismo, u otra similar en cuanto a la duración , es que las grasas tienden a ser utilizadas preferentemente para la producción de ATP, durante el esfuerzo, en cambio, los glúcidos (glucosa y glucógeno) son los utilizados preferentemente en los esfuerzos de máxima y de sub-máxima intensidad. Recordando que los triglicéridos son transportados por la sangre al músculo que trabaja, desdoblán-dose en sus componentes: glicerol y ácidos grasos, estos últimos ocupan el mayor volumen de la producción de ATP, a partir del catabolismo graso, razón por la que centraremos nuestra atención en el análisis del proceso degradativo de los ácidos grasos (de número par de átomos de carbono) denominado "â oxidación", lo cual ocurre en el interior de las mitocondrias. No obstante, es conveniente aclarar los aspectos mas sobresalientes del metabolismo intermedio de las grasas, así cuando las lipasas tisulares fragmentan los tres enlaces ésteres entre el glicerol y cada uno de los ácidos grasos , se incorporan a vías o senderos metabólicos distintos: el glicerol se oxida (pasando previamente por un proceso de activación con el ácido fosfórico), convirtiéndose en gliceraldehído-3- P que continúa el sendero glucolítico, mientras que cada ácido graso es activado por la coenzima A a expensas de la energía que aporta la hidrólisis pirofosfórica del ATP, convirti-éndose en acil CoA correspondiente (ácido graso activado), que se incorpora al denominado ciclo de la â oxidación, lo cual puede apreciarse en el esquema que posteriormente se mostrará.

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A manera de resumen podemos decir que la oxidación completa de las grasas aporta una cantidad de energía mucho mayor que en el caso de los glúcidos, ya que equivale aproximadamente a 30% mayor por átomo de carbono, ya que si comparamos la oxidación aerobia del ácido esteárico (18 C) y la glucosa (6 C), podemos comprobar que la relación es: Ácido Esteárico: 147 ATP/ 18C = 8,2 Glucosa: 38 ATP/ 6C = 6,3 En cambio , en lo referente a la cantidad de energía producida (como ATP) por litro de O2

consumido es totalmente opuesto, debido a que los glúcidos poseen una mayor eficiencia en el rendimiento energético (porque las grasas presentan menor cantidad de oxígeno en sus moléculas, razón por la que requieren de más oxigeno para su oxidación completa), para ilustrar lo planteado pongamos nuevamente el caso del ácido esteárico y la glucosa, es decir, una molécula de glucosa requiere de 6 moléculas de O2 para producir 38 moléculas de ATP, y una molécula de ácido esteárico requiere de 26 moléculas de O2 para formar 147 moléculas de ATP, lo cual equivale a casi un 12 % de más eficiencia por litro de O2 consumido en los glúcidos que en las grasas. A modo de conclusión, podemos plantear que tanto los glúcidos como las grasas son de gran importancia y utilidad como fuentes energéticas que aseguran la reserva de ésta para los esfuerzos físicos prolongados, razón por lo que ambas deben ser atendidas en la dieta de los deportistas que practican actividades de larga duración. A partir de las proteínas.-A pesar de que la contribución a la producción de ATP que estas aportan es muy pequeña, a la energía necesaria para las funciones vitales (entre un 10- 15 % como máximo), ya que ellas contribuyen en gran medida a los procesos de restauración y renovación del tejido muscular, encontrándose bastante alejadas del metabolismo energético, sobre todo cuando las reservas de glúcidos y grasas no se encuentran afectadas seriamente, quiere decir esto que estas son utilizadas como fuente de energía para el ejercicio, únicamente en los casos de estar sometido el sujeto a estados de inanición en que las reservas lipídicas y glucídicas se hayan agotado. Debemos recordar que ellas pueden incorporarse a los senderos catabólicos con la finalidad de oxidarse para obtener energía, así como las unidades estructurales de las proteínas son los aminoácidos (del tipo á- amino), y cuyo esqueleto hidrocarbonado que en muchos casos es similar a muchos compuestos del metabolismo intermediario de los glúcidos, tal como es el caso de los aminoácidos: alanina, serina, y cisteína pueden ser transformados en ácido pirúvico fácilmente, pudiendo ser entonces oxidados en el ciclo de Krebs con la consecuente producción de ATP; de modo similar, existen otros aminoácidos que mediante reacciones de desanimación y de transaminación pueden ser convertidos en metabolitos del propio ciclo de Krebs, y son transforma-dos en CO2 y H2O, liberando energía como ATP, que se puede observar en el resumen que a continuación mostramos.Todo lo referido anteriormente se puede apreciar en el cuadro siguiente:

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Glúcidos Gliceraldehído-3-P (Glucólisis) CO2 Glicerol Piruvato Grasas + O2 Acetil CoA

( β -oxidación)

Ácidos Grasos

Aminoácidos (desaminación, transaminación)

Ciclo de Krebs . (ATP)

CO2 + H2O Finalmente, queremos puntualizar que el organismo, de manera consecuente utiliza para todos los propósitos prácticos , las grasas y los glúcidos como fuentes energéticas esencialmente y aunque es posible utilizar las proteínas en la producción de ATP; evita esto último a toda costa, incluso durante la actividad física, siendo sólo utilizadas en casos extremos en este sentido, pues lo mas conveniente dejarlas para la renovación y reconstrucción de células y tejidos, en particular las de naturaleza músculo-esqueléticas, que pueden ser afectadas durante los esfuerzos musculares sostenidos, precisamente esto justifica el engrosamiento de las fibras musculares (hipertrofia muscular) que se aprecia al cabo de cierto tiempo de realizar un régimen de entrenamiento típico del desarrollo de la fuerza. En relación con el sistema energético aerobio, representado por los procesos oxidativos aerobios de glúcidos y grasas fundamentalmente, que se manifiesta en los esfuerzos aerobios se incrementa el consumo de O2 en la medida que aumenta la intensidad de la carga física (pues existe una relación directa entre la potencia de la carga y la velocidad del consumo de oxigeno), y esta es la importancia de la determinación del VO2 max (máximo consumo de O2) en los esfuerzos aerobios. En este caso, hay que señalar que en lo referente a la potencia energética, como es lógico suponer es muy baja ( de 4-10 veces menor que el sistema de los fosfágenos y aproximadamente 1.5 veces menor que el sistema glucolítico), sin embargo, todo lo opuesto ocurre en cuanto a la capacidad energética, ya que en el mismo se pueden oxidar completamente las reservas de glucógeno, así como las grasas, a un ritmo de trabajo menor, pero por un período de tiempo mas prolongado, que hace que dicho parámetro sea extremadamente superior a los otros dos sistemas energéticos. En cuanto a la eficacia de este sistema se puede plantear que resulta eficiente, debido a que una gran cantidad de la energía desprendida de la degradación de los nutrientes es utilizada para la formación de ATP. Finalmente, queremos señalar las particularidades que posee este sistema en cuanto a que existen tres factores que favorecen la adecuada ejecutoria del mismo y ellos son: 1ro. Factor físico-químico: 2do. Factor químico: 3ro. Factor biológico: Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 5 (págs. 61-68) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 18 (págs.305-327)

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ENCUENTRO No.3: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN EL TEJIDO MUSCULAR Y EN LA SANGRE A CONSECUENCIA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de las alteraciones producidas en el organismo por efecto del esfuerzo físico. 2.- Cambios bioquímicos en el tejido muscular por causa de la actividad física. 3.- Cambios bioquímicos en la sangre. 1.-Consideraciones generales acerca de las alteraciones producidas en el organismo por efecto del esfuerzo físico.-Ante todo resulta necesario comprender que todo trabajo realizado por el organismo implica un gasto energético equivalente al esfuerzo realizado. De este modo, cuando analizamos cualquier tipo de esfuerzo físico, independientemente del carácter y la duración del mismo, se utilizará únicamente como fuente inmediata de energía para su ejecución, la degradación del ATP, no obstante, debemos recordar que las vías para su resíntesis serán diferentes, en dependencia a lo anteriormente mencionado, o sea, las particularidades en lo referente a las condiciones del suministro de O2 al organismo, que se encuentran estrechamente vinculadas a las características del trabajo físico ejecutado. En resumen, esto lo podemos sintetizar así: Siempre Wmuscular �� �[ATP] (independientemente del . . Carácter, Duración y Posibilidades del Consumo de O2) . Así se cumple en general que la RESINTESIS DEL ATP será: ANAEROBIA en W cortos e intensos AEROBIA “ W largos y moderados

Por otra parte, siempre al pasar del estado de reposo relativo al de una actividad muscular cualquiera, las necesidades de O2 en el organismo se incrementan; sin embargo, estas no se pueden satisfacer de inmediato porque se requiere de un cierto tiempo para que tanto el sistema respiratorio como el circulatorio puedan abastecer dichas necesidades para el músculo que trabaja, razón por la que irremediablemente al inicio de cualquier esfuerzo físico las condiciones en que este transcurre es con predominio de anaerobiosis . De esta manera, en un esfuerzo corto e intenso, tal como una carrera de 100 m planos, el suministro de O2 no puede alcanzar su máxima capacidad, por lo cual este se realiza en condiciones de anaerobiosis, ya que el deportista sólo puede absorber del 5-10% del O2 que requiere para realizar el esfuerzo, mientras que el 90-95% restante lo puede absorber al concluir la carrera, o sea, en el período de recuperación (esto es lo que representa la denominada "deuda de O2”, que en determinadas modalidades deportivas pueden llegar a alcanzar valores tan elevados de hasta 10 litros o más). Por el contrario, cuanto menor sea la intensidad del esfuerzo realizado, mayor puede ser su duración y por ende mayor serán las condiciones creadas para poder satisfacer las necesidades oxigénicas del organismo; esto se explica porque en primer lugar mientras menor sea la intensidad del esfuerzo que se realiza, menor será la magnitud de la deuda de O2 contraída durante el trabajo, y en segundo lugar, porque a mayor duración del esfuerzo, mayor serán las posibilidades de poder incrementar las actividades los sistemas respiratorio y circulatorio para abastecer de una sangre enriquecida de oxígeno a los músculos que trabajan; tal es el caso de una carrera de maratón, durante la cual es capaz de cubrir ~ 90% de las necesidades de O2 durante el transcurso del mismo (lo que se conoce como “estado estable”, o equilibrio entre las necesidades y el consumo de O2), siendo la deuda al finalizar de ~10% . Todo esto lo podemos resumir diciendo que:

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W corto e intenso �� Consumo de O2 ~ 5-10 % (Deuda de ~95-90 %) W largo y moderado �� Consumo de O2 ~ 95-90% (Deuda de ~10 %)

2.-Cambios bioquímicos en el tejido muscular por causa de la actividad física. a) Metabolismo de los glúcidos y los lípidos durante la actividad muscular. Es necesario destacar que: “el músculo es capaz de utilizar en calidad de sustratos oxidables diferentes sustancias para resintetizar el ATP, lo cual dependerá de las condiciones en que se realice el esfuerzo en cuanto a lo referente a la intensidad, la duración y las posibilidades en el suministro de O2 al organismo”. Así tenemos que en condiciones anaerobias la resíntesis del ATP es preferentemente partiendo del glucógeno contenido en el músculo. Esto se debe a que el glucógeno muscular resulta más ventajoso utilizar porque reporta un saldo positivo de 3 ATP/6 C (o sea, por hexosa), mientras que la glucosa sólo aporta 2 ATP/ 6 C. Al pasar de los procesos de oxidación anaerobia a los procesos aerobios, disminuye el glucógeno muscular utilizándose la glucosa sanguínea proveniente del glucógeno hepático. Además, por otra parte se movilizan las grasas del tejido adiposo y son transportadas hacia el hígado a través de los complejos solubles lipoproteicos, estas sustancias pueden oxidarse completamente, aportando más del doble de la energía que brindan los glúcidos durante su oxidación completa, es decir, que las grasas liberan ~ 9.3 Kcal. /g, mientras que los glúcidos es ~ 4,3 Kcal. /g. b) Metabolismo de las proteínas y de las sustancias nitrogenadas durante la actividad muscular. Ante todo es preciso puntualizar que: “las proteínas comparadas con los glúcidos y las grasas no poseen la función energética como cualidad fundamental, sino es algo que resulta secundario, que es insignificante respecto a las otras funciones que estas desempeñan en el organismo humano, y más aún en el caso del deportista”. No obstante, resulta necesario destacar que: “el ATP constituye la moneda de cambio para asegurar todo gasto energético en el organismo” (porque es la base del metabolismo energético, ya que interviene tanto en los procesos anabólicos como en los catabólicos). Al realizarse trabajo físico en el organismo, los procesos de síntesis proteica disminuyen, predominando los degradativos, debido a que el anabolismo consume energía (ATP) y esta se requiere para garantizar el esfuerzo muscular, por lo que se favorece el catabolismo. Por tanto, el ATP es utilizado preferentemente para asegurar la contracción muscular. En resumen tenemos que: Durante el W físico �

SÍNTESIS DEGRADACIÓN (disminución del contenido proteico) � Durante el Reposo relativo

Los productos obtenidos de la degradación tales como: polipéptidos, creatina, creatinina, amoniaco, etc., favorecen los procesos anabólicos en la recuperación.

W corto e intenso �� � PROCESOS ANAEROBIOS (Típicos de Veloc.-Fza) (Se favorece el � [polipéptidos] y � [NH3] W largo y moderado �� � PROCESOS AEROBIOS (Típicos de Resistencia) (Se favorece el � [ATP] y � [NH3] Vías de formación del amoníaco: Vías de eliminación del amoniaco: a) Desaminación del AMP -1ra. Formación de la Urea b) Desaminación de la glutamina: -2da. Formación de la glutamina Nota: A medida que el esfuerzo físico se prolonga, “se asegura el paso de las Condiciones Anaerobias a las Aerobias”, por lo que la eliminación del amoníaco del proceso catabólico de las

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proteínas se va favoreciendo considerablemente y ello se traduce en el hecho de que los niveles de urea y glutamina en el músculo y la sangre disminuyen. 3.- Cambios bioquímicos en la sangre.-Durante la realización del trabajo físico en general se altera el metabolismo de todo el organismo, debido a que la actividad muscular incrementada influye directamente sobrecargando el trabajo del resto de los diferentes tejidos, órganos y sistemas. De este modo, los cambios que se manifiestan en el sistema muscular por causa de la actividad física nos permiten explicar el hecho de que dichos cambios se reflejan en los fluidos corporales, principalmente en la sangre (por ser uno de los líquidos extracelulares más importantes), razón que origina los denominados “cambios bioquímicos en la sangre”, los que expresan de una manera fiel las variaciones experimentadas a consecuencia de la ejecución de actividades físicas típicas, como pueden ser los esfuerzos de resistencia (W resistencia) o bien los esfuerzos de velocidad y fuerza ( W veloc.-fza.). Es conveniente destacar que estas alteraciones se clasifican en 2 tipos fundamentales, según las condiciones en que estas se manifiestan: a) Temporales.- Se producen durante la ejecución del esfuerzo físico, y en general estos son reversibles, debido a que las variaciones experimentadas en los diferentes parámetros analizados retornan a sus cifras o valores normales en un lapso de tiempo relativamente breve, que generalmente no superan las 24 horas después de haber realizado el esfuerzo (oscilan entre segundos, minutos u horas). Además, estos dependen directamente del carácter del esfuerzo, es decir, que son el reflejo del efecto que sobre el organismo ejerce una sesión de entrenamiento o una competencia. b) Permanentes.-Se logran por el efecto sumatorio(positivo) de las sesiones de entrenamiento a lo largo de un período considerable de tiempo (semanas, meses, e incluso años) después de estar realizando una actividad física constante y sistemática, además, estos se identifican en estado de reposo, para los diferentes parámetros que se analizan. Algo también importante a destacar, es que ellos sólo aparecen como resultado de un régimen de actividad física constante y sistemática, que se manifiestan y se mantienen mientras el deportista se encuentra realizando una vida activa como tal (es decir, que desaparecen al dejar de entrenar sistemáticamente); por tal razón, se plantea que son un fiel reflejo del nivel de preparación física del deportista. Resumiendo lo anteriormente señalado: CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN LA SANGRE. TEMPORALES PERMANENTES - Volemia (En reposo en los vasos - [Hematocrito] sanguíneos circula ~ 70% de la sangre total, el resto se halla en hígado,bazo,etc. - [Hb] - � Relación Plasma / Elementos figurados: - [Lactato]

Reposo: Plasma: Elementos figurados 55% : 45% - R.A. (~10 %)

Actividad física: Plasma: Elementos figurados 45% : 55%

� [Glu] W corto e int

- �s Glicemia: � [Glu] W largto y moder. � [Lact.]agudo W corto e int

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- [Lactato]: � [Lact.] ligero W largto y moder. - R. A. (según las �s [Lactato]) ~ 50 % (W corto e intenso)

~7 – 12% (W largo y moderado) -�s [Hormonas] ( gralmente.) -�s [Enzimas] ( gralmente) -�s [Electrolitos] ( gralmente. Ej: � [Ca 2+], [K+], [Pi]) Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Caps.3(págs.33-36) y 6(69-76)

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ENCUENTRO No.4: “CAMBIOS BIOQUÍMICOS EN LA ORINA Y ALGUNOS. . ÓRGANOS INTERNOS A CONSECUENCIA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales acerca de estas alteraciones producidas por efecto de la actividad física. 2.- Cambios bioquímicos en la orina 3.- Cambios bioquímicos en los órganos internos. 1.-Consideraciones generales acerca de estas alteraciones producidas por efecto de la actividad física.- En el caso del organismo del sujeto sometido a un régimen de actividad física constante y sistemática (sujeto entrenado) se aprecian toda una serie de cambios y modificaciones en los diferentes órganos y tejidos, que se traduce en un incremento de sus posibilidades para realizar cargas físicas con una mayor eficiencia y efectividad comparado con un sujeto no entrenado, y ello se pone en evidencia en el hecho de que el primero puede continuar trabajando aún cuando las condiciones de su medio interno se encuentren notablemente alteradas (o sea, que presenta por ejemplo marcadas modificaciones de las constantes de la sangre, tales como el pH, la glicemia, las reservas alcalinas, el lactato, etc.), de manera tal que es capaz de soportar estas alteraciones en su medio interno, sin que se produzcan consecuencias negativas, que en el caso de un sujeto “no entrenado” le ocasionarían serios trastornos que le podrían acarrear resultados fatales, ya que peligraría su integridad corporal. Las particularidades del organismo del sujeto entrenado, se pueden explicar por los fenómenos de bioadaptación (de los cuales profundizaremos en el próximo Tema), que se deben a toda una serie de modificaciones en el metabolismo de estos sujetos y que no sólo se acontecen a nivel del músculo que recibe la carga física, sino que se reflejan en la sangre, las glándulas de secreción interna, el hígado, el miocardio, el sistema nervioso central, así como en el resto de los tejidos, órganos y sistemas que participan en el control y la regulación del metabolismo en general. A continuación procederemos a describir las variaciones que se manifiestan en algunos de estos tejidos y órganos a consecuencia del efecto de la carga física sistemática sobre el organismo, pero antes analizaremos los cambios que se pueden presentar en la orina, fluido que se obtiene como resultado del proceso de ultrafiltración de la sangre a nivel glomerular, y que refleja en última instancia lo que aconteció en el músculo por causa de del esfuerzo físico. 2.-Cambios bioquímicos en la orina Los cambios bioquímicos producidos por el ejercicio físico se reflejan en la constitución química de la orina, al aumentar la filtración activa de la sangre por los riñones. En este sentido, analizaremos las variaciones que experimentan los siguientes parámetros físico-químicos de este fluido: a) Diuresis.-Ante todo se hace necesario plantear que es el volumen de orina eliminada a través de los riñones, y que la misma puede variar en dependencia al tipo de carga realizada, así tenemos que después de: (W cortos e intensos) “la diuresis puede aumentar a consecuencia de una carga física intensa y de corta duración”, esto se explica por el incremento del volumen sanguíneo por minuto y por el aumento de la presión sanguínea, lo que provoca un incremento de la filtración renal. (W largos y moderados) “la diuresis disminuye por el aumento de la sudoración y por la pérdida de agua por los pulmones como consecuencia de la hiperventilación”.

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b) Densidad.- Este parámetro consiste en la cantidad de soluto presente por unidad de volumen de orina eliminada. Se comporta de manera inversa a la diuresis, debido a que al aumentar el volumen de orina que se elimina y la cantidad de soluto permanece constante se hace más pequeño el cociente, por lo que el valor de la densidad disminuye con el aumento de la diuresis. En este sentido, queda claro que: (W cortos e intensos) la densidad disminuye, debido al aumento de la diuresis. (W largos y moderados) la densidad aumenta debido a la disminución de la diuresis. Es importante el establecer las diferencias con respecto a la densidad de la orina en los dos tipos de trabajos mencionados anteriormente. c) Proteinuria.-Es necesario comprender que las causas que provocan este fenómeno es el aumento de la permeabilidad del epitelio renal, sobre todo que debido al acumulo de sustancias ácidas (fundamentalmente el ácido láctico), así se permite el paso hacia los túbulos renales de estas macromoléculas. . d)- Glucosuria.-Esta consiste en: “la presencia de la glucosa en la orina”, que se debe a que se intensifica en la movilización del glucógeno hepático, se incrementa el nivel de glucosa sanguínea y por ello se puede observar la aparición de glucosa en la orina. Nota: Este fenómeno es característico en los esfuerzos físicos típicos de gran intensidad y de corta duración, que son las carreras cortas (100 y 200 m planos, 110 m c/vallas, etc.) 3.-Cambios bioquímicos en los órganos internos.-Debemos analizar las variaciones bioquímicas que se ponen de manifiesto en los diferentes órganos y tejidos, de modo tal: 1.-Sistema muscular:- Lo más significativo en este caso es: Masa muscular (debido al incremento de las proteínas contráctiles) Actividad ATP asa Reservas energéticas: [CrP], [Glucógeno], [ATP] Actividad enzimas: hexoquinasa, fosforilasa, P-fructoquinasa, láctico-dehidrogenasa, Lipasas, así como los Sistemas REDOX (no sólo su actividad sino su concentración, Ej: Glutatión, ácido ascórbico, etc. [NH3] (debido a que el ADP tiende a evitar su desaminación) [Mioglobina] (favorece el soportar los estados de hipoxia y facilita el trabajo en condiciones anaerobias) 2.-Hígado.- En este caso lo que más se destaca es: [Glucógeno] (como reserva energética fundamental para el esfuerzo físico) [Ácido Ascórbico] (como cofactor de los procesos REDOX) Nota: En general este órgano incrementa sus posibilidades de recuperar las reservas energéticas, especialmente en la etapa de descanso se favorece el restablecimiento de la glucosa mediante el ciclo de Cori (consorcio metabólico entre músculo e hígado para a partir del lactato llevar a cabo la gluconeogénesis) 3.-Miocardio.- Este órgano se caracteriza por su metabolismo aerobio (trabaja en condiciones aerobias), de modo que:

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-La actividad física W Corazón (� frecuencia y contracciones) como resultado se incrementa la intensidad del metabolismo en este músculo, y ello se traduce en la hipertrofia cardiaca (por el incremento en la síntesis proteica) -Fuente de energía para las contracciones del corazón (ATP su resíntesis a través de la fosforilación respiratoria). - Utilización como Sustratos de oxidación: Glucosa y Lactato (porque se favorece el Actividad enzimática) - [Mioglobina] (para facilitar el metabolismo aerobio durante el esfuerzo) 4.-Sistema óseo.- En este tejido como respuesta adaptativa a las grandes tensiones y compresiones a que se encuentra sometido a consecuencia del esfuerzo físico sistemático, se aprecia un fortalecimiento del mismo gracias a: [Osteína] y [Sales de calcio y de fósforo] 5.-Sistema Nervioso Central.- Como sabemos este es el responsable del control y la dirección de todas las reacciones del metabolismo en general, ya que es el encargado de recepcionar y responder toda la información proveniente de los estímulos procedentes del medio (tanto interno como externo), por lo que resulta lógico comprender el por qué el entrenamiento constante y sistemático modifica sustancialmente desde el punto de vista bioquímico el metabolismo de este tejido. Entre las variaciones más significativas están: Actividad enzimática (tanto de sistemas REDOX como del metabolismo general) Capacidad buffer (estabilizar el equilibrio ácido-base de este tejido tan sensible) Procesos de fosforilación Oxidativa (asegurar la resíntesis del ATP) Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 3 (págs.36-37) -Menshikov, N.N. y N.I. Volkov, “Bioquímica” Cap. 19 (págs.334-335)

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ENCUENTRO No.5 Seminario No1: “ANALISIS DEL FUNDAMENTO DE LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS Y DE LAS VARIACIONES BIOQUIMICAS FUNDAMENTALES PRODUCIDAS EN EL ORGANISMO POR CAUSA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca del fundamento de los sistemas energéticos y de los cambios bioquímicos que se manifiestan en el tejido muscular, la sangre, la orina y otros órganos a consecuencia de la actividad física. OBJETIVO: Analizar las variaciones bioquímicas que ocurren en el organismo a consecuencia de la realización de actividad física sistemática.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en los Encuentros correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Particularidades de los componentes químicos del músculo estriado. b) Papel que desempeña el ATP en el mismo. c) Que las concentraciones del ATP (sustrato energético fundamental para la actividad muscular) apenas permiten asegurar la energía para unos instantes, y eso implica la existencia de los diferentes sistemas energéticos (puntualizar las características de estos). d) Particularidades del metabolismo durante el esfuerzo muscular. e) Alteraciones del metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas en el tejido muscular a consecuencia del esfuerzo físico sistemático. f) Esencia de cada uno de los cambios bioquímicos de la sangre por causa del esfuerzo físico sistemático, así como fundamento de algunos de estos. g) Fundamento de los cambios bioquímicos mas relevantes en la orina por efecto de la carga física. h) Descripción de los cambios en algunos órganos por causa de la actividad física sistemática. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1.- Describa la composición química del tejido muscular estriado. 2.- Explique la importancia y las funciones de cada una de las proteínas musculares. 3.-¿Qué papel desempeña la carnitina en el músculo, particularmente en las actividades musculares de moderada intensidad y larga duración? 4.- Destaque la importancia de los electrólitos en la actividad muscular. 5.- ¿Cuál es el sustrato energético inmediato para la actividad muscular? Fundaméntelo. 6.- ¿Cuál es la vía que asegura la energía para pasar del estado de reposo al de actividad muscular? Fundaméntelo mediante las ecuaciones correspondientes, destacando además las características esenciales de ésta. 7.- ¿A qué se denomina tampón energético? Fundaméntalo. 8.-¿Que importancia presenta la vía glucolítica? ¿Por qué se caracteriza esta? 9.- ¿Explique por qué el proceso glucolítico anaerobio conlleva a un incremento de la temperatura corporal? 10.-¿Qué importancia presenta la reacción mioquinásica? ¿En qué condiciones se favorece esta?

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11. -¿Qué sustancias sirven como sustrato energéticos fundamentales para las actividades musculares de moderada intensidad y larga duración? 12.-Aplique los criterios de potencia energética, capacidad energética y eficiencia a los diferentes sistemas energéticos. 13.- ¿Cómo se comporta el consumo de O2 al inicio de un esfuerzo físico? ¿Por qué? 14.- ¿Por qué en los esfuerzos físicos de gran intensidad y corta duración la utilización del glucógeno muscular predomina sobre la glucosa sanguínea? Justifíquelo. 15.-Analice comparativamente la utilización de los glúcidos por el tejido muscular ante la ejecución de dos cargas físicas de carácter opuesto, o sea: a) W corto e intenso b) W largo y moderado

16.-¿En que condiciones se favorece la utilización de los lípidos por el tejido muscular? Explique. 17.- Establezca una comparación entre el metabolismo proteico en el músculo durante la realización de cargas físicas de carácter opuesto. 18.-¿A que se deben las diferencias entre los niveles de amoniaco en el músculo por causa de los trabajos físicos típicos de velocidad-fuerza y de resistencia? 19.- ¿Cuáles son las vías que posee el músculo para poder asegurar la eliminación del exceso de amoniaco formado? Fundamente su respuesta mediante las ecuaciones correspondientes. 20.- Establezca una comparación entre los cambios bioquímicos más significativos en el músculo a consecuencia de la realización de trabajos típicos de carácter opuesto: a) W corto e intenso b) W largo y moderado

21.- ¿Por qué se plantea que el trabajo muscular puede alterar la relación porcentual plasma-elementos figurados de la sangre? Fundaméntelo. 22.-Explique el comportamiento de los niveles glicémicos a consecuencia de la ejecución de dos tipos de cargas físicas de carácter diferente, tales como pueden ser las carreras de 100 m planos y la de maratón. Fundamente su respuesta. 23.-Analice el comportamiento de los niveles de lactato y las reservas alcalinas de la sangre, como consecuencia de la realización de dos tipos de esfuerzos de carácter opuesto. 24.-Explique las particularidades de la diuresis así como la densidad de la orina como resultado de la ejecución de dos esfuerzos de carácter diferente, tales como pueden ser una carrera de velocidad y otra de fondo. 25.- ¿Puede aparecer la proteinuria (albuminuria) en un sujeto después de realizar un esfuerzo físico considerable? Fundaméntelo. 26.-¿Cree Ud. que se pueda presentar la glucosuria después de la ejecución de su actividad específica en un corredor de distancias cortas, tal como la carrera de 100 m planos? ¿Por qué? 27.-Explique algunos de los cambios bioquímicos que se pueden manifestar en diferentes órganos a consecuencia de la realización de cargas físicas. BIBLIOGRAFIA: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.3 (págs. 33-37) y Cap.6 (págs. 69-76). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Cap. 19 (págs. 334-335)

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TEMA II: “REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA EN EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO DEPORTIVO”. ENCUENTRO No. 7: “CARACTERÍSTICAS BIOQUIMICAS DE LA FATIGA Y DE LOS PROCESOS QUE OCURREN EN EL PERÍODO DE DESCANSO POSTERIOR AL TRABAJO MUSCULAR”. CONTENIDO: 1-Características bioquímicas de la fatiga. 2.-Dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso posterior al trabajo muscular. 1. Características bioquímicas de la fatiga.- Ante todo debemos plantear el concepto, o sea: “es un estado del organismo que se alcanza como resultado de una actividad muscular intensa y se caracteriza por una disminución temporal de la capacidad de trabajo físico”. Además, es necesario puntualizar que: “constituye un mecanismo protector del SNC sobre el organismo, y no es un estado patológico”, o sea, es “la alarma a los cambios bioquímicos y fisiológicos en los tejidos muscular y nervioso, fundamentalmente a causa del esfuerzo físico realizado, que para evitar daños en el organismo, se reduce automáticamente la intensidad de la actividad muscular”. Por esta razón, “en la practica deportiva se puede llegar a la fatiga a causa de una actividad muscular intensa, no correspondiente con la capacidad funcional de los músculos, sino a consecuencia de un proceso complejo de reacciones protectoras del SNC”. Debemos destacar el papel del ácido ã–aminobutírico (A.G.A.B.) que se forma mediante la decarboxilación del ácido glutámico en el cerebro y posee un rol como inhibidor en los centros motores del SNC). Por otra parte, se plantea que: “en algunos casos pueden distinguirse síntomas de fatiga local (en grupos musculares) y en otros casos, fatiga general (en todo el organismo), pero en ambos casos la causa radica en el SNC, ya que las sensaciones están determinadas objetivamente por los cambios en los sustratos y componentes bioquímicos del tejido muscular y nervioso, debido al trabajo físico no correspondiente a la capacidad funcional del organismo”. Cambios bioquímicos que caracterizan la fatiga: a) Disminución de la concentración de ATP en las células nerviosas, lo cual afecta la dinámica funcional de las neuronas y por tanto, predominan los procesos de inhibición sobre los de excitación. b) Alteración de la síntesis de acetil colina en las formaciones sinápticas, lo cual trastorna la actividad del S.N.C. encaminada a formar los impulsos locomotores y transmitirlos a los músculos. c) Disminución de la velocidad de transformación de las señales procedentes de los quimiorreceptores. d) Desarrollo en los centros motores de una inhibición vinculada a la formación del ácido ã amino butírico. e) Inhibición de la actividad de las glándulas de secreción interna. f) Disminución de la actividad enzimática (miosín-ATPasa, citocromo-oxidasa, succín- dehidrogenasa, lactato-dehidrogenasa, etc.) g) Alteración de la homeostasis (debido a que se incrementa la velocidad de la glucólisis para mantener los niveles de ATP, por lo cual aumenta el lactato y con ello la concentración del ión hidrógeno, disminuyendo así el pH y esto provoca alteración en la resíntesis de ATP, porque se desacopla la conjugación de los procesos REDOX a la fosforilación en las mitocondrias).

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h) Disminución de la concentración de creatín-fosfato y el glucógeno muscular. i) Se incrementa el catabolismo proteico, por lo que se observa un aumento de los niveles de amoniaco y la urea sanguínea. j) Aumentan los productos de oxidación incompleta (lactato, cuerpos cetónicos, ADP, AMP, etc.) Causas de la fatiga: El docente debe insistir que las causas de la fatiga no están completamente claras, no obstante, se puede resumir que depende de diversos factores , así como de las condiciones en que se verifica el trabajo muscular y de las particularidades individuales del sujeto, por lo que se puede plantear que el origen es diverso: -Disminución de las reservas energéticas. -Disminución de actividad de las enzimas claves. -Disminución de la integridad de algunas estructuras celulares funcionales. -Disminución de la regulación nerviosa-humoral. -Otras causas posibles. RESUMEN: Las causas de la fatiga pueden ser diversas, pero en general se puede plantear que: “en los trabajos cortos e intensos, la inhibición protectora del SNC( debida al papel del A.G.A.B.), la alteración de la relación ATP/ADP, la disminución de la actividad miosín ATPasa, o bien , el incremento de los productos de desecho del metabolismo muscular; en cambio, en los trabajos largos y moderados, debido fundamentalmente a la alteración del abastecimiento energético, o bien, la disminución de la excitabilidad neuro-muscular”. 2. Dinámica de los procesos bioquímicos en el período de descanso después del trabajo

muscular.- Al concluir el trabajo muscular se ponen de manifiesto toda una serie de procesos compensadores a las alteraciones bioquímicas que se verificaron en los músculos, fluidos y órganos durante la ejecución del esfuerzo físico, los cuales se caracterizan por el predominio de los procesos oxidativos aerobios, debido a que el organismo es capaz de satisfacer sus necesidades oxigénicas y por tanto, se logran eliminar gradualmente todos los productos de desecho que se acumularon. En el período de descanso después del trabajo, los cambios o alteraciones bioquímicas efectuadas en los músculos y otros órganos, se eliminan poco a poco. Estas alteraciones fundamentales son las relacionadas con el metabolismo energético, es decir, reducción del contenido de los sustratos: Cr~P, glucógeno (tanto muscular como hepático), lípidos, etc. Durante la etapa de descanso posterior al trabajo que se conoce como recuperación ocurren intensos procesos de fosforilación oxidativa a nivel de la cadena respiratoria que aseguran la formación del ATP necesario para garantizar el adecuado predominio de los procesos de biosíntesis de todas las sustancias consumidas durante el esfuerzo. El aumento del contenido de los productos del metabolismo intracelular (ADP, AMP, H3PO4, ácido láctico, cuerpos cetónicos, etc.) a consecuencia del trabajo provocan la intensificación de la actividad hormonal que estimula a los procesos de oxidación en los tejidos, después del trabajo, lo que contribuye a recuperar las reservas intramusculares de sustancias energéticas y el resto de los parámetros bioquímicos. Tipos de recuperación: Según la tendencia general de las variaciones bioquímicas acontecidas en el organismo, así como el tiempo que demora en retornar al equilibrio normal del mismo, se establecen dos tipos de procesos recuperadores: a) Recuperación urgente: • Se extiende 0,5 - 1,5 hras después del trabajo. • Eliminación de los productos de la degradación anaerobia acumulados durante el ejercicio.

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• Eliminar la deuda oxígeno. b) Recuperación aplazada: • Se extiende >2 – 3 horas. en adelante después de concluir el trabajo. • Intensificación del metabolismo plástico. • Restauración del equilibrio iónico y endocrino. • Se restablece por completo las reservas energéticas • Se intensifica la síntesis de proteínas estructurales y funcionales. Es importante destacar que no todas las sustancias se recuperan a la misma velocidad, ni en el mismo tiempo, de modo general se observa que finalizan en tiempos diferentes y por consiguiente se pone de manifiesto el concepto del fenómeno de heterocrorismo (fenómeno de recuperación de las diversas sustancias y procesos metabólicos afectados por el esfuerzo físico, a diferentes velocidades y tiempos cada uno, así tenemos que: -Primeras: Deuda de O2 y [CrP] muscular -Segundas: [Glucógeno] muscular y hepático -Terceras: [Lípidos] y [Proteínas] Nota: Puede ampliarse esto consultando tabla 25 del texto básico (pág. 346). Supercompensación.- Es uno de los procesos bioquímicos más importantes que ocurre en el organismo bajo la influencia del entrenamiento, es la superrecuperación de las sustancias afectadas durante el trabajo muscular, es decir, que debido a la intensificación de los procesos de recuperación se condiciona a que en un momento determinado en el transcurso del período de descanso, las sustancias que fueron afectadas durante el esfuerzo físico superan el nivel que tenían antes de realizar este. Este fenómeno es transitorio, ya que después de una fase de notable superación del nivel inicial, el contenido de estas sustancias retorna paulatinamente a sus valores normales. Esta fase se manifiesta en dependencia de las particularidades del trabajo realizado, ya que según sean las variaciones bioquímicas experimentadas a consecuencia del esfuerzo, así será la magnitud de los niveles que se alcanzan por las sustancias que se afectaron y la duración de este fenómeno. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León, “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 7 (págs. 83-89) y Cap. 10 (Págs. 105-108). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica”, Cap. 20 (págs. 344- 349).

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ENCUENTRO No. 8: “LA SUPERCOMPENSACION Y SU RELACION CON . LOS PRINCIPIOS BASICOS DEL ENTRENAMIENTO” Contenido: 1.-La supercompensación: esencia y leyes en que se fundamenta. 2.-Principios básicos del entrenamiento: a) Repetición de la carga. b) Sistematización de la carga. c) Correcta delación trabajo-descanso. d) Aumento gradual de la carga. 1.-La supercompensación: esencia y leyes en que se fundamenta este fenómeno.-Ante todo se hace necesario comprender ¿qué es la supercompensación?, debido a que esta es la clave para poder explicar desde el punto de vista biológico las bases del entrenamiento deportivo. Debemos plantear que la esencia de la misma consiste: “en el superrestablecimiento o la súperrecuperación de las sustancias involucradas durante la realización del trabajo físico”. Quiere decir esto que todas aquellas sustancias que de una manera u otra tomaron parte en la ejecución de un trabajo muscular considerable, serán afectadas por los fenómenos supercompensatorios. En este sentido, es importante aclarar que la supercompensación surge como una respuesta del organismo que realiza un esfuerzo físico sostenido (no de manera casual y aislada), ya que es la manera en que todos los tejidos y órganos activos que participan durante el trabajo muscular sistemático, se preparan para responder a la próxima carga con un nivel funcional superior y así afrontar con mayor eficiencia la dificultad impuesta por el trabajo físico. Este fenómeno tiene su fundamentación científica en dos leyes biológicas: Ley de V.A. Engelhardt: “Cualquier reacción de degradación, siempre provoca reacciones de síntesis, y de existir estas las aumenta”. Ley de Lamark: “En todos los tejidos activos como resultado de la influencia trófica de los fenómenos de excitación, los procesos de asimilación aumentan, predominando sobre los de degradación”. En estas dos leyes se hacen patentes los principales procesos biológicos que permiten la adaptación del organismo a la actividad física sistemática. Ha sido plenamente demostrado mediante diversas investigaciones que: “los productos intermedios y terminales del metabolismo anaerobio, tales como el ácido láctico, el ADP, el AMP, el amoniaco, los cuerpos cetónicos, etc., acumulados en el músculo y que posteriormente difunden a la sangre, son estimuladores positivos de los procesos oxidativos aerobios”, razón por la cual se plantea que ellos propician las condiciones favorables durante la etapa de descanso, posterior al trabajo muscular, para incrementar los procesos de resíntesis de las sustancias consumidas a consecuencia del esfuerzo físico realizado, lográndose de este modo la recuperación del organismo. Por ejemplo, en la década de los años 30 del siglo pasado, Otto Meyerhoff demostró que la acumulación del ácido láctico en el músculo esquelético, estimula en gran medida la respiración tisular, lo cual en definitivas conduce a la oxidación completa de este hasta dióxido de carbono y agua, lo que equivale a se pase de condiciones anaerobias a las aerobias y esto se traduce en el hecho de poder mantener las posibilidades de continuar trabajando mas durante un determinado tiempo.

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Para comprender con claridad el fenómeno de la supercompensación hay que partir del hecho siguiente: “durante el trabajo muscular, los procesos bioquímicos y fisiológicos que ocurren no sólo se verifican en el sentido de la degradación de las sustancias energéticas: ATP, CrP, glucógeno, etc. y estructurales: proteínas, fosfolípidos, etc., sino que simultáneamente ocurren también reacciones de síntesis de dichas sustancias, ya sean energéticas o estructurales; sin embargo, durante el tiempo que transcurre el esfuerzo físico, las sustancias que son consumidas no se pueden recuperar ni tan siquiera a sus niveles iniciales, debido a que el equilibrio entre la síntesis y la degradación se encuentra completamente desplazado en sentido catabólico(hacia la degradación) porque están restringidas las vías de formación de ATP para garantizar el trabajo muscular y no puede desviarse hacia la resíntesis de lo que se esta consumiendo, para asegurar la energía del esfuerzo muscular. En cambio, una vez concluido el esfuerzo físico (en la etapa posterior al trabajo, o sea, durante el descanso) en que predominan las condiciones aerobias para resintetizar el ATP, se observa que “los procesos degradativos prácticamente se interrumpen para dar paso a la síntesis de todas las sustancias afectadas por el trabajo muscular, asegurándose así no sólo la recuperación a sus niveles iniciales de todas aquellas sustancias que fueron afectadas por el esfuerzo físico, sino además que se incrementan por encima de estos”. Gracias a la supercompensación se puede explicar “como es posible que existan procesos de asimilación de tal envergadura que permiten no tan solo recuperar a los niveles iniciales las sustancias afectadas por el trabajo, sino que además se van por encima de sus valores iniciales, sobrepasándolos de manera considerable”. La supercompensación fue descubierta por K.Weigert y recibió el nombre de “ley de la supercompensación”. Posteriormente esta fue estudiada en fisiología por Pavlov y sus colaboradores Felbort y Bodansky, mientras que en el campo de la bioquímica por G. Embden, así como por N.N. Yakovlev y colaboradores. A continuación se muestra en la figura 1 la representación del comportamiento de las reservas energéticas a consecuencia de la realización de un trabajo muscular, tal como puede ser el glucógeno contenido en el propio músculo, o bien: el ATP, el CrP, los lípidos, etc. De modo que en el segmento 1, se aprecia la degradación de estas fuentes energéticas para poder realizar el trabajo muscular. A continuación se observa el segmento 2, que representa la resíntesis de las sustancias consumidas durante los procesos de recuperación en el periodo de descanso posterior al trabajo. Posteriormente se puede apreciar en el segmento 3, como la curva sobrepasa los valores iniciales, que corresponde con la fase de supercompensación y continua hasta un valor máximo en que vuelve a decaer. Finalmente, se aprecia el segmento 4 que corresponde al retorno a los niveles iniciales. Es necesario destacar que de manera similar se manifiesta el comportamiento de las otras sustancias afectadas por el trabajo muscular, es decir, que los fenómenos supercompensatorios no solo son inherentes a las fuentes energéticas, sino también a las sustancias estructurales y funcionales.

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Figura 1: Representación gráfica del fenómeno de la supercompensación. Diversas investigaciones han demostrado que cuanto más intensos son los procesos de recuperación, más prolongada será la etapa de supercompensación, y aunque en realidad el mecanismo bioquímico es bastante complejo, se sabe gracias a los resultados de muchos trabajos entre los que se encuentran las investigaciones de N.N. Yakovlev y col., así como N.R. Chagovetz y col., que la fase de supercompensación de las sustancias químicas en los músculos se encuentra estrechamente vinculada con intensos procesos de oxidación aerobia en este tejido. En este sentido, conocemos que el ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) constituye el proceso central sobre el que descansan todos mecanismos oxidativos aerobios que se verifican en la célula, para ilustrar esto queremos destacar que en una de las investigaciones fundamentales llevadas a cabo por N.Chagovetz, en que se analizó la dinámica de las variaciones experimentadas por las concentraciones del ácido cítrico en los músculos de animales de laboratorio (ratas blancas) sometidos a cargas físicas, quedó plenamente demostrado como la concentración del citrato en los músculos de estos animales después de 15 min. de natación, alcanza su máxima concentración a los 30 min. de concluido el esfuerzo y retorna a sus niveles iniciales al cabo de las 12 h de reposo. Por otra parte, se ha podido comprobar que después de un trabajo corto e intenso, los niveles del glucógeno muscular alcanzan sus valores máximos al cabo de 1 h de descanso, regresando a sus niveles iniciales al cabo de las 12 h. En cambio, después de cargas físicas de larga duración y moderada intensidad, la supercompensación del glucógeno se alcanza a las 12 h de concluido el esfuerzo y se mantiene durante un tiempo de 3 días o más. Esto nos dice que: “a medida que el trabajo muscular (carga física) realizado sea mas corto e intenso, con mayor rapidez aparecerá la fase de supercompensación y se mantendrá por un espacio de tiempo más breve, en cambio, mientras más prolongada y moderada sea la carga, demorará más tiempo en aparecer la

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supercompensación, pero se mantendrá por un tiempo mayor”. O sea, que “mientras mas rápido se llega a la fase de supercompensación, menos tiempo durará esta”. Por último, queremos puntualizar algo que anteriormente señalamos: “los fenómenos supercompensatorios no sólo afectan a las fuentes energéticas, sino además a todas aquellas otras sustancias involucradas durante el esfuerzo muscular realizado, tanto estructurales, así como de diversas funciones especificas”. Para aclarar en este sentido, vale señalar como los fenómenos supercompensatorios justifican la hipertrofia muscular, sobre todo en los deportistas que entrenan para desarrollar la cualidad fuerza, como sabemos sobre la base del incremento de las proteínas musculares, sino además que permiten explicar el incremento de la funcionabilidad del organismo sometido a un régimen de actividad física constante y sistemática, que representan la respuesta adaptativa del organismo a las cargas de entrenamiento y que se aprecian en el favorecimiento de otros parámetros como son el incremento de la actividad de los sistemas enzimáticos, así como los de control hormonal, los sistemas buffer, el incremento en la síntesis proteica (no sólo las contráctiles, sino además las transportadoras y así como las de carácter inmunológico u otras tan especificas como estas últimas). Es conveniente destacar que todas estas particularidades derivadas del fenómeno de la supercompensación resultan de gran importancia para nosotros que nos encontramos vinculados con las actividades de la Cultura Física y el Deporte, pues los procesos bioquímicos que se manifiestan en esta etapa determinan el aumento del nivel funcional del organismo sometido a un régimen de actividad física sistemática. Además, por otra parte, resulta necesario comprender verdaderamente el quimismo de este fenómeno para poder lograr una correcta interpretación de los diferentes estados funcionales del organismo del sujeto sometido a un régimen de entrenamiento físico y de este modo aprovechar a cabalidad todas las ventajas y beneficios que el mismo le proporciona a este. 2.-Principios básicos del entrenamiento.- No es nuestro objetivo en este material exponer una definición del entrenamiento deportivo, no obstante, debemos recordar simplemente que gracias a este estado que se alcanza en el organismo, el mismo se fortalece en general y se prepara para realizar trabajos más efectivos, y con una mayor economía de sus reservas funcionales. Desde el punto de vista bioquímico el entrenamiento físico y deportivo tiene su fundamentacion en el fenómeno de la supercompensación, ya que gracias al mismo el organismo es capaz de lograr alcanzar las condiciones óptimas donde las posibilidades funcionales del atleta se encuentran en el tope de su capacidad, lo cual le permite rendir a plenitud. En otras palabras, el aprovechamiento de la cima supercompensatoria representa para el organismo que entrena al máximo de las posibilidades, el consecuente escalón para poder alcanzar la plenitud de su forma física y deportiva. Los principios básicos del entrenamiento se pueden enunciar en los 4 postulados siguientes: 1ro. Repetición de la carga.- Como se puede apreciar en la figura 1, que nos muestra el esquema del fenómeno de la supercompensación, en la sección 4 vemos que una vez alcanzada la fase que asegura el aumento de las posibilidades energéticas, así como funcionales del organismo durante el período de descanso posterior al trabajo muscular, desaparece al regresar estas al nivel inicial. Por consiguiente, un sólo trabajo (sesión de entrenamiento) no representa para el organismo un paso correcto para alcanzar el estado de entrenamiento, ya que un solo esfuerzo físico aislado no provoca fenómenos supercompensatorios constantes ya que ellos regresan con relativa rapidez a sus niveles normales. Por esta razón, de aquí se deriva el primer principio bioquímico del entrenamiento deportivo, es decir, “la necesidad de la repetición del esfuerzo físico para poder

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estabilizar el aumento de la capacidad funcional orgánica lograda gracias a la fase de supercompensación.” 2do. Sistematización de la carga. - La clave para asegurar la adquisición del estado de entrenamiento es saber en qué momento resulta necesario repetir la carga física, es decir, el poder hacer esto en el momento más oportuno, y ello sin duda resulta repetirlo cuando el organismo se encuentra en el tope de la fase supercompensatoria. Así, si repetimos la carga después de un descanso prolongado, en que la fase supercompensatoria del esfuerzo anterior desapareció, lo único que se logrará será mantener el potencial energético a los mismos niveles del esfuerzo anterior, o sea: Potencial energético Nivel inicial Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T - Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 2: Esquema de la repetición del trabajo después de perdida la supercompensación. De la figura anterior se puede fácilmente comprender que la aplicación de los siguientes trabajos se realiza siempre cuando ya ha desaparecido la fase supercompensatoria, razón por la cual los cambios bioquímicos positivos que se han producido a causa de esta se han normalizado, por tanto, no se están aprovechando los beneficios de la supercompensación del esfuerzo anterior respectivo. De aquí se desprende el segundo principio bioquímico del entrenamiento: “el trabajo debe ser regular y sistemático”. 3ro. Correcta relación entre el trabajo y el descanso.- Al aplicar el próximo trabajo físico, este debe realizarse en el momento adecuado, de manera que si se hace cuando aún el organismo del deportista no se ha recuperado del esfuerzo anterior, obtendremos como resultado la disminución de su capacidad funcional, lo cual puede conducir a este a un estado de profunda fatiga conocido como sobreentrenamiento; lo expresado anteriormente lo podemos ver gráficamente así:

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Potencial energético Nivel Inicial tiempo Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T – Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 3: Esquema de la repetición del trabajo en fase de reposición incompleta En la figura 3 vemos como se realiza la repetición del trabajo en fase de recuperación incompleta del esfuerzo anterior, ello puede conducir al organismo a un estado de profunda fatiga. Por esto lo correcto a realizar es repetir la carga en el tope de la supercompensación del trabajo anterior, de manera tal que si así lo hacemos estaremos creando sin falta las condiciones para asegurar el ascenso del potencial energético del organismo. Así estamos garantizando el cumplimiento del tercer principio del entrenamiento: “siempre debe mantenerse una correcta relación entre el trabajo y el descanso”.

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Lo que acabamos de plantear se puede representar gráficamente así: Potencial energético B Nivel tiempo inicial Leyenda: E1, E2, E3 - Entrenamientos T – Trabajos D – Descansos AB – Potencial energético Figura 4: Esquema de la repetición del trabajo en la fase de supercompensación. Cada ejercicio, cada esfuerzo requiere obligatoriamente de un determinado período de descanso, lo cual esta condicionado por la magnitud y el carácter de este. Esta exigencia resulta de tal importancia que hasta después de un mismo esfuerzo físico, la supercompensación de las diferentes sustancias que fueron afectadas durante este dependen de las particularidades de cada una de estas sustancias, así por ejemplo, la supercompensación del CrP en los músculos comienza relativamente rápido y desaparece también con rapidez, mientras que en el caso del glucógeno comienza un poco más tardíamente, pero demora más en desaparecer. Estos principios explicados hasta aquí, no deben tomarse como absolutos, ya que en la práctica deportiva hay ocasiones en que se emplean variantes de los mismos ( ejemplo de ello puede ser el método de entrenamiento a intervalos, en el que se aumenta el volumen o la intensidad de las cargas, sin variar el tiempo de descanso entre estas, o bien, por el contrario, no varía el volumen o la intensidad de las cargas, pero se acorta el tiempo de descanso entre estas) para de esta forma crear mecanismos de adaptación a los cambios bioquímicos que se acontecen, y cuya finalidad es lograr una mejor preparación del deportista a las adversas condiciones de trabajo a las cuales este se va a someter durante la competencia. 4to. Aumento gradual de la carga.- A medida que aumenta el nivel de entrenamiento, disminuye la intensidad y el gasto energético necesario para que este se realice, así cada nuevo esfuerzo físico se realizará en condiciones más favorables, por lo cual los cambios bioquímicos que se provocan en el organismo serán cada vez menos marcados. Esto equivale a decir que si no amentamos la carga o el nivel de dificultad del esfuerzo físico, la fase de supercompensación será cada vez más corta y se manifestará menos, de ahí el por qué del cuarto principio del entrenamiento, o sea: “aumento progresivo de la carga o de la dificultad del esfuerzo físico”.

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Esto señalado anteriormente se justifica por los cambios que desde el punto de vista no sólo morfológico, sino también funcional se manifiestan en las fibras musculares a consecuencia del esfuerzo físico constante y sistemático, de esta manera es posible apreciar en un tiempo relativamente corto toda una serie de modificaciones en el grosor y la cantidad de las miofibrillas a expensas de las proteínas musculares que determina el incremento no sólo de la fuerza muscular, sino además de la resistencia mecánica de los músculos. Por otra parte, el entrenamiento constante y sistemático conduce a que se manifiesten entre otros cambios: incremento del número así como de la forma de los núcleos celulares, de modo similar ocurre con las mitocondrias, que incrementan la cantidad de sus crestas así como que también disminuye la distancia entre estas, lo que favorece la actividad de las enzimas en las mismas y se propicia una mejor función del proceso de la fosforilación oxidativa, también se incrementa el número de contactos entre las terminaciones nerviosas y el sarcolema. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León “Bioquímica de los Ejercicios Físicos”, Cap. 10 (págs. 105-113).

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ENCUENTRO No.9: “REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA . EN EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO DEPORTIVO”. CONTENIDO: 1.- Consideraciones generales sobre el fenómeno de la adaptación. 2.- Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo: a) Etapas de adaptación. b) Efecto del entrenamiento. 1.-Consideraciones generales sobre el proceso de adaptación.- Ante todo es necesario definir lo que se entiende por adaptación: “es la capacidad que poseen los seres vivos de acostumbrarse a las condiciones cambiantes del medio (tanto interno como externo).” Por otra parte, desde el punto de vista biológico pueden existir dos tipos de adaptaciones: genotípica y fenotípica. La primera, es decir, la genotípica, comprende un proceso de conformación de la población analizada a las condiciones del medio mediante transformaciones hereditarias (se basa en las leyes de la evolución de las especies). La fenotípica, comprende un complejo proceso de respuestas a diferentes factores del medio circundante, las cuales se desarrollan en el individuo durante el transcurso de su vida (esta resulta de gran importancia en el deporte). Inicialmente, la adaptación se concebía como un concepto puramente biológico y médico, sin embargo, en la actualidad debido al desarrollo científico-técnico que ha experimentado la humanidad, así como los cambios y la complejidad de las relaciones del ser humano en la sociedad en que se ha desarrollado, han hecho que este término se tornara más amplio en su significado, debido a que atañe a todas las ciencias, tanto naturales como sociales, razón por la cual en la esfera a la cual nos hallamos vinculados, es decir, en el campo de la Cultura Física y el Deporte ella toma un sentido muy amplio. Así, hoy día el concepto de adaptación juega un rol clave tanto en la preparación deportiva así como en la actividad competitiva, ya que el deporte moderno de élite constituye un área única para poder investigar la s posibilidades de adaptación del ser humano, esto lo reafirma el hecho que diversos trabajos de investigación han demostrado “que no existen otros campos en la actividad profesional del hombre que puedan compararse por su efecto con las cargas de entrenamiento y de competencia que se realizan en el deporte”. A diferencia de otras esferas de actuación en las que se desempeña el hombre, es importante resaltar que en el caso del deportista de categoría élite, tiene que adaptarse a condiciones cada vez más complejas y adversas, que le permiten alcanzar estadíos superiores de su nivel funcional. Finalmente, queremos señalar que uno de los aspectos más interesantes en el futuro no muy lejano en la teoría de la adaptación, lo constituye la elaboración de las leyes de la adaptación del deportista de alto nivel a los factores extremos del entrenamiento y la competencia. 2.-Regularidades de la adaptación bioquímica en el proceso de entrenamiento deportivo.- Ante todo debe interpretarse que el entrenamiento deportivo, desde el punto de vista biológico, puede considerarse como un proceso de adaptación dirigido del organismo a la influencia de los esfuerzos físicos. • Como los esfuerzos físicos aplicados en el entrenamiento, desempeñan un papel estimulador

que excita los cambios adaptativos en el organismo. • La tendencia y la magnitud de los cambios bioquímicos que se originan como respuesta a los

esfuerzos físicos aplicados, determinan el efecto de entrenamiento. • El grado de la influencia que el esfuerzo físico ejerce sobre el organismo depende de las

características fundamentales de la dosificación elegida, esto es: -Intensidad y duración del ejercicio a ejecutar.

-Tipo de ejercicio seleccionado.

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-Numero de repeticiones de cada ejercicio. -Magnitud de las pausas. -Carácter del descanso. Nota: La modificación de cada una de estas características provoca cambios bioquímicos determinados y su acción conjunta origina considerables reestructuraciones del metabolismo que se expresan por los denominados estados metabólicos, los cuales se relacionan con la actividad de diversos sistemas enzimáticos intracelulares y están determinados por un considerable número de factores variables. a) Etapas de adaptación.-El carácter fásico que tiene el proceso de adaptación del organismo a la influencia del esfuerzo físico (como cualquier estímulo) hace que este se manifieste mesuradamente. Así, según el carácter y el tiempo de realización de las modificaciones adaptativas en el organismo se destacan dos etapas fundamentales en la adaptación: urgente y aplazada (o de larga duración). 1ra. Adaptación Urgente: Es la respuesta inmediata del organismo a la acción única del esfuerzo físico. Se debe fundamentalmente a las modificaciones del metabolismo energético y de las funciones del sistema vegetativo. 2da. Adaptación Aplazada : Es la respuesta que se manifiesta en un gran lapso de tiempo y que se desarrolla paulatinamente como resultado de la sumatoria de las modificaciones experimentadas a consecuencia de los esfuerzos repetidos y esta relacionada con la aparición de cambios estructurales y funcionales del organismo, los que aumentan notablemente las posibilidades de adaptación de este. Nota: Esta última ocurre sobre la base de la activación del aparato genético (a expensas del efecto estimulante del esfuerzo físico) de las estructuras funcionales, que inducen el incremento de la síntesis proteica de estas. Aquí se puede profundizar auxiliándose del esquema de la pág. 381(fig. 138) del libro de texto básico. b) Efecto de entrenamiento.- Teniendo en cuenta el carácter fásico del fenómeno de adaptación, suelen destacarse tres variantes: 1ra.-Urgente.- Se encuentra determinado por la magnitud y el carácter de los cambios bioquímicos. Estos tienen lugar de forma inmediata, durante el transcurso del esfuerzo y en el período de recuperación urgente (0,5- 1 h). 2da..-Aplazado.- Se observa en las fases tardías de la recuperación, y se expresa mediante: • Estimulación de los procesos de reestructuración plástica. • Recuperación de los recursos energéticos. • Reproducir de forma rápida estructuras celulares. 3ra.-Acumulativo.- Aparece como resultado de la sumatoria sucesiva de las huellas dejadas por muchos esfuerzos físicos o por los efectos urgentes y aplazados, que se realizan con los cambios bioquímicos vinculados a la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas, durante un largo período de entrenamiento. Esto se expresa por el incremento de la capacidad de trabajo, así como por el mejoramiento de los logros deportivos. Nota: Para comprender esto, podemos vincular los dos primeros (el efecto urgente así como el aplazado), con los cambios bioquímicos temporales de la sangre, mientras que el efecto acumulativo se corresponde con los cambios permanentes de la sangre. Bibliografía: -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “Bioquímica”, Cap. 24 (págs. 380-382). -Platonoov, V.N. “La adaptación en el deporte”, Cap. 1 (págs. ).

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ENCUENTRO NO. 10 Seminario No.2: “ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS DE LA FATIGA, DE LA RECUPERACIÓN, DE LA SUPERCOMPENSACIÓN Y LOS PRINCIPIOS BÁSICOS DEL ENTRENAMIENTO, ASÍ COMO DE LAS REGULARIDADES DE LA ADAPTACIÓN BIOQUÍMICA A LA ACTIVIDAD FÍSICA”. CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de las características bioquímicas de la fatiga, la recuperación, la supercompensación y su relación con los principios básicos del entrenamiento, así como los procesos de adaptación a la carga física . OBJETIVO: Analizar las características bioquímicas que identifican a la fatiga, la recuperación, la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento, así como los procesos de adaptación del organismo a la carga física.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en las Conferencias correspondientes, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Esencia del fenómeno de la fatiga, así como los factores de los que depende esta, los cambios bioquímicos que la caracterizan y sus causas. b) Esencia e importancia del proceso de recuperación, así como de las particularidades de los procesos bioquímicos que predominan en esta. c) Esencia e importancia del fenómeno de la supercompensación, así como de las Leyes Biológicas que la soportan y sus particularidades. d) Relación entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento (describir la esencia del enunciado de cada uno, así como su interpretación). e) Esencia e importancia del fenómeno de adaptación para los sujetos sometidos al esfuerzo físico sistemático, así como de los procesos bioquímicos que sustentan la cadena biológica “causa-efecto”, puntualizando además las características que identifican a cada una de las etapas de adaptación y las variantes del efecto de entrenamiento. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario: 1- ¿A qué se denomina fatiga? Diga además, ¿por qué se caracteriza esta? 2.- ¿Qué es el A.G.A.B.? Diga además, ¿cómo se forma este y qué relación existe entre esta sustancia y la fatiga? 3.-¿Qué cambios bioquímicos se manifiestan en el organismo durante la fatiga? 4.-¿Cuáles son las causas más probables que provocan el desarrollo de la fatiga? Explique. 5- ¿Cuáles son los procesos bioquímicos que predominan en el período de recuperación? Señale algunas de las características bioquímicas que se manifiestan durante este estado. 6-¿Cómo puede ser la recuperación según la tendencia general de los cambios bioquímicos así como del tiempo en que estos se manifiestan en el organismo? Fundaméntelo. 7- ¿Ocurre la recuperación de las sustancias afectadas durante el trabajo muscular de manera simultanea? Fundaméntelo. 8.-¿En qué consiste la supercompensación? Fundaméntelo gráficamente.

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9.-¿Cuántas y cuáles son las leyes o principios sobre los que se fundamenta el fenómeno de la supercompensación? Enuncie cada una de estas y coméntelas brevemente. 10.- Relacione el comportamiento del glucógeno (muscular y hepático) con los fenómenos supercompensatorios en 2 tipos de esfuerzos físicos de carácter opuesto. Fundaméntelo. 11.-¿Cómo podemos resumir el comportamiento de los fenómenos supercompensatorios en general de acuerdo al carácter y la duración del esfuerzo físico realizado? 12-¿El fenómeno de la supercompensación solo afecta a las fuentes energéticas del organismo? Explique. 13.-¿Cómo puede Ud. justificar el fenómeno de la hipertrofia muscular en los sujetos que realizan actividad física sistemáticamente? Explique. 14.-¿Cuál es la relación existe entre la supercompensación y los principios básicos del entrenamiento deportivo? Fundaméntelo. 15.-¿Cuál es la esencia del primer principio básico del entrenamiento? Explique. 16.-¿Cuál es la esencia del segundo principio básico del entrenamiento? Explique. 17.-¿Qué sucede si aplicamos la próxima carga en fase de reposición incompleta? Ilustre mediante la grafica correspondiente 18.-¿Por qué resulta imprescindible el aumento gradual y paulatino de la carga física? Fundaméntelo. 19.-¿Qué se entiende conceptualmente por adaptación? Ilustre con ejemplos. 20.-Desde el punto de vista biológico ¿qué se entiende por entrenamiento deportivo? Ilustre su respuesta mediante el esquema resumen “causa-efecto”. 21.-Establezca las diferencias entre las dos etapas de adaptación del organismo a la influencia del esfuerzo físico. 22.- Destaque las características que identifican a cada una de las variantes de efecto del entrenamiento y relaciónelos con los cambios bioquímicos de la sangre. Bibliografia: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Caps.7 (págs. 83-89) y 10 (págs.105-113). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 20 (págs.344-349) y 24 (págs. 380-382).

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TEMA III: “CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS QUE IDENTIFICAN A LAS CAPACIDADES FÍSICAS” ENCUENTRO No.11: “FACTORES BIOQUÍMICOS DE LAS CAPACIDADES . FÍSICAS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales 2.-Factores bioquímicos de las capacidades velocidad y fuerza. 3.-Factores bioquímicos de la capacidad resistencia. 4.-Interrelación de las capacidades motrices. 1.-Consideraciones generales.- En la práctica deportiva se ejecutan diferentes ejercicios físicos, así podemos observar lo distinto que es el trabajo que realiza el gimnasta, del levantador de pesas, del boxeador, del balonpedista, del corredor, etc. inclusive en aquellos que realizan esfuerzos parecidos por el carácter de sus movimientos, tal es el caso de los corredores: el velocista y el fondista, se diferencian entre sí por las peculiaridades propias del esfuerzo físico, en el que una característica distinguible es el ritmo de ejecución de estos en correspondencia con la intensidad del esfuerzo muscular realizado, así como por las funciones fisiológicas que se desarrollan en el organismo de cada uno de ellos al ejecutar sus actividades específicas, que se distinguen por los cambios bioquímicos que caracterizan el desarrollo de cada una de las capacidades físicas. Mediante el proceso de enseñanza aprendizaje del entrenamiento deportivo se van logrando cambios biofuncionales adaptativos en el organismo del deportista, los cuales poseen una base bioquímica que propicia el desarrollo de las capacidades motrices típicas: velocidad, fuerza y resistencia, conocidas también como capacidades físicas. Las experiencias realizadas, principalmente con animales de laboratorio, han demostrado que los cambios bioquímicos que producen las diferentes capacidades motrices en el organismo influyen de manera diferente sobre los distintos órganos y sistemas, inclusive en el sistema nervioso central. Ahora bien, cuando el trabajo físico se repite de manera paulatina y sistemáticamente, se producen procesos de adaptación bioquímica al esfuerzo realizado en el sistema muscular y en otros órganos, y estos no pueden considerarse como adaptaciones al trabajo en general, sino a tipos específicos de este. Por lo planteado anteriormente, se puede afirmar que los cambios bioquímicos que tienen lugar en el entrenamiento son específicos y dependen del carácter de las cargas aplicadas en el mismo. El investigador soviético N.N.Yakovlev resumió todo esto como el Principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular, en el cual se confirman los resultados obtenidos de forma experimental sobre las variaciones que se manifiestan en los músculos, tejidos y órganos de distintos animales, así como en músculo de un mismo animal, sometido a diferentes trabajos musculares. CONCLUSIÓN: “La adaptación bioquímica que se manifiesta en el organismo por la influencia del entrenamiento, es una adaptación a tipos concretos de Wfísico y no al trabajo físico general”.

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2.-Factores bioquímicos de las capacidades velocidad y fuerza.- Estas dos capacidades se encuentran estrechamente vinculadas de tal modo que ambas se complementan entre sí (se desarrollan prácticamente de modo simultáneo, por las condiciones en que se verifican los esfuerzos típicos de cada una: “procesos oxidativos anaerobios”), y además esto se logra alcanzar con el máximo de la concentración de la voluntad al realizar el esfuerzo, puesto que así se asegura la excitación óptima de los centros motores y se mantiene la frecuencia máxima de los impulsos en los nervios motores, poniéndose en funcionamiento el mayor número de unidades motoras. El adecuado desarrollo de ambas depende de diversos factores, no sólo bioquímicos y fisiológicos, sino además biomecánicos y psicológicos, tales como son entre otros: -Relación entre las fibras FT/ST que conforman el músculo. -Particularidades biomecánicas (referidas a la estructura interna del músculo). -Coordinación de los movimientos (referidos a las particularidades de los esfuerzos entre músculos antagonistas y sinergistas). -Frecuencia de los impulsos a nivel de sinapsis en la membrana externa. -Velocidad de transmisión de la excitación de la membrana a las miofibrillas. -Velocidad de activación de las miofibrillas. -Potencia del flujo del Ca2+ liberado de las cisternas del retículo sarcoplasmático. -[Proteínas Contráctiles] total, Propiedades ATPasa y Particularidades Estructurales de las Proteínas Contráctiles de las miofibrillas. Diversas investigaciones realizadas en músculos (ya sean de animales de investigación como en humanos), han podido determinar los factores bioquímicos principales que limitan el desarrollo de ambas capacidades, a partir de las tres dependencias fundamentales para el músculo que son: 1ro. Fuerza Muscular Máxima. 2do. Velocidad Máxima de Contracción. 3ro. Variaciones de la Potencia durante el esfuerzo. Con relación a cada uno de estos factores podemos decir entre otras cuestiones que: a) La FMmáx. resulta directamente proporcional a la longitud de la sarcómera (factor genético), esto se debe a que durante el esfuerzo realizado la fuerza resultante depende de la interacción Actina-Miosina, la cual determina el No. de Puentes Cruzados entre ambos miofilamentos. Sin embargo, el contenido de Actina en los músculos varía considerablemente durante el proceso de desarrollo del individuo bajo la influencia del entrenamiento y además, la [Actina] esta en dependencia lineal de la [CrP] total .

Nota: Para controlar el desarrollo de la fuerza muscular máxima (FM máx.) y poder pronosticar el nivel de los logros deportivos en lo referente a los ejercicios típicos de Velocidad-Fuerza, se pueden valorar esos dos índices: [Actina] y [CrP] total b) La VCmáx. es directamente proporcional a la Actividad ATPasa “relativa”de la Miosina. Ha podido comprobarse que esta VCmáx. resulta notablemente diferente entre los dos tipos de fibras musculares de modo tal que: VCmáx FT >>> VCmáx ST (4 veces mayor FT vs. ST) c) La Pmáx. (Potencia Máxima del Esfuerzo) es una función lineal del valor de la Actividad ATPasa “total” de la Miosina (o sea, de la velocidad total de la degradación del ATP), por esta razón de modo similar a los valores de V Cmáx. en los distintos tipos de fibras, es posible distinguir también los de Pmáx. debido a que estas “se adaptan a un tipo determinado de actividad muscular”. De este modo se cumple que: Pmáx. FT >>> Pmáx. ST (~ 160 W/Kg.) (~40 W/ Kg.)

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RESUMEN: Teniendo en cuenta que los factores bioquímicos de las capacidades Velocidad- Fuerza en el hombre están determinados genéticamente (longitud de la sarcómera y proporciones de las fibras FT/ST en los músculos), no queda otra solución que utilizar a través de las vías metodológicas básicas las posibilidades de “incrementar las proteínas contráctiles, así como la actividad ATPasa de la Miosina”, y por ello, en la actualidad en las modalidades deportivas de Veloc.-Fza. se utilizan 2 métodos básicos: Esfuerzos Máximos y Esfuerzos Límites Repetidos, los cuales combinados de modo racional en el proceso de entrenamiento deportivo favorecen el buen desarrollo de ambas capacidades motrices en el deportista. Esfuerzos máximos: Se logran empleando ejercicios similares a los competitivos, o bien, ellos mismos. El desarrollo máximo de la fuerza, la velocidad o la potencia se determina por la [CrP]

crítica en los músculos (que equivale ~ � Capacidad Alactácida Total), valores inferiores no permiten mantener la velocidad máxima de la resíntesis de ATP. A expensas de la [CrP]crítica se pueden realizar ininterrumpidamente hasta ~5-6 repeticiones de tales ejercicios. Ejercicios Límites Repetidos : Se puede utilizar un “amplio repertorio de ejercicios” que hacen trabajar lo suficiente a un grupo determinado de músculos (la fuerza isométrica máxima no debe exceder el 70%) y deben ser repetidos un gran número de veces “hasta no poder más”. De modo general, trabajando con magnitudes de resistencia >50% Fza. máx. se pone de manifiesto una disminución brusca del flujo sanguíneo en el músculo que conlleva a que aparezca un estado de hipoxia local y ello conduce a que se observe: - Agotamiento de las reservas de [CrP]. - � [Cr] libre músculo . - �Formación de lactato. Por tal razón, la �[~ P ] hace que se � degradación de las proteínas musculares y se acumulen los productos de desecho de estas(péptidos de bajo PM, NH3, etc.) Resultado: Los productos del catabolismo proteico así como el � [Cr] libre estimulan la síntesis proteica en el músculo en la etapa de recuperación posterior al W Veloc.-Fza. , por tal razón este tipo de esfuerzo va encaminado a “favorecer el � síntesis de proteínas contráctiles así como de la masa muscular”. Bases bioquímicas de cada una de las capacidades motrices: a) Velocidad (o rapidez): Se caracteriza en sentido general, por la realización de esfuerzos de una gran intensidad en tiempos relativamente cortos, tal es el caso de los 100 y 200 metros planos en atletismo, donde: a medida que el nivel de entrenamiento adquiera su máxima expresión, el trabajo muscular se hace cada vez en condiciones más anaerobias.

Definición (Dr. Harre): “Capacidad de avanzar a la mayor velocidad posible”.

Fundamento bioquímico: La resíntesis de ATP se produce por la vía anaerobia: a) Resíntesis del ATP por la vía del CrP (reacción de Loomman):

CPK

ADP + Cr ~P Cr + ATP

b) Resíntesis del ATP por la vía de la glucólisis anaerobia: (C6 H10 O5) n � O2 3 ATP 2 CH3-CHOH-COOH +

C6 H12 O6 ácido láctico 2 ATP

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Aumenta marcadamente el ácido láctico en el músculo y en la sangre. b) Fuerza: Sin el adecuado desarrollo de esta, es prácticamente imposible poseer velocidad ni resistencia. En 1959 A.F.Makarova como resultado de sus investigaciones planteó que: “esta se relaciona con el contenido de miosina en la fibra muscular, así como con su actividad ATPasa”. Definición (Ozolin): “Capacidad física sin la cual no hay posibilidad de desarrollar una técnica ni una táctica perfeccionada, ni una maestría deportiva”.

Fundamento bioquímico: Se sustenta en gran medida en la resíntesis anaerobia de ATP, aunque ello tiene lugar en menor grado que en las cargas de velocidad, y se basa en “el � [Proteínas Contráctiles], así como el � Actividad ATPasa de la Miosina”.

Entrenamiento para la fuerza: En sentido general, tal entrenamiento favorece el destacado aumento de las posibilidades de resíntesis anaerobia del ATP y demás compuestos macroenergéticos. En los entrenamientos para la fuerza, las proteínas musculares están sometidas a grandes desgastes lo que implica una más efectiva recuperación de éstas después del trabajo.

Clasificación (Dr. Harre): -Fuerza máxima: (Levantamiento de pesas, gimnástica, lanzamientos) -Fuerza rápida: (Saltos, carreras de velocidad, juegos deportivos) -Resistencia a la fuerza: (Ejercicios de fuerza de larga duración)

Tipos de fuerza: Se pueden distinguir 2 tipos fundamentales, según el régimen de actividad muscular que se realice: estática ó dinámica. Fuerza estática: (régimen isométrico de trabajo muscular) El músculo está sometido a tensiones activas o pasivas. La tensión activa sucede sin el estiramiento del músculo. La tensión pasiva de fuerza tiene lugar cuando el peso externo trata de estirar el músculo. Fuerza dinámica: (régimen isotónico de trabajo muscular)

Este tipo de esfuerzo (al contrario del anterior) permiten que los músculos aumenten y reduzcan su longitud. En los esfuerzos dinámicos se habla de fuerza explosiva, fuerza rápida y fuerza lenta.

3.-Factores bioquímicos de la capacidad resistencia.- Esta es una capacidad física muy importante para el deportista, ya que “determina en gran medida el nivel total de su capacidad de trabajo físico”. La resistencia puede manifestarse tanto en forma de: “un trabajo de larga duración a nivel dado de potencia hasta que aparezcan los primeros síntomas de fatiga”, o bien, como simplemente “una disminución de la capacidad de trabajo con la aparición de la fatiga”. Además, esta se mide con “el tiempo de trabajo realizado hasta no poder más”(o sea, t lím) Los requisitos fundamentales para lograr el desarrollo de esta capacidad física son: -Posibilidades reguladoras del S.N.C. -Posibilidades de trabajo de los sistemas cardiovascular y respiratorio. -Eficiencia de los procesos metabólicos. -Coordinación entre los diferentes órganos y sistemas de nuestro cuerpo. Todo esto se debe a que la misma se desarrolla sobre la base del predominio de los “procesos oxidativos aerobios”.

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Fundamento bioquímico: Posibilidad del organismo para mantener una resíntesis prolongada del ATP por vía aerobia o anaerobia, o por la conjugación de ambas. Definición (V. M. Zatsiorski): capacidad del organismo para realizar una actividad un tiempo prolongado, sin disminuir su efectividad. Definición (Dr. Harre): Capacidad que tiene el organismo para resistir el cansancio en ejercicios deportivos de larga duración. La resistencia se puede determinar por la relación entre “la magnitud de las reservas energéticas accesibles para utilizar y la velocidad del consumo de la energía al ejecutar un determinado tipo de ejercicio”, o sea: Resistencia = [Reservas Energéticas] (tlím) Veloc. Consumo energía El desarrollo de la resistencia se determina por el carácter específico del trabajo, que a su vez depende del grado de la utilización de cada una de las fuentes energéticas que posee el organismo (alactácida, lactácida y aerobia). De este modo, vemos cómo la resistencia posee tres componentes fundamentales, según el tipo de fuente energética que asegure la ejecución del esfuerzo muscular, por esta razón veremos las características bioquímicas y los métodos para el desarrollo de esta, de acuerdo al componente de que se trate: a) Componente anaerobio alactácido: Para desarrollarlo se utilizan con mayor frecuencia ejercicios del tipo de potencia máxima (~ 90-95% W máx.), mediante la realización de los sprint de intervalos (con micropausas de 30”, 60” y 90”), cuyo objetivo principal es lograr “el agotamiento máximo de las reservas alactácidas y el incremento de la estabilidad de las enzimas claves: miosín ATPasa y CPK sarcoplasmática”. Nota: Al ejecutar ejercicios de esta característica, la degradación del ATP y el CrP provocan un � Veloc. Consumo de O2 en los primeros segundos de la recuperación del CrP. Además, en un intervalo de W > 10” la Vreac CPK disminuye rápidamente y por otra parte, el � [ADP] � � Veloc. Glucólisis. Se pueden utilizar carreras de 30m, 60 m y 80 m. b) Componente anaerobio lactácido: Para desarrollarlo se pueden utilizar ejercicios del tipo de esfuerzos límites, los reiterados y los de intervalos, cuyas características proporcionan el � glucogenólisis muscular con lo cual se logra: � [lactato] � � R.A. ( a expensas de las reservas de [glucógeno] muscular ). Además, estos ejercicios logran � Ventilación pulmonar (debido al � Exc. CO2 no metabol.) Se pueden utilizar trabajos standard intervalos (donde la carga repetida se hace con descanso estable, Ej.: 400m ~ 95% con 3 min. recuperación). Ver pág. 374, fig.133 y 134, del texto básico. Esta es la denominada resistencia a la velocidad. c) Componente aerobio de la resistencia: Para desarrollarla se pueden utilizar ejercicios del tipo continuo, reiterado y las variantes de trabajos a intervalo. En este caso para ejercer una influencia suficiente en el metabolismo aerobio, mediante los trabajos de tipo continuo y repetido, la duración del esfuerzo debe ser como mínimo: t > 3‘, para poder lograr un estado estacionario en el cual se manifiesta: -Equilibrio relativo e/ Consumo y Demanda de O2. -Resíntesis del ATP (Por la Fosforilación Oxidativa). -Equilibrio e/ Degradación y Síntesis de las Proteínas. - �Actividad de las Enzimas Oxidativas. Por lo explicado se comprenderá que se puede hablar de:

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a) Resistencia a la velocidad: Resíntesis relativamente prolongada del ATP sobre la base de procesos anaerobios casi exclusivamente. Ejemplo: las carreras de repetición, casi sin interrupción de tramos. b) Resistencia a la fuerza: (Ídem a la anterior, pero intervienen también procesos aerobios de resíntesis de ATP. Ejemplo: trabajar con pesos moderados y altas repeticiones. c) Resistencia propiamente dicha: En este caso, la resíntesis del ATP se obtiene por vía aerobia. Ejemplo: carreras de medio fondo y fondo en atletismo.

Clasificación (según Dr. Harre): -Corta duración (t = 3’ – 9’) -Media duración (t = 10’-30’) -Larga duración (t > 30’) 4.-Cambios bioquímicos que caracterizan a cada capacidad física: a) Velocidad: -Gran parte del ATP se resintetiza a partir del CrP. -Marcada deuda de oxígeno. -Ocurren intensos procesos glucolíticos, lo cuál provoca el alto incremento en los niveles de ácido láctico. En el atleta entrenado: A mayor grado de entrenamiento para éstos trabajos el organismo se adaptará a trabajar en peores condiciones anaerobias. En el entrenado las concentraciones de ácido láctico en sangre, deben ser menores que en el poco entrenado. En el no entrenado: Un mejor tiempo realizado provoca aumentos mayores de la concentración de ácido láctico. -Las diferencias entre las concentraciones de ácido láctico entre los entrenados y los no entrenados, se explican por el hecho de que a mayor entrenamiento para esta capacidad aumenta en el entrenado la posibilidad de resíntesis del ATP por la vía del CrP. -El incremento de la deuda de O2 y de lactato en el organismo puede considerarse como el aumento de las posibilidades de este para el desarrollo de la capacidad motriz velocidad. -Aumenta la actividad de la Miosín-ATP -asa. -Se dificulta la síntesis de proteínas, y lo que predomina es su degradación durante el trabajo, razón por la que se observa un incremento del amoniaco en el músculo. De las proteínas para entrenados y no entrenados: El trabajo anaerobio disminuye la concentración de ATP, así como las posibilidades de su Resíntesis, así como las proteínas necesitan para su resíntesis del ATP, durante estos trabajos ocurren disminuciones marcadas de las proteínas musculares. Durante la recuperación aumenta sensiblemente la síntesis de proteínas musculares, se producen aumentos no sólo de la masa muscular, sino también de la actividad enzimática de la miosina muscular (actividad ATPasa). b) Fuerza: -La resíntesis del ATP ocurre principalmente por vía anaerobia (pero en menor grado que en la velocidad). -En los esfuerzos estáticos se observa el predominio de la resíntesis de ATP alactácida. Mientras más dura el esfuerzo estático, más anaerobios serán los procesos de resíntesis del ATP (este se resintetiza principalmente por la vía del CrP). La duración de estos esfuerzos son sólo décimas de segundo. -En los esfuerzos dinámicos predominan los procesos de glucogenólisis anaeróbia para resintetizar el ATP. -Cuando no se alcanza la tensión límite, el ácido láctico aumenta marcadamente no sólo por la hipoxia, sino por el volumen propio del trabajo.

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-Los esfuerzos estáticos provocan un significativo aumento de las proteínas musculares en tensión. -Las proteínas musculares son sometidas a intensos cambios, por lo cual se observa la hipertrofia muscular. Resumiendo las actividades de fuerza: -Los ejercicios de fuerza son anaerobios, aunque en los dinámicos se puede observar la inclusión de procesos aerobios de resíntesis de ATP más que en los estáticos. c) Resistencia: -Disminuye marcadamente la deuda de O2 , por lo cual se pasa a condiciones aerobias. -Resíntesis aerobia del ATP, ya que aumentan los procesos de fosforilación oxidativa. -Los procesos energéticos tienen lugar en condiciones de estado estable. -Cuanto más largo es el trabajo, mayor correspondencia existirá entre el consumo de O2 y su satisfacción. -Aumento relativo, ya durante el propio trabajo, de las posibilidades de síntesis de ATP, CrP, glucógeno, etc. -Aumento de las reservas glucogénicas en especial en el hígado. -Disminución relativa, también durante el trabajo, de las concentraciones de ácido láctico y pirúvico. Esto ocurre porque en el organismo existen mayores posibilidades de oxidar las sustancias más completamente, es decir, son utilizados no solo los glúcidos como fuente energética, sino además, las grasas de reserva. -Se establece durante el trabajo, un equilibrio en el músculo, entre la degradación y síntesis de proteínas. -Como consecuencia del entrenamiento sistemático, aparece la hipertrofia cardiaca en los deportistas de resistencia, para asegurar el incremento del bombeo de la sangre hacia los tejidos (debido al aumento de la sístole ventricular). 5.-Interrelación de las capacidades motrices: Engelhardt, V.A., Belitzer, B. y otros demostraron que los productos de las reacciones obtenidas por causa de trabajos de máxima y submáxima potencia (ADP, AMP, lactato, NH3, etc.), estimulan después del trabajo, los procesos oxidativos. Esto aumenta en la recuperación la resíntesis aerobia del ATP y demás compuestos energéticos. En lo que hemos explicado, se basa la interrelación entre las capacidades velocidad y resistencia. Dicho más claramente, los trabajos de velocidad ayudan a que en la recuperación se aumenten las posibilidades aerobias (característica ésta última de la resistencia típica). La interrelación entre las capacidades velocidad y fuerza se fundamenta en que, en ambas priman los procesos anaerobios de resíntesis del ATP. También en ambas se aumentan las proteínas musculares, así como la actividad ATPasa de la miosina.

De todo lo planteado anteriormente, podemos concluir que la preparación del deportista para cualquier tipo de actividad siempre debe ser multilateral, de manera tal que en el organismo de este deben crearse las bases bioquímicas para el desarrollo de las tres capacidades motrices, ya que sólo obtendremos resultados óptimos con la utilización en el entrenamiento de un trabajo multilateral. Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Cap.8 (págs. 90-99) -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”,Caps. 22 (págs.361-368) y 23 (págs.369-379).

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ENCUENTRO No.12: “PARTICULARIDADES DEL METABOLISMO EN LAS . DIFERENTES EDADES” CONTENIDO: 1.-Características del metabolismo en la infancia. 2.-Características del metabolismo en la vejez. 3.-Influencia de los ejercicios físicos sobre los procesos metabólicos en las diferentes edades: a.-Infancia. b.-Vejez. 1.-Características del metabolismo en la infancia.- Atendiendo a las particularidades de las diferentes etapas biomorfológicas por las que atraviesa el organismo humano, debemos destacar que en este caso existe en general una inmadurez morfológica y por tanto, posee: -Una menor capacidad funcional, especialmente en el S.N.C., ya que la corteza adolece de un menor desarrollo comparado con los núcleos subcorticales y el sistema neurovegetativo, lo cual limita el papel regulador que sobre los procesos metabólicos ejerce este sistema. -Desarrollo incompleto de las glándulas endocrinas, razón por la que su funcionamiento aún no es completo y se dificultan las posibilidades reguladoras del sistema endocrino sobre los procesos metabólicos en el niño. -Incremento en las necesidades de material plástico (ya sean proteínas, vitaminas y sales minerales) para la síntesis de nuevas estructuras y tejidos que aún no han completado su formación y desarrollo, tanto en niños como en los adolescentes. Así por ejemplo: en el adulto, las necesidades diarias de proteínas oscilan entre 1 - 1.5 g / Kg. P. C., en cambio, en el adolescente de ~15 años están alrededor de los 2 g / Kg. P.C., mientras que en los niños entre los 2 – 3 años de edad es de ~3.5 g / Kg. P.C. -Debido a lo señalado anteriormente: � Síntesis Proteica, se requiere la utilización de gran cantidad de energía, la cual se necesita para la activación de los aminoácidos que participan en la formación de dichas proteínas y esta se obtiene a expensas de los procesos REDOX vinculados a la de fosforilación oxidativa. -Este notable consumo de energía (en forma de ATP), para los procesos biosintéticos que el organismo en edades tempranas demanda para su propio desarrollo, constituye una gran limitante para la utilización de esta energía en la contracción muscular que la actividad física requiere, razón por la que el esfuerzo muscular en estas edades debe ser limitado. -El incremento de los procesos oxidativos aerobios para asegurar la demanda energética de los procesos biosintéticos, conduce a que se observe un marcado “�necesidades en el consumo de oxígeno”, las que deben ser satisfechas a partir de una actividad intensa del sistema respiratorio. -Los niveles de [Hb] sangre y [Mioglob] músculo más bajos comparativamente con el adulto, condicionan la disminución de las posibilidades para realizar esfuerzos físicos en esas edades tempranas con una marcada deuda de O2 , que equivale a decir:“en condiciones anaerobias”, o dicho de otra manera, “en el niño se observa una �capacidad para realizar Wmuscular en condiciones anaerobias”. -El �Metabolismo (debido al ANABOLISMO intensificado), hace que tanto el sistema cardiovascular como el respiratorio funcionen intensamente, incluso en estado de reposo, lo cual equivale a decir que sus reservas funcionales son menores respecto al adulto, y por esta razón, las [LACTATO]sangre resultan muy superiores al realizar cargas de carácter similar(comparadas con un adulto). -El porcentaje de H2O en el organismo decrece con la edad notablemente: un niño recién nacido (1er día) posee ~85% P.C., a las 2 semanas ( ~14 días) es de ~76%, a los 2 meses ( ~60 días) es de ~66%, a los 6 meses es de ~61%, a los 4 – 5 años es de 59 % y a los 13 años es de ~60 %. El niño pierde mucha agua en el metabolismo diario, así durante las 24 horas del día participa

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entre ~30 -50 % del total del agua ingerida, en cambio, en el adulto esto equivale a sólo ~15 % ( en resumen, sólo se retienen por las células y tejidos del organismo del niño ~2% del H2O ingerida diariamente). -En general, el organismo del niño se caracteriza por un elevado contenido de agua y además de una gran intensidad de los procesos metabólicos (sólo de los 20 años en adelante es que se observa una tendencia a estabilizar los procesos metabólicos, lo cual determina las particularidades del metabolismo en las diferentes edades). 2.-Características del metabolismo en la vejez.- De manera similar a lo que planteamos en el caso del niño, en el organismo que envejece se ponen de manifiesto toda una serie de modificaciones sustanciales que determinan un comportamiento diferente en estos sujetos, así tenemos que entre otros cambios se observa: -Variación significativa en la composición del cerebro, de modo tal que � [lípidos] y en cambio, � [Proteínas], lo cual altera notablemente el metabolismo de este tejido y por ende, su función reguladora es afectada considerablemente. -Alteración en la secreción de las glándulas endocrinas, debido a que las células y tejidos de este sistema con el decursar de los años se ven notablemente afectadas y prácticamente resulta ineficiente el poder regulador de este sistema para prevenir todas las modificaciones de los procesos metabólicos que se manifiestan en esta etapa. -Disminución [Proteínas P.M . bajo ] y en cambio, � [Proteínas P.M. elevado] , de modo general, la [ Proteínas ]plasma tienden a disminuir sistemáticamente entre los 21 a los 60 años de edad. -Disminución de la Síntesis Proteica (que requiere de los ácidos nucleicos y estos decrecen paulatinamente con la edad). Por esta razón, se observa: “� Velocidad de Renovación de las células del cerebro y del músculo”(debido a que los procesos de división celular se alteran y como consecuencia de esto muchas células se atrofian y mueren , por lo cual el número de neuronas en la corteza disminuye, así como también que el promedio de la masa muscular en los ancianos entre 70 – 80 años � ~30% ). -En correspondencia a lo señalado anteriormente (� Síntesis Proteica), trae aparejado que � Síntesis Enzimas Oxidativas , ello equivale a que � Procesos de Fosforilación Oxidativa, por tanto: la Formación de ATP se afecta notablemente. -Los niveles de lípidos en sangre aumentan con la edad, así � [Colesterol]sangre a valores máximos entre los 60 – 70 años de edad. -Gran pérdida del contenido de H2O en los tejidos con el incremento de la edad. 3.-Influencia de los ejercicios físicos sobre los procesos metabólicos en las diferentes edades: a.-Infancia.- La aplicación de ejercicios físicos en el organismo del niño estimula en el período de descanso posterior al esfuerzo muscular la posibilidad de �Procesos Biosintéticos(ocurre la Supercompensación de las sustancias que fueron afectadas durante el Wmuscular , favoreciéndose así la renovación y crecimiento de diferentes tejidos). En general, podemos plantear que: ORGANISMO INFANTIL Características Fisiológicas: Objetivo de los Ejercicios Físicos: -No existe desarrollo del sistema � Desarrollo del Organismo Cardiorrespiratorio, por lo que no se deben realizar Esfuerzos Físicos Típicos de Resistencia. Tipos de Ejercicios Recomendados: -Dosificados (por la poca posibilidad de . asegurar energéticamente el esfuerzo por vía anaerobia).

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-No agotadores (para asegurar el buen desarrollo de la recuperación). -Corta duración (sin exigencias de Cargas de �Fuerza ni � Rapidez). Influencia de los ejercicios: -� Masa Muscular -� Reservas Energéticas - � Regulación de los Procesos Metabólicos RESUMEN: � Capacidad potencial para ejecutar W físico mayor b.-Vejez.- La aplicación de ejercicios físicos en esta etapa conduce a la estimulación de: -Retardo de los procesos de vejez. -�Capacidad de Trabajo Físico. -Aseguramiento de la Longevidad. De manera general podemos plantear que: ORGANISMO QUE ENVEJECE Características Fisiológicas: Objetivo de los Ejercicios Físicos : - � Capacidad Funcional �Mantenimiento del Equilibrio de los (Sistema Cardiovascular y Procesos Metabólicos. Sistema Respiratorio). Nota: Esto se corresponde con que “no se aseguran los procesos metabólicos en cargas duraderas”. Tipos de Ejercicios Recomendados: -Corta duración Influencia de los Ejercicios: -� Actividad de los Procesos Metabólicos. -� Síntesis Proteica (� Masa Muscular, así como � Tono Muscular). -�Actividad Enzimática. -� [Colesterol] sangre

-� Secreción Hormonal (favorece el mantenimiento de la homeostasis) -�Actividad de los Mecanismos Reguladores. Bibliografía: -Averhoff, R. y M. León, “Bioquímica de los ejercicios físicos”, Cáp. 13 (págs. 135-139)

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ENCUENTRO No.13 Seminario No. 3: “CARACTERÍSTICAS BIOQUIMICAS DE LAS CUALIDADES . . FÍSICAS Y DEL METABOLISMO EN LAS DIFERENTES EDADES” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de las características bioquímicas de cada una de las cualidades físicas y del metabolismo en la infancia y la vejez. OBJETIVO: Analizar las variaciones bioquímicas que ocurren en el organismo a consecuencia de la realización de actividad física sistemática.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Esencia del principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular. b) Factores bioquímicos que limitan a las cualidades velocidad y fuerza. c) Fundamento bioquímico de las cualidades velocidad, fuerza y resistencia. d) Requisitos fundamentales que determinan el desarrollo de la resistencia. e) Cambios bioquímicos que caracterizan a cada una de las cualidades motoras. f) Particularidades del metabolismo en la edad infantil y en la vejez. g) Influencia de los ejercicios físicos sobre el metabolismo en las diferentes edades. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario.

1- ¿Cuál es la esencia del principio de la especificidad de la adaptación bioquímica al trabajo muscular? Ilustre con ejemplos esto. 2.- ¿Por qué las cualidades velocidad y fuerza se encuentran estrechamente vinculadas entre sí? Justifíquelo señalando las particularidades bioquímicas que soportan la base de su desarrollo. 3.-Mencione algunos de los diversos factores de los cuales depende el desarrollo de las cualidades velocidad y fuerza. 4.-¿Qué factores bioquímicos son los que fundamentalmente limitan el desarrollo de las cualidades velocidad y fuerza? Explique. 5- ¿Qué tipos de ejercicios son los más recomendables a utilizar en el entrenamiento para poder lograr un incremento de las cualidades velocidad y fuerza? Explique ¿qué se logra desde el punto de vista bioquímico con cada uno de estos? 6-¿Por qué se plantea que la resistencia es una cualidad importantísima para el deportista? Fundaméntelo sobre la base de su manifestación. 7- ¿Cuáles son los requisitos fundamentales para que se pueda lograr el desarrollo de la resistencia? Fundaméntelo. 8- ¿Cómo se puede determinar desde el punto de vista bioquímico la resistencia?

9.- ¿Cuál es la base o fundamento bioquímico sobre el que descansa el desarrollo de la resistencia? Fundaméntelo. 10.-¿Cuáles son los componentes que garantizan desde el punto de vista energético el desarrollo de la resistencia? Explique las particularidades de cada uno. 11.-¿Qué tipos de ejercicios son los mas recomendables a utilizar en el entrenamiento para poder lograr el desarrollo de cada uno de los componentes de la resistencia? 12.-Señale los cambios más significativos que caracterizan a cada una de las cualidades motoras.

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13.- ¿Cómo puede ejemplificar Ud. la interrelación en las 3 cualidades motoras estudiadas? Fundaméntelo. 14.-Señale algunas de las particularidades metabólicas del organismo en la edad infantil. 15.-¿Por qué se plantea que en el niño existe una limitación para realizar esfuerzos físicos de carácter anaerobio? Diga además, ¿cómo se comportan en el niño los niveles de lactato sanguíneo al realizar un esfuerzo físico de carácter similar al que realiza un adulto? 16.-Señale algunas de las particularidades metabólicas del organismo que envejece. 17.-¿Cómo se comporta la síntesis de proteínas en el organismo que envejece? Señale la repercusión que esto trae sobre los diferentes órganos y tejidos como pueden ser el S.N.C. y el músculo esquelético. 18.-¿Qué objetivos persigue la aplicación de ejercicios físicos en los niños? Diga además, ¿cómo influyen estos sobre el metabolismo en estas edades? 19.-¿Qué objetivos persigue la aplicación de ejercicios físicos en el organismo que está envejeciendo? Diga además, ¿cómo influyen estos sobre el metabolismo en estas edades? 20.-¿Cuáles son los ejercicios mas recomendables a utilizar en las diferentes edades: infancia y vejez? Bibliografía: -Averhoff, R. y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”, Caps.9 (págs. 90-99) y 13 (págs.135-139). -Menshikov, V.V. y N.I. Volkov, “BIOQUIMICA”, Caps. 22y 23 (págs. 361-379)

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TEMA IV: “FACTORES BIOQUÍMICOS PARA EL INCREMENTO DE LA EFECTIVIDAD DEL ENTRENAMIENTO”. ENCUENTRO No. 14:“MÉTODOS BIOQUÍMICOS PARA LA EVALUACIÓN DE LAS . REACCIONES DEL ORGANISMO DURANTE LA APLICACIÓN . DE CARGAS FÍSICAS” CONTENIDO: 1.-Consideraciones generales. 2.-Objetivos generales del control bioquímico en el deporte 3.-Determinación de la capacidad de trabajo general y específico. 4.-Tipos de controles bioquímicos. 5.-Importancia de la determinación del lactato y la urea en la preparación del deportista. 1.-Consideraciones generales.- Ante todo resulta necesario comprender las diferencias entre entrenamiento deportivo y preparación del deportista, de modo tal que la esencia de cada uno de estos términos: a) Nivel de entrenamiento: Se encuentra relacionado con los cambios biológicos adaptativos que se manifiestan en el organismo del deportista por efecto de la influencia del entrenamiento sistemático y que provocan un incremento de la capacidad de trabajo físico. b) Preparación del deportista: Representa un concepto más amplio, es decir, un conjunto de cambios biológicos y psicológicos que le permiten alcanzar al deportista un nivel cada vez más elevado en el entrenamiento. En resumen, “el proceso de entrenamiento depor tivo, tiene que ser planificado sobre bases sólidas, apoyadas en principios y leyes científicas de modo tal que se creen las condiciones óptimas para alcanzar la forma deportiva a su debido tiempo, así como poderla mantener durante un período que permita asegurar logros en el rendimiento deportivo, que respondan a los plazos prefijados de las competencias más importantes del calendario anual de estas”. De este modo, la planificación del entrenamiento deportivo debe contemplar “los medios y métodos de control adecuados, para conocer los resultados que se vayan obteniendo durante el desarrollo del macrociclo de entrenamiento y de esa manera poder tomar las medidas correctivas necesarias (en el caso que se requiera), para alcanzar los objetivos propuestos, según la etapa que se este analizando”. 2.-Objetivos generales del control bioquímico en el deporte : En resumen estos se pueden plantear en tres principales que son: a) Evaluar la capacidad de trabajo física general y específica b) Evaluar las cargas de entrenamiento y su soportabilidad en el deportista. c) Evaluar la actividad competitiva.

3.-Determinación de la capacidad de trabajo física general y específica: Para comprender este aspecto: “es necesario diferenciar lo que se entiende por cada una”. Capacidad de trabajo físico general: Para calcularla el deportista debe realizar una carga estandarizada que aumente gradualmente en escalera donde la potencia de trabajo y los parámetros biológicos: VO2, F.C., lactato, E.A.B., etc. son fijados previamente de acuerdo a las características del deportista. Se utilizan los llamados test internacionales (siendo los más empleados: el maximale steady state y el vita máxima) en la bicicleta ergométricas, el tapiz rodante o en el ergómetro de remos.

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Aquí se evalúan las posibilidades funcionales del deportista en general, donde se tienen en cuenta parámetros bioquímicos y fisiológicos, lo cual se debe realizar como mínimo 2 veces en el macrociclo de entrenamiento (al inicio de la P F G y al final del P P C). Esto se lleva a cabo mediante el control a profundidad. Capacidad de trabajo físico especifica: Para calcularla se utilizan los test específicos para cada especialidad deportiva, confeccionados atendiendo a las características y particularidades de cada deporte (como objetivo central), donde se tienen en cuenta además, el criterio de los técnicos y especialistas deportivos, asesorados por los metodólogos y demás especialistas (médico, psicólogo, biomecánico, bioquímico, etc.) que conforman el equipo o colectivo de trabajo para el control del entrenamiento. De este modo, hay que destacar por ejemplo que, “el test para determinar la capacidad de trabajo especifico de un velocista, no puede ser igual que para un fondista”, ya que cada uno persigue objetivos diferentes. El análisis de: la forma en que reacciona el deportista a las cargas específicas permite dividir a estas, en cuanto al valor energético del trabajo, en diferentes zonas : 1.-Aerobia (40 mg % , ó 4,4 mmoles/l) RESISTENCIA 2.-Mixta (>40–120 mg%, ó > 4,4-13,6 mmoles/l) RESISTENCIA A LA VELOCIDAD. 3.-Anaerobia (>120 mg%, ó >13,6 mmoles/l) VELOCIDAD De este modo, si analizamos el caso del velocista y el fondista podemos plantearnos hacia que zona debe cada uno trabajar. Para determinar esto, es muy útil el llamado control bioquímico por etapas (debe realizarse uno al final de cada etapa: P.F.G., P.F.E. y P.P.C.), o sea, se realizarán 3 como mínimo en el macrociclo. 4.-Tipos de controles bioquímicos: Para abordar este aspecto se debe plantear que: “durante el desarrollo del macrociclo de la preparación del deportista, se pueden realizar cuatro tipos de controles, de acuerdo a las características de lo que queremos evaluar, debiendo tener presente que existe 4 tipos diferentes de estos: a profundidad, por etapas , contínuo y durante la competencia”. Una vez señalado esto, se deben puntualizar las características de cada uno: a) A profundidad: Es un control integral, en que se tienen en cuenta toda una serie de condiciones (previamente fijadas) para poder evaluar la capacidad de trabajo físico general del deportista. Se debe realizar teniendo en cuenta criterios de un equipo de trabajo integrado por médicos, fisiólogos, bioquímicos, metodólogos y entrenadores, utilizando los test internacionales (maximale steady state, vita máxima, etc. Se deben realizar como mínimo 2 en el macrociclo anual (uno al inicio de la P.F.G. y otro al final del P.P.C). b) Control por etapas: Es aquel que se lleva a cabo en cada una de las etapas del macro ciclo de entrenamiento: P.F.G, P.F.E y P.P.C, de modo que nos permita conocer como el organismo se va adaptando a las cargas, es decir, que nos informa acerca de la disposición funcional del deportista en cada etapa, así de cómo se encuentra el mismo respecto a las otras etapas. Se debe realizar como mínimo 3 veces en el macrociclo de entrenamiento. c) Control contínuo: Es aquel que se lleva a cabo de modo sistemático, a lo largo de cada una de las etapas que conforman el macrociclo de entrenamiento, de modo que nos permite evaluar la influencia de las sesiones de entrenamiento sobre el organismo del deportista de manera objetiva y precisa. Se debe realizar el número de veces mayor que sea posible. d) Control durante la actividad competitiva: Es aquel que como lo indica su nombre, nos expresa el grado de preparación del deportista ante la competencia, ya que es el resultado del trabajo de preparación previa a la competencia, o sea, es el control que se lleva en el momento de la competencia. Se debe realizar el número de veces que sea posible.

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NOTA: Evalúa la respuesta del organismo a la competencia, y esto constituye un objetivo importante en la bioquímica del deporte, pues el análisis de los cambios experimentados en el organismo del deportista en condiciones de competencia permiten crear las bases de un modelo bioquímico del deportista de elevado nivel en las diferentes disciplinas deportivas. Para ello es necesario evaluar los resultados bioquímicos con las observaciones pedagógicas del entrenador y de ese modo evaluar las posibilidades reales del atleta, lo cual constituye efectivamente a adecuación y corrección del entrenamiento en los casos que se precise hacerlo, y con ello lograr una orientación y dirección del proceso que permite alcanzar mejores resultados deportivos. 5.-Importancia de la determinación del lactato y la urea en la preparación del deportista: En este aspecto, el docente deberá señalar que esto corresponde con: “la evaluación de las sesiones de entrenamiento y la soportabilidad a las cargas”.

En primer lugar, se analizará la importancia de la determinación del lactato, este aspecto está estrechamente ligado con las zonas energéticas vistas en función de los valores de [lactato]sangre: Por otra parte si analizamos un deportista en 3 momentos diferentes del macrociclo anual de entrenamiento: P.F.G., P.F.E. y P.P.C., se observará en una grafica de [Lactato] sang. vs. W lo siguiente:

Wx NOTA: Aquí insistiremos que la gráfica del lactato es un fiel indicador del grado de utilización de los mecanismos de resíntesis de ATP y nos sirve para evaluar la respuesta del deportista ante una carga determinada (Wx) Así por ejemplo: Wx [[ lactato]]I >> [[ lactato]] II >> [[ lactato]]III (Esto se debe a que en el P.P.C. están más perfeccionados los mecanismos aerobios) De este modo de acuerdo a las capacidades funcionales que se quieran desarrollar debemos trabajar en una zona u otra:

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a) Desarrollo de las capacidades aerobias: Se deben alcanzar valores de lactato entre 40 – 80 mg% (4,4 – 8,8 mmol/l. La resíntesis de ATP se realiza con predominio de la fosforilación respiratoria. NOTA: Este tipo de entrenamiento favorece el desarrollo de la resistencia . b) Desarrollo de las capacidades mixtas: Se deben alcanzar valores de lactato entre 80 – 120 mg% (8,8 – 13,3 mmol/l. La resíntesis del ATP se produce tanto por los mecanismos aerobios como anaerobios. NOTA: Este tipo de entrenamiento es para desarrollo de la resistencia a la velocidad. c) Desarrollo de las capacidades anaerobias: Se deben sobrepasar los valores de lactato de los 120 mg% (> 13,6 mmol/l). La resíntesis de ATP se produce en condiciones anaerobias, fundamentalmente a expensas de la glucólisis. NOTA: Este tipo de entrenamiento logra el desarrollo de la velocidad. No debe someterse al deportista a entrenamientos sostenidos de volumen e intensidad elevados para evitar caer en cargas supramaximales. En segundo lugar, se procederá a señalar el rol que desempeña la urea durante el macrociclo del entrenamiento, debido a que la misma como sabemos se obtiene como resultado de la degradación de las proteínas, y por tal razón, “constituye un fiel indicador del grado de recuperación del organismo del deportista frente a las cargas de entrenamiento a que este se encuentra sometido constantemente”. ¿Por qué es necesario el control continuo? Porque nos permite valorar de manera sistemática como van influyendo las diferentes cargas realizadas a través de su preparación, mediante las sesiones de entrenamiento en sus procesos y cambios adaptativos del organismo. ¿Cómo se puede lograr esto? Mediante la determinación de la urea en sangre se puede valorar el grado de soportabilidad de las cargas y además, el nivel de recuperación del organismo a las cargas , ya que ésta sustancia es el metabolito terminal del metabolismo proteico. En condiciones de adaptación a las cargas, los niveles de urea en sangre se mantienen normales, sin embargo, en casos de sobrecarga se incrementan estos y no se recuperan sistemáticamente: son el aviso de un posible estado de sobreentrenamiento.

Dinámica de la urea en un microciclo: Debe explicarse la forma en que deben realizarse las determinaciones de la urea, es decir, en relación con las cargas, o sea: 1. Determinación en reposo (lunes) 2. Determinación después de la primer trabajo fuerte (martes). Así sucesivamente, para analizar el efecto de las cargas sobre el organismo, de modo que pueden presentarse 3 alternativas: 1ro: [Urea] sangre < 1,7mmol/l La carga resultó insuficiente (por debajo) 2do: [Urea] sangre ~ 1,7 – 6,8 mmol/l La carga resultó efectiva 3ro: Urea] sangre > 6,8 mmol/l La carga resultó elevada (por encima de sus posibilidades) Esto se puede visualizar gráficamente así:

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De este

De este modo, mediante el control continuo, cumplimos con el segundo objetivo del control bioquímico en el deporte, lo cual al llevarse acabo a lo largo de diferentes micro ciclos, nos permite evaluar la influencia de las cargas de entrenamiento de una forma objetiva y precisa. “LA NUTRICIÓN EN EL DEPORTE”. CONTENIDO: 1.-Importancia de la alimentación. 2.-Funciones principales de la alimentación. 3.-Características que debe reunir la dieta del deportista. 4.-Incremento de la capacidad de trabajo y los procesos de recuperación mediante factores dietéticos complementarios. 5.-Suministro de factores dietéticos en el momento adecuado de acuerdo a las características del esfuerzo. 1.-Importancia de la alimentación. a) La alimentación es un factor básico e imprescindible para el mantenimiento de la actividad vital. b) Todos los procesos biológicos que existen en el organismo exigen un determinado gasto energético: la energía necesaria para el trabajo mecánico de los músculos, para la actividad nerviosa superior, para mantener la temperatura corporal, para la síntesis de las proteínas. c) El organismo tiene que restituir sin interrupción las sustancias y elementos químicos componentes de sus tejidos, que sufren constantemente desgastes en los procesos metabólicos. d) Una dieta equilibrada y reforzada con factores complementarios, ayuda al incremento de la capacidad de trabajo física y además, permite acortar el período de recuperación. 2.-Funciones principales de la alimentación.- En general se puede considerar que la alimentación tiene tres funciones: a) Función energética (representada fundamentalmente por los glúcidos y los lípidos). b) Función estructural ó plástica (representada por las proteínas). c) Función complementaria (representada por las vitaminas y las sales minerales). Pasaremos a detallar algunas de particularidades de cada una:

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a) Función energética: -El organismo necesita constantemente un suministro de energía, aún en condiciones basales (o sea, en estado de reposo absoluto), debido a que continua la actividad de los diferentes órganos y sistemas. A ese gasto energético mínimo es a lo que se le conoce como metabolismo basal. -En condiciones normales debe existir un equilibrio entre la cantidad de energía que el organismo gasta diariamente en sus diferentes funciones y la cantidad de energía que a él se incorpora con los alimentos, así cuando la ingestión calórica se encuentra por encima del gasto, arrojará un balance positivo,(estamos en presencia de una dieta hipercalórica); en cambio, si la ingestión se encuentra por debajo del gasto, es un balance negativo (estamos en presencia de una dieta hipocalórica). -Mientras más dinámica sea la actividad que realice un sujeto, mayor será el gasto energético de su organismo. Por tal razón, las normas dietéticas en cuanto a los valores calóricos son más elevadas para los deportistas, si lo comparamos con los sujetos no deportistas. -En el caso del deportista, el gasto energético depende entre otros factores de: tipo de deporte, nivel o categoría deportiva (que en el caso de los deportes de combate esta determinado por el peso corporal), de las condiciones del entrenamiento que se realice, de la temperatura ambiental, etc. A continuación veremos algunas breves consideraciones generales acerca de los principales componentes energéticos de la alimentación: Glúcidos: Constituyen los sustratos energéticos por excelencia de los tres nutrientes que se incorporan con los alimentos en la dieta diaria, debido a su fácil oxidación (incluso en condiciones anaerobias). -Los monosacáridos más importantes en la nutrición humana son: glucosa, fructosa y galactosa. -Los disacáridos de mayor importancia para el hombre son: sacarosa, lactosa y maltosa. -El polisacárido más importante para el hombre es el glucógeno (porque es el que se almacena fundamentalmente en el hígado, así como en el músculo). -Las fuentes naturales de glúcidos son: los cereales, las verduras y las frutas. Los azúcares refinados (fundamentalmente sacarosa, así como el almidón) se ingieren en cantidades considerables en los distintos productos elaborados por la industria alimenticia (dulces, pasteles, bebidas no alcohólicas, helados, etc.). -Las reservas de glucógeno hepático en el hombre se calcula que oscilan entre los 300-400 g., siendo en el deportista estos valores superiores, s decir, entre 500-600 g. -Estas sustancias desempeñan un papel de gran importancia en la práctica deportiva, debido a que ellos brindan con relativa rapidez su caudal energético, en especial para el trabajo de los músculos, ya que constituyen los principales sustratos energéticos para los esfuerzos físicos de máxima y submáxima potencia. Grasas: Son las denominadas fuentes concentradas de energía, debido a que se almacenan en forma anhidra (fundamentalmente en el tejido adiposo) y además, al oxidarse liberan más del doble de la energía que los glúcidos y las proteínas, o sea, en el caso de las grasas se desprenden ~9,3 kcal/g, mientras que en los otros dos es ~4,1 kcal/g. -A diferencia de los glúcidos, las grasas pueden almacenarse en nuestro organismo en cantidades relativamente grandes, no sólo en el tejido adiposo, sino además en otros tejidos como el nervioso que es rico en otros tipos de lípidos. -La demanda diaria de grasas por el organismo humano oscila entre los 80-100 g. debiendo estar como mínimo ~1/3 de estas como aceites vegetales, los cuales presentan ácidos grasos insaturados, es decir, con dobles enlaces en sus cadenas carbonadas, lo cual los hace más asimilables por el organismo, pues participan con mayor facilidad en las reacciones metabólicas, además de que pueden cumplir con la función de vitaminas. El valor alimenticio de las grasas está determinado por su grado de asimilación, el cual a su vez depende del punto de fusión y de su

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composición química. Las grasas de la ración diaria satisfacen casi la tercera parte de la demanda energética del organismo. -Las grasas no sólo desempeñan función energética, pues ellas también cumplen otras funciones de gran importancia como es la estructural (en las membranas celulares: la doble capa lipoproteica). -Las fuentes naturales de grasas de origen animal son: la leche y sus derivados (en especial la mantequilla), así como las carnes, tanto de res, de aves, y sobre todo la de cerdo, a pesar de que esta última resulta de difícil digestión así como de menor asimilación por el organismo que las otras y que las grasas vegetales, pero no obstante a ello, las carnes y sus derivados deben incluirse en la ración del deportista, como parte esencialmente importante de la dieta. Otras fuentes naturales de sustancias del tipo grasas, son: los huevos (en particular la yema), las vísceras (hígado, corazón, riñón, etc.), así como las grasas de origen vegetal, entre los que podemos citar los aceites de maní, de girasol, de oliva, de soya, etc., además, existen frutos y semillas ricos en estas sustancias como son el aguacate, el coco, el cacao, etc. que brindan un buen aporte de grasas a la dieta. -Las grasas del tipo de los aceites vegetales, desempeñan un importante papel en la alimentación de los deportistas que ejecutan esfuerzos físicos de carácter prolongado (corredores de maratón, ciclistas de carretera, y aquellos que utilicen considerablemente las grasas), de manera que la cantidad de aceites vegetales debe cubrir entre un 20-25%, los maratonistas, los ciclistas de carretera, los nadadores de distancias grandes, la normativa de grasas en la ración diaria debe estar alrededor de un 30%, para los deportistas que practican los restantes tipos de deportes oscilan ~ 24-26%. Es conveniente señalar que en condiciones de clima tropical, es posible que puedan variarse las proporciones del valor calórico de la ración diaria, de manera que pueden disminuirse las grasas sobre todo y los glúcidos, pero en cambio, se debe aumentar el componente proteico de la alimentación. b) Función estructural ó plástica: El principal papel en esta importantísima función para el organismo la tienen las proteínas. Esta función se encuentra directamente relacionada con la masa muscular del organismo (en este sentido debemos recordar que ~90% de los constituyentes orgánicos del residuo seco en la célula de los animales está representada por las proteínas); por esta razón una alimentación conteniendo una proporción insuficiente de proteínas a serias alteraciones en el metabolismo, pudiendo manifestarse determinadas patologías en los diferentes órganos y sistemas de nuestro cuerpo como son el sistema osteomioarticular, el tejido nervioso, el sistema inmunológico, el sistema digestivo y el circulatorio, así como que además se presentan otras afecciones como son entre otras la disminución en la capacidad de trabajo físico. Diversas investigaciones realizadas con animales de laboratorio han demostrado como aquellos en los cuales se les somete a un régimen de restricción en las cantidades de proteínas en su dieta, que aparecen toda una serie de trastornos y anomalías metabólicas vinculadas con la disminución de la actividad de los ribosomas (orgánulos encargados de la síntesis de proteínas en la célula), y al parecer estos cambios en la actividad de estas estructuras subcelulares son la causa de las manifestaciones externas de la insuficiencia en la incorporación en la dieta diaria de las proteínas, por esta razón una de las cuestiones mas importantes de la alimentación la constituye el hecho de la adecuada satisfacción de la demanda diaria de las proteínas por el organismo. Esta demanda de proteínas en la ración diaria debe ser cumplimentada por alimentos ricos tanto en proteínas de origen animal como vegetal, debiendo destacarse que cada tipo de estas poseen diferente valor nutritivo, lo cual está en relación directa con la composición aminoacídica de estas, es por esto que las de origen animal por ser de composición similar en aminoácidos a las del cuerpo humano, resultan de un mayor valor, con relación a las de origen vegetal; no obstante, resulta necesario el poder combinar

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ambos tipos de estas en la ración diaria para así asegurar las proporciones adecuadas según las necesidades del organismo humano. La actividad física incrementada, tal como son las diferentes modalidades deportivas llevan implícito un incremento en las necesidades diarias de proteínas en la alimentación , lo cual se debe al hecho que se observa aparejado a esto un aumento en los productos de desecho del metabolismo proteico así como de los ácidos nucleicos, es decir, se incrementa a través de la excreción por la orina de sustancias tales como: la urea, la creatinina, el ácido úrico e incluso en ocasiones los propios aminoácidos y las bases nitrogenadas (tanto púricas como pirimídicas). Esto es característico en los deportes donde se manifiestan grandes desgastes físicos, como pueden ser las carreras ciclísticas de carretera y las de maratón, por citar ejemplos muy comunes. Es conveniente destacar que durante la ejecución de las actividades deportivas, tienen lugar un incremento marcado de los procesos neuromusculares, y se sabe por experiencias llevadas a cabo que las proteínas de or igen animal son buenas estimulantes de estos procesos, así en las normativas establecidas por el MINSAP, se indica que por lo menos el 57% del total de proteínas de la ración diaria, debe ser de origen animal. Por esta razón, es indispensable el realizar una elección adecuada de las fuentes proteicas para la ración del deportista de categoría élite, pues sobre todo estas deben ser variadas y sobre todo de un elevado valor nutritivo. No queremos concluir en este sentido sin plantear que la ración diaria del deportista debe incluir carnes y sus productos derivados, pescados y mariscos, huevos y leche así como los productos lácteos (queso, mantequilla, yogurt, etc.) , debido que este alimento tiene una gran importancia como fuente de fósforo fácilmente asimilable y además como fuente proveedora del aminoácido metionina, que resulta imprescindible para facilitar el metabolismo de las grasas. c) Función complementaria: En este sentido, debemos destacar el papel que desempeñan dos tipos de constituyentes minoritarios en el organismo: las vitaminas y las sales minerales. Vitaminas: Ellas resultan imprescindibles para que exista una alimentación racional y balanceada, pues a pesar que se ingieren en cantidades relativamente pequeñas con los diferentes productos naturales (fundamentalmente se incorporan en las frutas y vegetales) resultan los cofactores de las enzimas, proteínas de función especializada que aseguran los procesos de biocatálisis en los organismos vivos (los cuales transcurren en condiciones prácticamente isotérmicas e isobáricas). Es conveniente destacar que las deficiencias vitamínicas pueden conducir a serios trastornos metabólicos, en dependencia al grado de la insuficiencia en la dieta, que se catalogan como hipovitaminosis, o bien avitaminosis, lo cual repercute negativamente en especial para el caso del deportista, pues afecta considerablemente sobre los procesos de recuperación, así como que conduce que se manifieste una disminución en la efectividad del entrenamiento. Incluso, por el contrario sus necesidades se incrementan en el caso del deportista y la dieta de estos debe estar enriquecida con algunas de ellas: las del complejo B (B1, B2, B3, B6, B12, B15, etc.), así como la C, la A, la D y la E entre otras. Sales minerales: Estos por su parte permiten que se realicen infinidad de funciones en el organismo, y como sabemos se encuentran también estrechamente vinculadas al metabolismo de los 3 nutrientes fundamentales(glúcidos, lípidos y proteínas) , y así se sabe que la insuficiencia de ellos en la alimentación conduce a serias alteraciones en el desarrollo normal de los procesos fisiológicos, lo cual se refleja en la disminución de la capacidad de trabajo y hasta incluso en ciertas ocasiones en la aparición de estados patológicos. El papel de las sales minerales en la alimentación del deportista resulta de gran importancia debido a que el metabolismo en estos sujetos se encuentra incrementado a consecuencia del esfuerzo físico y ello hace que sus necesidades se incrementen debido a las grandes pérdidas que se producen a través de la eliminación de estos por el sudor. Entre algunos de los que más atención se les debe prestar por las funciones que desempeñan se encuentran: sodio, potasio, calcio, magnesio, fósforo y hierro.

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Nota: Para ampliar sobre este contenido se puede consultar en el texto “Higiene de la Cultura Física y el Deporte” de A. Laptio y A. Minj, las páginas 102-105. Destacando las características fundamentales de los glúcidos, triglicéridos, ácidos grasos insaturados y las proteínas en la actividad física sistemática. 3.-Características que debe reunir la dieta del deportista. El trabajo realizado por un deportista difiere esencialmente al trabajo realizado por un obrero por dos aspectos fundamentales: 1ero. Mayor intensidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo por parte del deportista, lo cual equivale a que se incrementan los procesos metabólicos.

2do. La mayor parte de los ejercicios físicos que realiza el deportista se verifican con predominio de condiciones anaerobias, las cuales no se observan en un grado tal en los procesos laborables. OBRERO DEPORTISTA P----L-----G P-------L-------G 1gr : 1gr: 4gr 1gr: 0.7-0.8 gr.: 4gr 14% 31% 55% 15% 25% 60% Para calcular el % en el deportista, se procede de la siguiente forma: Proteínas: 1g x 4.1 Kcal. = 4.1Kcal g Lípidos: 0.75g x 9.3 Kcal. = 6.97 Kcal. g Glúcidos: 4g x 4.1 Kcal. = 16.4 Kcal. g Por tanto, al expresarlo en por ciento quedan estas calorías. 4.1 Kcal. + 6.9 Kcal. +16.4 Kcal. = 27.4 Kcal. (que equivale al 100%) Proteínas: 4.1 x 100=15% Lípidos: 6.9 x 100= 25% Glúcidos : 16.4 x 100= 60% 27.4 27.4 27.4 Las normas alimentarias de un deportista difieren a la de un obrero, en los siguientes aspectos: a) En condiciones de insuficiencia de O2 (procesos anaerobios) disminuyen las proteínas musculares, sintetizadas rápidamente en la etapa de recuperación. b) La oxidación de los lípidos ocurre en condiciones aerobias (cargas prolongadas), en cambio, los glúcidos pueden ser oxidados en condiciones anaerobias y aerobias. 4.-Incremento de la capacidad de trabajo y los procesos de recuperación mediante factores dietéticos complementarios. a)Glucosa y sacarosa: (mantiene la glicerina para el trabajo físico del músculo y el S.N.C) b)Sales de Fósforo: ( �Velocidad de la glucogenólisis, �[CrP], � Fosforilación Oxidativa)

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c)Metionina (aminoácido): Favorece la acción lipotrópica, o sea, � la transformación de las grasas neutras en fosfátidos. d)Ácidos grasos insaturados: Aumenta la resistencia de las estructuras subcelulares, mitocondrias y ello favorece los procesos aerobios. e)Vitamina B15: Contribuye a elevar el grado de utilización de O2 por el organismo, facilita soportar la hipoxia. Eleva los niveles de glucógeno en el hígado. f)Ácidos glutámico, cítrico y málico: Procesos aerobios y favorece la remoción del lactato. g)Monohidrato de creatina (Suplementación oral): [Cr~P] en el músculo y se incrementa su resíntesis durante la fase de recuperación. Nota: Existen estudios que demuestran que la ingestión de 5gr de monohidrato de creatina 4 veces al día por espacio de una semana proporciona un efecto inmediato beneficioso sobre el rendimiento físico.

5.-Suministro de factores dietéticos en momentos adecuados según la característica de la actividad realizada. Debe destacarse que es necesaria la utilización de suplementos dietéticos al deportista, tanto en las sesiones de entrenamiento, así como en las competencias y de acuerdo a las posibilidades según las características del tipo de esfuerzo, se deben suministrar ciertas sustancias. De este modo se debe distinguir 3 momentos: a) Antes del esfuerzo: -Sustratos de fácil oxidación, azucares sencillos (monosacáridos o disacáridos) que pasan rápidamente del intestino a la sangre y son empleados como sustratos de oxidación. -Deben suministrarse estos azucares a deportistas que participan en competencias varias veces al día. Ejemplos: pesistas, esgrimistas, carreras cortas, lanzamientos y saltos. b) Durante el esfuerzo: -Esta es imprescindible cuando las cargas físicas son prolongadas y van acompañadas de grandes perdidas energéticas. -La eliminación en la distancia no solo reabastecen las fuentes de energía sino también ayuda aprovechar de forma más completa las ya existentes en el organismo, Debe suministrarse fundamentalmente NaCl para evitar la deshidratación. c) Al concluir el esfuerzo: -Este tipo de alimentación es imprescindible para reabastecer los recursos energéticos del organismo y recuperar la capacidad de trabajo deportivo en el menor tiempo posible. -Las sustancias alimenticias deben ser ingeridas inmediatamente de haber concluido el trabajo físico, es cuando el proceso metabólico se mantiene a un nivel muy elevado debe suministrarse (monosacáridos, disacáridos y vitamina C) que elevan la capacidad de trabajo del deportista y acelera los procesos de recuperación, también deben de incluirse aminoácidos como la metionina, ácido cítrico, vitamina B15, etc. Bibliografía: -Averhoff, R. “Bioquímica de los ejercicios físicos”. Cap. 15 (págs.143-165). - Laptio. A. y A. Minj, “Higiene de la Cultura Física y el deporte”, Cap. (pág. 99-126).

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ENCUENTRO No. 16: Seminario No. 4: “EL CONTROL BIOQUÍMICO Y LA NUTRICIÓN EN EL DEPORTE” CONTENIDO: Análisis y discusión acerca de los aspectos fundamentales: a) Del control bioquímico: objetivos generales de este, tests más utilizados, tipos de controles y objetivos que persiguen cada uno, así como los parámetros de mayor utilidad. b) De la nutrición: importancia y funciones de esta, particularidades de la dieta en el deportista, utilización de factores dietéticos complementarios y momentos en que se pueden utilizar. OBJETIVO: Analizar la importancia de la aplicación del control bioquímico y de la utilización de los factores nutricionales para favorecer el incremento de la efectividad del entrenamiento.

ORIENTACIONES GENERALES: Para desarrollar esta actividad, el estudiante debe prepararse previamente mediante el estudio individual así como colectivo de los contenidos impartidos en la Conferencia correspondiente, profundizando a través de la bibliografía orientada y las notas de clase; de este modo se recomienda puntualizar algunos aspectos como son: a) Diferencias entre los términos entrenamiento deportivo y preparación del deportista. b) Objetivos generales del control bioquímico. c) Determinación de la capacidad de trabajo físico (general y específica). d) Tipos de controles (objetivos de cada uno y parámetros más utilizados). f) Importancia y funciones que desempeña la alimentación. g) Particularidades de la dieta en el deportista (factores que determinan la diferencia de esta respecto a un sujeto no deportista). h) Utilización de factores dietéticos complementarios para incrementar el rendimiento deportivo. ASPECTOS PROPUESTOS A REALIZAR: Cada unas de las preguntas que a continuación se relacionan deben ser previamente analizadas y discutidas en los respectivos colectivos de grupo, de manera tal que cada estudiante tiene que llevarlas respondidas para así poder consolidar la esencia de cada una durante el desarrollo de este seminario. 1- ¿Cuál es la diferencia entre los términos nivel de entrenamiento y preparación del deportista? 2.-¿Cuáles son los objetivos generales que persigue el control bioquímico en el deporte? 3.-¿En qué se diferencian los test para determinar la capacidad de trabajo físico general y la capacidad de trabajo específica? Fundaméntelo. 4.-Explique la importancia que presenta el control bioquímico para el deportista. 5- Analice los diferentes tipos de controles bioquímicos y diga la importancia de cada uno, así como la finalidad que persigue. 6.-¿Cuál es la importancia de la valoración del lactato en las diferentes etapas del macrociclo? 7.-Represente mediante la gráfica correspondiente las diferentes zonas energéticas en función de la concentración del lactato. 8.-Explique la importancia que reviste la determinación de la urea para el control bioquímico.

9.-Analice la importancia del control bioquímico en la actividad competitiva. 10.-Explique la importancia y las particularidades de la alimentación para el deportista. 11.-¿Qué funciones desempeña la alimentación en el organismo, en particular del deportista? 12.-¿Por qué los glúcidos resultan de gran importancia en la alimentación del deportista? Fundaméntelo. 13.-¿Cómo pueden incluirse en la dieta los glúcidos? 14.-Señale algunas de las diferencias entre las grasas saturadas y las insaturadas. 15.-¿En qué radica el valor nutritivo de las proteínas? Explique. 16.-¿Por qué resultan de gran importancia las vitaminas y las sales minerales en el deportista? 17.- Señale los factores que marcan la diferencia entre la dieta del deportista y otro no deportista.

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18.-¿En qué proporción se deben incluir cada uno de los nutrientes en la dieta diaria del deportista? Fundamente el por qué de esta diferencia respecto al sujeto no deportista. 19.-¿Qué sustancias pueden ser utilizadas como complementos en la alimentación del deportista? Diga además, ¿qué efecto provocan cada una de estas sobre el organismo del mismo? 20.-¿Cuáles son los momento más recomendables a suministrar algunos de los factores dietéticos complementarios? Señale algunos de estos en cada caso. Bibliografía: -Averhoff, R.y M.León, “BIOQUIMICA DE LOS EJERCICIOS FISICOS”,Cap.15(págs.143-65) - Laptio. A. y A. Minj. “Higiene de la Cultura Física y el deporte”, Cap. (pág. 99-126).

GLOSARIO A Ablación- extirpación. Abiógenas- moléculas biorgánicas primarias (resultado de la interacción de los componentes químicos en atmósfera primaria (radiaciones y descomposición de gases). Abiótica- sin vida. Acidosis- estado anormal del organismo provocado por exceso de sustancias ácidas en los tejidos(cuando se manifiesta en sangre acidemia). Acción lipotrópica-movilización de las grasas algunas sustancias como los fosfolipidos y la vitamina B12. Adenosintrifosfato(ATP) compuesto universal que se utiliza para acumular energía en las células. AGL- ácidos grasos libres. AGNE- ácidos grasos no esterificados. Albuminuria- aparición de albumina en la orina. Anfibólico- proceso de carácter dual,tanto degradativo(ver ciclo de Krebs) como que algunos de sus metabolitos pueden servir de punto de partida para el proceso anabólico.Ejemplo el "oxalacetato" en el caso de la gluconeogénesis. Autótrofos- organismos vivos que poseen la capacidad de autoproducir energía. B Bioquímica- ciencia que estudia la composición química de la materia viva, las reacciones que ocurren en el ser vivo, los mecanismos moleculares empleados para la regulación de dichas reacciones, así como los cambios que se producen.Estos últimos son de especial interés en el individuo que desarrolla actividad física sistemática. Biótico- con vida. Buffer o amortiguadora- sustancias químicas, presentes en todos los líquidos corporales, que pueden combinarse fácilmente con cualquier ácido o base de manera que impidan que el ácido ola base cambie el pH de los líquidos corporales de manera considerable. Ejemplo : sistema Acido Carbónico–Bicarbonato de Sodio. C Cetonemia- estado en ue tiene lugar la acumulación excesiva de cuerpos cetónicos. Cetonuria- aparición anormal de cuerpos cetónicos en la orina. CHON- elementos constituyentes de aproximadamente el 99% de la masa de las células del organismo animal. Citoplasma- compartimento de la célula que sirve de una especie de medio de mantenimiento para organelas celulares. Contiene moléculas proteicas, aminoácidos, iones ATP, CrP, lípidos, glucógeno y otras sustancias. Coenzima A- éster altamente activo que resulta ser la sustancia intermediaria universal del metabolismo. Corticosteroides-son las llamadas hormonas del "estrés". Su presencia en la sangre quiere decir que se han producido procesos adaptativos. Se clasifican en mineralocorticoides y glucocorticoides. Crenación- ruptura de la membrana del eritrocito, al ponerse en contacto, con disoluciones hipertónicas. Cuerpo cetónico-son los productos ácido acetónico, Â hidroxibutírico y acetona,resultados de alteraciones del metabolismo lipídico.

D Desasimilación-Catabolismo.(Pequeño Larrousse). Descarboxilación oxidativa-transformaciones del ácido pirúvico. Desoxiribosa-aldopentosa que participa del nucleótido ADN cuya estructura es D al igual que la ribosa, pero que no posee OH en el C2, y 2OH en el C5. Diuresis- cantidad de orina que se elimina en 24 hrs. E EDTA-Tetra-acetato de etilendiamina agente quelante que se une reversiblemente al ion magnesio 2 mas y a otros cationes bivalentes, inhibiendo así de modo no competitivo a algunas enzimas que precisan de tales iones para su actividad. Electrólisis-paso de corriente eléctrica a través de una disolución electrolítica con la consiguiente migración de los iones a sus respectivos polos opuestos. Aplicación en análisis químico. Endergónico-proceso que implica absorción de energía. Exergónico-proceso que implica liberación de energía.

G Glucólisis-degradación de la glucosa y el glucógeno, la cual puede transcurrir por vía anaerobia y aeróbia. Gluconeogénesis-formación de glucosa a partir de sustancias no carbohidraticas, sirven los ácidos láctico y pirúvico, glicerina, aminoácidos, acetilCoa.La transformación de estas sustancias(salvo glicerina) en glúcidos pasa por la etapa de los ácidos pirúvico y oxalacético. Glucosuria-presencia de glucosa en orina. H Homeostasia-equilibrio del medio interno de todos los fluidos corporales. Hiperglicemia-contenido superior a lo normal (90mg/100ml) de glucosa en sangre. Hipoglicemia-contenido insuficiente de glucosa en sangre menor que lo normal (90mg/100ml). Hemólisis- ruptura de la membrana del eritrocito, al ponerse en contacto con disoluciones hipotónicas. Heterótrofos-organismos vivos que utilizan la energía almacenadas en los enlaces de las moléculas de los nutrientes. Hipoxia-contenido insuficiente de oxígeno en sangre.

I Inhibidor-molécula que no resulta químicamente alterada por la enzima. Catalizador negativo.

K Krebs.H.-científico que expuso junto a Johmson en 1937 el “ciclo del ácido cítrico”, resultado de brillantes e ingeniosos experimentos que se encuentran entre las investigaciones clásicas de la Biología Celular Moderna.

L

Leucocitos-glóbulos blancos- unidades móviles del sistema protector del cuerpo, cuya función principal consiste en digerir las partículas u organismos al organismo o las sustancias de desecho del mismo. Lipoproteina-proteína compleja que además contiene lípidos. Lisosomas-formaciones comparativamente pequeñas que contienen enzimas hidrolíticas capaces de degradar proteínas, lípidos y glúcidos.

M Metabolismo- intercambio de materia y energía con el entorno. Consta de anabolismo y catabolismo. Metabólito- sustancias que se producen durante el metabolismo intermediario. Micción- vaciamiento de la vejiga urinaria. Miosina- proteína contráctil de los músculos, también catalizador que acelera la descomposición del ATP que abastece los músculos de energía. Mitocondrias- organelas celulares de forma alargada, pueden observarse al microscopio óptico. Tienen la peculiaridad de poseer sistema genético autónomo(todos los tipos AN conocidos) y el aparato para sintetizar la proteína. Son llamadas “centrales energé ticas” y las musculares se incrementan en número con el entrenamiento deportivo sistemático. Motilidad- facultad que tiene la materia viva ante ciertos estímulos(Pequeño Larrousse). O Obicuidad- capacidad mimética. Ciertas estructuras químicas pueden transformarse una en otra. Ejemplo NAD�NADP.

P Pelagra- enfermedad carencial caracterizada eritemas, trastornos digestivos y nerviosos. pH-símbolo de la medida de acidez y/o basicidad en escala de1 a 14. Proceso Exergónico y Endergónico- buscar por la E. Plasma sanguíneo- fluído transparente color amarillo amarillo que no contiene fibrinógeno.

Q Quilomicrón- glóbulos grasos cubiertos por capa proteínica y de fosfolípidos formada en las células epiteliales de las microvellosidades intestinales al absorberse la grasa. Forma en que estas últimas se transportan en la linfa.

R Ribosa- pentosa de 5C, con el OH epímero a la derecha, que participa del nucleótido ARN. Ribosomas- gránulos esféricos densos, formados por proteínas y AN, situados a lo largo de las paredes del retículo endoplasmático. Retículo Endoplasmático- sistema de transporte de la célula que facilita la transferencia de las sustancias procedentes del medio ambiente y al contrario y la comunicación entre organelas celulares. S Sustrato- sustancia que se transforma através de una reacción bioquímica.

Suero sanguíneo- fluído tranparente de color amarillo debido a la precencia del pigmento bilirrubina, además contiene fibrinógeno.

T Trofismo muscular- dolencia provocada por el déficit de absorción intestinal de las grasas y la Vit. E veiculizada en ellas, lo trae atrofias. V Volemia- volumen sanguíneo total que se mantiene casi constante debido a los mecanismos reguladores . En una persona adulta es casi 5000ml.

Conferencia # 1.

• Introducción.

•Constituyentes químicos del organismo. Componentes inorgánicos.

2002-2003

¿ Qué estudia la bioquímica?.

Es la ciencia que estudia la naturaleza de los constituyentes químicos de la materia viva y las reacciones químicas en las que se basan los procesos vitales.

Bioquímica del ejercicio.

Investiga las regularidades de las transformaciones bioquímicas que tienen lugar en el organismo humano durante la realización de ejercicios físicos.

Principales temas de investigación.

ØMecanismos de transformación de energía durante la actividad muscular.

ØRegulación de la síntesis de proteínas durante los esfuerzos físicos.

ØMecanismos de regulación nerviosa y hormonal del metabolismo durante la actividad muscular.

ØCambios bioquímicos durante las diferentes etapas del entrenamiento.

ØCaracterísticas bioquímicas de la fatiga y de la recuperación.

Programa de la asignatura.

808046 20 2 10 2 46 20 2 10 2 TotalTotal

16168 4 2 2 8 4 2 2 --Cambios Cambios bioquímicosbioquímicos

IV IV

222212 6 12 6 -- 4 4 --BioenergéticaBioenergéticaIIIIII

14148 2 8 2 -- 2 22 2Nutrición del Nutrición del deportistadeportista

IIII

282818 8 18 8 -- 2 2 --BiomoléculasBiomoléculasII

Total Total de de horashoras

Tipo de clases y horasTipo de clases y horasC S L CP EC S L CP E

TítuloTítuloTemaTema

¿Cuáles son los constituyentes inorgánicos presentes en nuestro organismo?

Son los elementos químicos provenientes del mundo inorgánicos y que existen desde el propio proceso de formación de la tierra hace millones de años.

O O

OC H

N

C

H

ON H

C

N

C

O

P

S

MgSi

Al

Si

PMg S

Ni Fe

Abundancia relativa de los elementos químicos principales en la corteza terrestre y el cuerpo humano, en porcentajes del número total de átomos. (Lehninger).

Elemento Corteza Terrestre Cuerpo humano

O2 (g) 47 % 25,5 %

H (g) 0.22 % 63 %

C (s) 0.19 % 9.5 %

K(s) 2.5 % 0.06 %

Ca (s) 3.5 % 0.31 %

Na (s) 2.5 % 0.03 %

Mg (s) 2.2 % 0.01 %

De acuerdo a la cantidad en la que se encuentren presente en el organismo se clasifican:

Básicos.

(2-60 %) H, C, O, N

Microelementos.

(0.1- 0.02 %)

Na, Mg, P, S,

Cl

Ultramicroelementos.

(0.01 %)

Br, Si, Mn,Fe,Co,Cu,Zn,Vn,Mb

ØSales al estado sólido, cristalizadas, no ionizadas . (Fosfatos y calcio).

Ø Sales al estado iSales al estado i��nico, disueltas en nico, disueltas en

el medio intracelular y en los lel medio intracelular y en los l��quidos quidos extracelulares representadas por los extracelulares representadas por los cationescationes NaNa +1+1, K , K +1+1,, CaCa +2 +2 yy MgMg +2 +2 y por y por los aniones Cl los aniones Cl --, HCO3, HCO3--, H2PO4 , H2PO4 -- y HPO4y HPO4--22

entre otros. entre otros.

ØComponentes inorgComponentes inorg��nicos de compuestos nicos de compuestos orgorg��nicos, como el hierro en nicos, como el hierro en hemoglobina. hemoglobina.

Clasificación de las sales minerales.

Principales funciones de los minerales.

vContribuyen al mantenimiento del phsanguíneo por formar sistemas amortiguadores, como los carbonatos y los fosfatos de sodio y potasio.

vIntervienen en los fenómenos osmóticos, de tanta importancia en el flujo, la absorción y la secreción de los líquidos.

v Determinan las diferencias de potencial eléctrico que generan el impulso nervioso y proveen el medio adecuado para otras actividades protoplasmáticas implicadas en el funcionamiento normal de todas las células.

vOtorgan dureza y rigidez a ciertos tejidos, como el óseo y el dentario.

vForman parte de la composición del jugo gástrico, pancreático y de la bilis.

Agua. nn Los átomos de H y O están Los átomos de H y O están unidos mediante enlaces unidos mediante enlaces covalentes.covalentes.

nn Existen dos centros de Existen dos centros de gravedad con carga + debido gravedad con carga + debido al H y dos con carga al H y dos con carga ––debido al oxígeno.debido al oxígeno.

nn Conformación tetrahídrica Conformación tetrahídrica actuando como un dipolo.actuando como un dipolo.

nn Puede actuar entre sí y con Puede actuar entre sí y con moléculas polares de otras moléculas polares de otras sustancias. (hidratación de sustancias. (hidratación de sustancias).sustancias).

El agua es considerada el disolvente universal.

¿ Por qué es importante el agua para los seres vivos?.

Ø Constituyen la base de los sistemas líquidos del organismo: sangre, linfa, orina, saliva, jugos gástricos e intestinal, líquido cenobial, cerebroespinal y líquido intracelular.

Fuentes de suministro de agua al organismo.

Agua visible. Agua Oculta.

Agua de oxidación.

Pérdidas de agua.

Eliminación pulmonar.

(400 ml).

Excreción fecal.

(200 ml).

Transpiración.

Excreción

Urinaria.

(600 ml)

Conclusiones.

Ø Con la actividad física se pierde una importante cantidad de agua y sales minerales a través del sudor y el vapor expirado por lo que es necesario incorporar de forma permanente los volúmenes de agua y de electrólitos necesarios para el desempeño optimo de todas las funciones vitales.

Ø Tanto las sales minerales como el agua constituyen componentes imprescindibles de nuestro organismo.

Bioquímica del ejercicioConferencia # 2.

nn Título. Introducción a los compuestos orgánicos Título. Introducción a los compuestos orgánicos presentes en el organismo.presentes en el organismo.

nn Características.Características.nn Clasificación.Clasificación.nn Funciones generales.Funciones generales.nn Los Carbohidratos. Definición. Clasificación. Los Carbohidratos. Definición. Clasificación. nn Funciones generales.Funciones generales.

BiomolBiomolééculas. culas. Carbohidratos

Lípidos

Ácidos Nucleicos

ProteínasEnzimas

Vitaminas Hormonas

Precursores del entorno (CO2, H2O, N)

Compuestos intermediarios (Piruvato, Citrato, Malato....)

Sillares estructurales (Nucleótidos, Aminoácidos, Monosacáridos, Ácidos grasos.....)

Macromoléculas ( Ácidos Nucleicos, Proteínas, Polisacáridos, Lípidos complejos....)

Asociaciones Supramoleculares (Complejos enzimáticos, sistemas contráctiles.....)

Célula.

FUNCIONES GENERALESFUNCIONES GENERALES

nn Carbohidratos.Carbohidratos.

nn Fuente principal de energía para la actividad vital Fuente principal de energía para la actividad vital del organismo.del organismo.

nn Forman componentes estructurales extracelulares.Forman componentes estructurales extracelulares.

nn Lípidos.Lípidos.

nn Material energético de reserva básico.Material energético de reserva básico.

nn Componente estructural principal de las Componente estructural principal de las membranas celulares.membranas celulares.

FUNCIONES GENERALES FUNCIONES GENERALES (continuación...)(continuación...)

nn Ácidos Nucleicos.Ácidos Nucleicos.nn Almacenan y transmiten la información genética Almacenan y transmiten la información genética

necesaria para la síntesis de proteínas y otras sustancias.necesaria para la síntesis de proteínas y otras sustancias.nn Proteínas.Proteínas.nn Poseen actividad catalítica (actúan como enzimas).Poseen actividad catalítica (actúan como enzimas).nn Poseen reguladora actividad (actúan como hormonas).Poseen reguladora actividad (actúan como hormonas).nn Componentes estructurales de las células.Componentes estructurales de las células.nn Participan en la contracción muscular.Participan en la contracción muscular.nn Acción protectora y sostén.Acción protectora y sostén.nn Almacenamiento y transporte.Almacenamiento y transporte.

Carbohidratos.Carbohidratos.

nn Los glúcidos o carbohidratosLos glúcidos o carbohidratos son los son los compuestos orgánicos más abundantes en la compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza.naturaleza.

nn Están formados por los siguientes elementos Están formados por los siguientes elementos químicos: C, H, O.químicos: C, H, O.

nn Presentan los grupos funcionales de las cetonas Presentan los grupos funcionales de las cetonas o de los aldehídos. Clasificándose como cetosas o de los aldehídos. Clasificándose como cetosas y aldosas respectivamente.y aldosas respectivamente.

Clasificación de los carbohidratos

Chart Title

Monosacáridos Oligosacáridos Polisacáridos

Carbohidratos

CLASIFICACIÓN de los carbohidratosde los carbohidratos

nnMonosacáridos.Monosacáridos.

Triosas Tetrosas Pentosas Triosas Tetrosas Pentosas HexosasHexosas

Glucosa (hexosa, aldosa)Glucosa (hexosa, aldosa)

Estructura LinealEstructura Lineal Estructura CíclicaEstructura Cíclica

•• OligosacáridosOligosacáridos

LactosaLactosa MaltosaMaltosa

• PolisacáridosPolisacáridos

Heteropolisacáridos HomopolisacáridosHeteropolisacáridos Homopolisacáridos

GlucógenoGlucógeno

GlucosaGlucosa

Funciones de los carbohidratos.Funciones de los carbohidratos.

nnMaterial energético.Material energético.

nn Sustancias de reserva.Sustancias de reserva.

nn Elementos de protección y sostén.Elementos de protección y sostén.

Curiosiosas e importantes.Curiosiosas e importantes.

nn Las reservas más importantes de glucógeno Las reservas más importantes de glucógeno se hayan en el hígado y en el tejido muscular.se hayan en el hígado y en el tejido muscular.

nn Todos los carbohidratos son solubles en agua.Todos los carbohidratos son solubles en agua.nn Debido a la elevada presencia de oxígeno es Debido a la elevada presencia de oxígeno es

una molécula fácil de oxidar.una molécula fácil de oxidar.nn Anaeróbicamente son consumidos cuatro Anaeróbicamente son consumidos cuatro

veces más de prisa que las grasas…. Y más veces más de prisa que las grasas…. Y más rápidamente por vía aerobia rápidamente por vía aerobia ….¿por qué?….¿por qué?

Más curiosiosas e importantes.Más curiosiosas e importantes.

nn Los deportistas entrenados posen mayor Los deportistas entrenados posen mayor capacidad de almacenar glucógeno que capacidad de almacenar glucógeno que los no entrenados….¿adapatación….? los no entrenados….¿adapatación….? ¿Influye el sistema de entrenamiento ¿Influye el sistema de entrenamiento deportivo en este aspecto????deportivo en este aspecto????

nn La mayor taza de utilización del La mayor taza de utilización del glucógeno se evidencia entre los primeros glucógeno se evidencia entre los primeros 15 a 20 minutos de trabajo……¿Habrá 15 a 20 minutos de trabajo……¿Habrá relación con la intensidad del ejercicio y relación con la intensidad del ejercicio y el tiempo de duración del mismo????el tiempo de duración del mismo????

Más que curiosiosas e importantes..Más que curiosiosas e importantes..nn El glucógeno hepático se encarga de mantener los El glucógeno hepático se encarga de mantener los

niveles de glucemia en sangre…..niveles de glucemia en sangre…..nn El glucógeno muscular abastece las necesidades de las El glucógeno muscular abastece las necesidades de las

células musculares, cuando este es consumido comienza células musculares, cuando este es consumido comienza a utilizarse el glucógeno hepático…. ¿qué ocurrirá con a utilizarse el glucógeno hepático…. ¿qué ocurrirá con los niveles de glucemia? …¿Qué estado tiende a los niveles de glucemia? …¿Qué estado tiende a desarrollarse en los deportistas bajo estas desarrollarse en los deportistas bajo estas condiciones?¿Qué características presenta dicho condiciones?¿Qué características presenta dicho estado????estado????

nn ¿Habrá relación con la intensidad y la duración del ¿Habrá relación con la intensidad y la duración del ejercicio?……..ejercicio?……..

nn ¿Es necesario combinar los carbohidratos de la dieta ¿Es necesario combinar los carbohidratos de la dieta con los minerales?……con los minerales?……

nn Particularidades estructurales y funcionales Particularidades estructurales y funcionales de los lípidos.de los lípidos.

nn Concepto. Clasificaciones.Concepto. Clasificaciones.nn Ácidos grasos.Ácidos grasos.nn Funciones e importancia de los lípidos. Funciones e importancia de los lípidos.

¿Qué es un lípido?

Se denomina lípido a un conjunto heterogéneo de compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Además pueden contener fósforo, nitrógeno y azufre.

Todos los lípidos tienen en común:

• son insolubles en agua.

• son solubles en disolventes orgánicos,Ej:éter, cloroformo y benceno.

Clasificación de los lípidos

nn Saponificables Saponificables (presentan ácidos (presentan ácidos grasos en su grasos en su estructura).estructura).

nn Acilglicéridos.Acilglicéridos.

nn Fosfolípidos.Fosfolípidos.

nn Ceras.Ceras.

nn Insaponificables Insaponificables ( no presentan ( no presentan ácidos grasos en su ácidos grasos en su estructura).estructura).

nn Terpenos.Terpenos.

nn Prostaglandinas.Prostaglandinas.

nn Esteroides.Esteroides.

Representación de algunos lípidos importantes

Representación de algunos lípidos importantes

Colesterol.

Ácidos grasos

nn Los a.g. tambiLos a.g. tambiéén se dividen segn se dividen segúún la saturacin la saturacióón n con con áátomos de hidrtomos de hidróógeno de su cadena:geno de su cadena:

nn saturados,saturados,nn monoinsaturadosmonoinsaturados,,nn poliinsaturadospoliinsaturados..

Clasificación de los ácidos grasos atendiendo a su forma de incorporación en el organismo

nn ESENCIALES ESENCIALES

El organismo no los El organismo no los produce, pero debe produce, pero debe contar con ellos.contar con ellos.

EjEj: algunos: algunosmonoinsaturadosmonoinsaturados y losy lospoliinsaturadospoliinsaturados(( ác ác araquidónicoaraquidónico,, ác ác linolénicolinolénico, etc), etc)

nn NO ESENCIALESNO ESENCIALES

El propio organismo es El propio organismo es capaz de sintetizarloscapaz de sintetizarlos

EjEj: ácidos grasos : ácidos grasos saturados(saturados( ácác. . palmítico,palmítico, ácác esteárico, esteárico, etc)etc)

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

Son los nutrientes que actúan como reserva del organismo. Son el almacén de calorías de nuestro cuerpo, con mucha mayor eficacia que el glucógeno pues por cada gramo aportan mas del doble de calorías y ocupan menos espacio. El 99% del volumen de unaadipocito es una vacuola de grasa. Además tienen otras funciones como:

1.- Aislantes térmicas, 2.- Amortiguadoras de traumatismos (Corazón, riñón, glándula mamaria,epididimo),3.- En ellas se incorporan al cuerpo las vitaminas liposolubles por lo que son necesarias en la dieta. 4.- Forman parte de la membrana celular. 5.- Colesterol y fosfolípidos actúan como precursores de la biosíntesis de importantes moléculas (ácidos biliares, hormonasesteroideas: glucocorticoides,mineralocorticoides, hormonas sexuales, Vitamina D la única que puede ser sintetizada).

6.- Constituyen entre un 50 a 60% de la masa cerebral

7.- Son indispensables para crecimiento y la regeneración de tejidos.

8.- Mantienen la temperatura corporal.

9.- Protegen la integridad de la piel.

10.- A partir de ellas se sintetiza en algunas sustancias como ácidos biliares, hormonas sexuales etc.

ConferenciaConferenciaCambios Cambios

bioquímicos bioquímicos provocados por la provocados por la

actividad físicaactividad física en el en el organismo humano.organismo humano.

Cambios bioquímicosCambios bioquímicos

Adaptaciones del Adaptaciones del organismo.organismo.

•• SupercompensaciónSupercompensación

•• Incremento del Incremento del rendimiento rendimiento deportivodeportivo

Afectan el rendimiento Afectan el rendimiento

•• Fatiga generalizadaFatiga generalizada

•• Afectan estado de Afectan estado de saludsalud

•• Indicadores deIndicadores desobrenetrenamientosobrenetrenamiento

Cambios bioquímicosCambios bioquímicos

Tejido muscular

Sangre

Orina

Reservas de sustratos energéticos

Actividadenzimática

Respuesta hormonalMetabolismo

Entrenamiento de fuerzaEntrenamiento de fuerzaFactores biológicosFactores biológicos

AspectosAspectos

neuromuscularesneuromusculares

Mecanismos Mecanismos

energéticosenergéticos

Respuesta Respuesta

hormonalhormonal

Características Características de las fibras de las fibras muscularesmusculares

Mecanismo Anaerobio-AlácticoPotencia y capacidad aláctica

Adaptaciones en la fibra muscular

Mecanismo AnaerobioMecanismo Anaerobio--AlácticoAlácticoPotencia y capacidadPotencia y capacidad alácticaaláctica

Adaptaciones en la fibra muscularAdaptaciones en la fibra muscular

•Aumento de la enzima CK y MK.

•Aumento de reservas de creatina.

•Aumento del glucógeno muscular.•Aumento de los depósitos de lípidos como respuesta a entrenamientos de fuerza muy prolongados.

Adaptaciones en la fibra muscular. Cont.Adaptaciones en la fibra muscular. Cont.• Descenso de la densidad mitocondrial.

• Disminución de la densidad capilar (cargas máximas)

• Ligera elevación de la densidad capilar (cargas medias y bajas)

• Aumento de las concentraciones de hormonas anabólicas como testosterona y GH.

• Respuesta del cortisol considerada catabólica.

Adaptaciones en la fibra muscular. ContAdaptaciones en la fibra muscular. Cont..

• Aumento de proteínas contráctiles.• Aumento del tamaño y número de miofibrillas.• Aumento del número de sarcómeros en serie• Incremento en el porcentaje de fibras (FT) de

contracción rápida (superior al 65%).• Hipertrofia selectiva confirmativa o

compensatoria. (potencial genético)

Mecanismo AnaerobioMecanismo Anaerobio--AlácticoAlácticoIndicadores de fatiga muscularIndicadores de fatiga muscular..

• Disminución del índice testosterona /cortisol (anabolismo / catabolismo)

• Disminución de la liberación del neurotransmisor Acetil-colina

• Aumento en la concentración de iones(H+), (H3PO4 y ácido láctico), disminución del pH, aumento acidosis intracelular

• Disminución de las concentraciones de Ca2+

intracelular.

Mecanismo Anaerobio-AlácticoIndicadores de fatiga muscular.Mecanismo AnaerobioMecanismo Anaerobio--AlácticoAlácticoIndicadores de fatiga muscularIndicadores de fatiga muscular..

•Disminución de la actividad de la PFK y CK.

•Disminución brusca de PC.

2

8

2

4

2

0.050

1

2

3

4

5

6

7

8

[ ATP-CP](mg %)

REPOSO EJ.MOD EJ.INT.

SITUACION

ATPCP

CONTENIDO DE ATP Y CP EN EL CONTENIDO DE ATP Y CP EN EL CUADRICEPS HUMANOCUADRICEPS HUMANO

mgmg por 100 g de músculo (peso seco)por 100 g de músculo (peso seco)

Mecanismo AnaerobioMecanismo Anaerobio--Láctico Láctico Potencia y capacidadPotencia y capacidad glucolíticaglucolítica

AdaptacionesAdaptaciones en la fibra muscularen la fibra muscular

nn Incremento en los depósitos de glucógeno.Incremento en los depósitos de glucógeno.nn Aumento de la concentración y actividad de Aumento de la concentración y actividad de

las enzimaslas enzimas glucolíticasglucolíticas. (PFK aumenta del . (PFK aumenta del 50% al 80%, lactato50% al 80%, lactato deshidrogenasadeshidrogenasa))

nn Aumento del efecto tampón ante las altas Aumento del efecto tampón ante las altas producciones de ácido láctico (12producciones de ácido láctico (12--50%)50%). . Curva de lactacidemia.Curva de lactacidemia.

AdaptacionesAdaptaciones en la fibra muscularen la fibra muscular

nn Aumento del transportador de lactato en el Aumento del transportador de lactato en el sarcolema sarcolema

nn AdaptaciónAdaptación enzimáticaenzimática en el citoplasmaen el citoplasmann Mayor utilización del lactato por parte de las Mayor utilización del lactato por parte de las

fibras inactivasfibras inactivasnn Incremento en el porcentaje de fibras (FT) de Incremento en el porcentaje de fibras (FT) de

contracción rápidacontracción rápidann Hipertrofia selectiva de las fibras de Hipertrofia selectiva de las fibras de

contracción rápidacontracción rápida--glucolíticasglucolíticas..

nn Intensidades bajas (aprox. 60% delIntensidades bajas (aprox. 60% del VOVO2máx2máx) ) implican un pequeño aumento de lactato.implican un pequeño aumento de lactato.

nn Intensidades medias (aprox. 75% delIntensidades medias (aprox. 75% del VOVO2máx2máx) ) implican un mayor aumento de lactato.implican un mayor aumento de lactato.

nn Intensidades altas (>90% delIntensidades altas (>90% del VOVO2máx2máx) ) implican un aumento de lactato hasta el final implican un aumento de lactato hasta el final del esfuerzodel esfuerzo

Adaptaciones en la fibra muscularVariaciones en la producción de lactato

AdaptacionesAdaptaciones en la fibra muscularen la fibra muscularVariaciones en la producción de lactatoVariaciones en la producción de lactato

Concentraciones de lactatoConcentraciones de lactato

3232mmolmmol//KgKg

4040mmolmmol//kgkg

Lactato Lactato máximomáximo

11mmolmmol//KgKg

11mmolmmol//KgKg

Lactato Lactato reposoreposo

SangreSangreMúsculoMúsculo

ShephardShephard (1985)(1985)

nn Disminución de las reservas de Disminución de las reservas de glucógeno muscularglucógeno muscular

nn Aumento en la concentración deAumento en la concentración deionesiones (H(H++), (H), (H33POPO44 y ácido láctico), y ácido láctico), disminución deldisminución del pHpH, aumento , aumento acidosis intracelularacidosis intracelular

nn Disminución de las concentraciones Disminución de las concentraciones de Cade Ca2+2+ intracelular.intracelular.

Mecanismo Anaerobio-LácticoIndicadores de fatiga muscular.Mecanismo AnaerobioMecanismo Anaerobio--LácticoLácticoIndicadores de fatiga muscular.Indicadores de fatiga muscular.

nn Alteraciones en electrolitos y agua (KAlteraciones en electrolitos y agua (K++

disminuido ydisminuido y NaNa++ incrementado) afectan incrementado) afectan el potencial de membrana y disminuyen lael potencial de membrana y disminuyen laexitabilidadexitabilidad del sarcolema.del sarcolema.

nnModificaciones en la transmisión de la Modificaciones en la transmisión de la señal desde losseñal desde los túbulostúbulos T al retículoT al retículosarcoplasmáticosarcoplasmático..

Mecanismo Anaerobio-LácticoIndicadores de fatiga muscular.Mecanismo AnaerobioMecanismo Anaerobio--LácticoLácticoIndicadores de fatiga muscular.Indicadores de fatiga muscular.

nn Incremento en los depósitos de glucógenoIncremento en los depósitos de glucógeno y y triglicéridos.triglicéridos.

nn Incremento de mioglobina.(80%)Incremento de mioglobina.(80%)nn Aumento de la capilarización.(10Aumento de la capilarización.(10--15%)15%)nn Aumento de la capacidad oxidativa.Aumento de la capacidad oxidativa.nn Incremento en el número (15%), tamaño Incremento en el número (15%), tamaño

(30%) y área de superficie de las (30%) y área de superficie de las mitocondrias.mitocondrias.

Mecanismo AerobioPotencia y capacidad aerobia

Adaptaciones en la fibra muscular

Mecanismo AerobioMecanismo AerobioPotencia y capacidad Potencia y capacidad aerobiaaerobia

Adaptaciones en la fibra muscularAdaptaciones en la fibra muscular

nn Enzimas como la SDH (succinato Enzimas como la SDH (succinato deshidrogenasa), la CS (citrato sintetasa), deshidrogenasa), la CS (citrato sintetasa), la HK (hexoquinasa), la MDH (malato la HK (hexoquinasa), la MDH (malato deshidrogenasa) y la carnitindeshidrogenasa) y la carnitin--transferasa transferasa aumentan su actividad catalaumentan su actividad catalíítica.tica.

nn Aumento de la tasa de liberaciAumento de la tasa de liberacióón de n de áácidos cidos grasos en el tejido adiposo.grasos en el tejido adiposo.

nn DisminuciDisminucióón de las producciones de n de las producciones de áácido cido llááctico.ctico.

Adaptaciones en la fibra muscular. Cont.AdaptacionesAdaptaciones en la fibra muscularen la fibra muscular. Cont.. Cont.

nn Cambios en los subtipos de fibra sin Cambios en los subtipos de fibra sin cambios en los procentajes.cambios en los procentajes.

nnHipertrofia de las fibras lentas.Hipertrofia de las fibras lentas.nnMejor capacidad buffer.Mejor capacidad buffer.nn Disminución del catabolismo de los Disminución del catabolismo de los

aminoácidos. (disminuye NHaminoácidos. (disminuye NH44 y urea).y urea).nn Aumenta el uso de lípidos como Aumenta el uso de lípidos como

combustible. (ahorro de glucosa y a.a)combustible. (ahorro de glucosa y a.a)

Adaptaciones en la fibra muscular. Cont.AdaptacionesAdaptaciones en la fibra muscularen la fibra muscular. Cont.. Cont.

nn Disminución en las reservas de glucógeno y Disminución en las reservas de glucógeno y triglicéridos.triglicéridos.

nn Disminución de la velocidad de conducción del Disminución de la velocidad de conducción del potencial de acción sobre la superficie de la potencial de acción sobre la superficie de la fibra.fibra.

nn Modificación de la transmisión de la señal Modificación de la transmisión de la señal desde los túbulos T al retículo desde los túbulos T al retículo sarcoplasmático.sarcoplasmático.

Mecanismo AerobioIndicadores de fatiga muscular.

Mecanismo Mecanismo AAerobioerobioIndicadores de fatiga muscular.Indicadores de fatiga muscular.

nn Reducción de la liberación del Calcio Reducción de la liberación del Calcio intracelular durante la actividad.intracelular durante la actividad.

nn Reducción de la sensibilidad al Calcio en Reducción de la sensibilidad al Calcio en los miofilamentos (Calos miofilamentos (Ca2+2+/Troponina)./Troponina).

nn Reducción de la tensión producida por Reducción de la tensión producida por los puentes de actina y miosina.los puentes de actina y miosina.

Mecanismo AerobioIndicadores de fatiga muscular.

Mecanismo Mecanismo AAerobioerobioIndicadores de fatiga muscular.Indicadores de fatiga muscular.

DensidadDensidadmitocondrialmitocondrial

No mitocondrias / No mitocondrias / áreaárea

Grosor de las fibrasGrosor de las fibras

MasaMasa muscmusc. . Relativa(%pesoRelativa(%pesocorpcorp))

Índices Índices

----35355555

----30306060

30302424----

3939323299

FuerFuer

za za VelociVeloci

dad dad ResisteResiste

ncia ncia

Cambios bioquímicos y microestructurales en la fibra muscular de acuerdo al tipo de ejercicio (% a partir del valor inicial).

GlucógenoGlucógeno

FosfocreatinaFosfocreatina

Contenido de Contenido de proteínasproteínas

nnMiofibrillasMiofibrillas

nnSarcoplasmaSarcoplasma

nnMiosinaMiosina

Índices Índices

383870708080

252558581212

6868

3030

5959

6363

5757

1818

77

2323

----

FuerFuer

za za VelociVeloci

dad dad ResisteResiste

ncia ncia

5555181833ATPATP--asa miosinaasa miosina

----100100230230Enzimas oxidativasEnzimas oxidativas

282856561010Velocidad glucólisisVelocidad glucólisis

Enzimas glucolíticasEnzimas glucolíticas

Enzimas fosforilasasEnzimas fosforilasas

Absorción CaAbsorción Ca2+2+

Índices Índices

----303099

202040402323

2525151500

FuerFuer

za za VelociVeloci

dad dad ResisteResiste

ncia ncia

Fuente Menshikov y Volkov (1990)

BajaBajaAltaAltaDensidad capilarDensidad capilarBajaBajaAltaAltaContenido mioglobinaContenido mioglobinaAltaAltaBajaBajaActiv. Enzimas glucogActiv. Enzimas glucogBajaBajaAltaAltaActiv. Enzimas Activ. Enzimas

mitocondmitocond

AltaAltaBajaBajaActiv. ATPActiv. ATP--asa asa miofibrilarmiofibrilar

Fibras Fibras rápidasrápidas

Fibras Fibras lentaslentas

PropiedadPropiedad

Resumen de las características de la Resumen de las características de la fibra muscularfibra muscular

BajaBajaAltaAltaResistencia a fatigaResistencia a fatigaAltaAltaBajaBajaVelocidad contracciónVelocidad contracción

Fibras Fibras rápidasrápidas

Fibras Fibras lentaslentas

PropiedadPropiedad

Resumen de las características de la Resumen de las características de la fibra muscular. Cont.fibra muscular. Cont.

Cambios bioquímicos en sangre.Cambios bioquímicos en sangre.nn Incremento absoluto del volumen sanguíneo Incremento absoluto del volumen sanguíneo

plasmático y de la Hb.plasmático y de la Hb.nn Aumento del volumen individual y la Aumento del volumen individual y la

cantidad total de eritrocitos.cantidad total de eritrocitos.nn Disminución de FeDisminución de Fe2+2+ (59(59--158mg/100ml H y 37158mg/100ml H y 37--

145mg/100ml M), transferrina y 145mg/100ml M), transferrina y ferritina.(fatiga)ferritina.(fatiga)

nn Disminución de la función leucocitaria con Disminución de la función leucocitaria con aumento de células NK.aumento de células NK.

nn Aumento de las concentraciones de Aumento de las concentraciones de amonamonííaco basal. (indicador de aco basal. (indicador de duraciduracióón, fatiga).n, fatiga).

nn Variaciones en los niveles de Variaciones en los niveles de áácido cido llááctico: los niveles normales de 60ctico: los niveles normales de 60--160 mg/100ml var160 mg/100ml varíían an considerablemente hasta 250 considerablemente hasta 250 mg/100ml. (indicador de intensidad).mg/100ml. (indicador de intensidad).

Cambios bioquímicos en sangre. Cont.

Cambios bioquímicos en sangre. Cambios bioquímicos en sangre. Cont.Cont.

nnLas reservas alcalinas tienden a Las reservas alcalinas tienden a disminuir hasta un 50% durante los disminuir hasta un 50% durante los trabajos intensos y hasta un 12% en trabajos intensos y hasta un 12% en los trabajos de mediana intensidadlos trabajos de mediana intensidad..nnAumento de urea por enzima de los Aumento de urea por enzima de los

niveles basales. (8niveles basales. (8--10 mmol/L) 10 mmol/L) (indicador de catabolismo proteico y (indicador de catabolismo proteico y volumen de carga). volumen de carga).

Cambios bioquímicos en sangre. Cont.

Cambios bioquímicos en sangre. Cambios bioquímicos en sangre. Cont.Cont.

nnAumento notable de CK. Normal (80 Aumento notable de CK. Normal (80 U/L). Incremento lógico hasta U/L). Incremento lógico hasta 200U/L(10200U/L(10--20%), valores de 300U/L 20%), valores de 300U/L (20(20--25%) indican anomalías en 25%) indican anomalías en permebilidad celular. (Indicador de permebilidad celular. (Indicador de intensidad, sobreentrenamiento, intensidad, sobreentrenamiento, fatiga).fatiga).

Cambios enzimáticos en sangre. Cont.

Cambios enzimáticos en sangre. Cambios enzimáticos en sangre. Cont.Cont.

nnTransaminasasTransaminasas (GOT y GTP ). (GOT y GTP ). AAcontecen aumentos de un 72% contecen aumentos de un 72% para GOT y un 42% para la GTP para GOT y un 42% para la GTP despudespuéés del ejercicio intenso de s del ejercicio intenso de duraciduracióón breve retornando a los n breve retornando a los niveles normales a las 12niveles normales a las 12--16 hrs 16 hrs postejercicio.postejercicio.

Cambios enzimáticos en sangre. Cont.

Cambios enzimáticos en sangre. Cambios enzimáticos en sangre. Cont.Cont.

nn Disminución índice testosterona/ cortisol, Disminución índice testosterona/ cortisol, indicador intensidad incluso indicador intensidad incluso sobreentrenamiento.(dism 30% normal)sobreentrenamiento.(dism 30% normal)

nn Índice N/A (valor normal >3) indicador Índice N/A (valor normal >3) indicador respuesta psíquica/trabajo físico respuesta psíquica/trabajo físico (sobreentrenamiento) N/A<< indica (sobreentrenamiento) N/A<< indica nerviosismo.nerviosismo.

Cambios hormonales en sangre. Cont.

Cambios hormonales en sangre. Cambios hormonales en sangre. Cont.Cont.

nn Durante entrenamientos de resistencia a Durante entrenamientos de resistencia a diferentes intensidades N/A varía poco.diferentes intensidades N/A varía poco.

nn Durante entrenamientos >30 min aum Durante entrenamientos >30 min aum N/A.N/A.

nn Poco tiempo recuperativo entre sesiones Poco tiempo recuperativo entre sesiones disminuye N/A (sobreentrenamiento)disminuye N/A (sobreentrenamiento)

Cambios hormonales en sangre. Cont.

Cambios hormonales en sangre. Cambios hormonales en sangre. Cont.Cont.

nnAumento de K, niveles normales 3.5Aumento de K, niveles normales 3.5--5.5 mmol/L, límite inferior en 5.5 mmol/L, límite inferior en deportistas 4.0 mmol/L.(indicador deportistas 4.0 mmol/L.(indicador sensibilidad célula muscular, fatiga)sensibilidad célula muscular, fatiga)

nnDisminución de Zn, Co, Al, Se,Cu Disminución de Zn, Co, Al, Se,Cu (fatiga)(fatiga)

Otros cambios en sangre. Cont.Otros cambios en sangre. Cont.Otros cambios en sangre. Cont.

Cambios bioquímicos en orina.Cambios bioquímicos en orina.

nn Hematuria (depende intensidad del ejercicio Hematuria (depende intensidad del ejercicio 1010--25%)25%)

nn Mioglobinuria (24Mioglobinuria (24--48 h) (indicador ruptura 48 h) (indicador ruptura de fibras) Entrenmientos intensos.de fibras) Entrenmientos intensos.

nn Hemoglobinuria (1Hemoglobinuria (1--3 h) (indicador duración)3 h) (indicador duración)nn Proteinuria (30Proteinuria (30--50 %) (indicador intensidad)50 %) (indicador intensidad)

nn Balance negativo de N (indicador fatiga)Balance negativo de N (indicador fatiga)

< 300< 300 mgmg/24 h/24 hCalcioCalcio

0,5 g/24 h0,5 g/24 hAmonAmonííacoaco

55--2020 mgmg/24 h/24 hAldosteronaAldosterona

< 150< 150 mgmg/24 h/24 hAlbAlbúúminamina

0,80,8--7,57,5 mgmg/24 h/24 hAdrenalinaAdrenalina

0,50,5--1 g/24 h1 g/24 hÁÁcido cido úúricorico

Composición química de la orinaComposición química de la orina

negativonegativoCuerposCuerpos cetcetóónicosnicos

2020--25 g/24 h25 g/24 hUreaUrea

2525--100100 mEqmEq/24 h/24 hPotasioPotasio

negativanegativaGlucosaGlucosa

11--1,6 g/24 h1,6 g/24 hCreatininaCreatinina

< 100 mg/24 h< 100 mg/24 hCreatinaCreatina mujermujer

2020--100100 mgmg/24 h/24 hCortisolCortisol

Composición química de la orinaComposición química de la orina

BIOQUÍMICA DEL EJERCICIO

CONFERENCIA

Las Las Enzimas Enzimas como como catalizadores biológicoscatalizadores biológicos

SUMARIO: Particularidades estructurales y funcionales de las Enzimas.

nnDefiniciDefinicióón y clasificacin y clasificacióón.n.

nnCaracterCaracteríísticas sticas estructurales y funcionales.estructurales y funcionales.

OBJETIVOOBJETIVO. Caracterizar las Enzimascomo compuestos reguladores de los procesos metabólicos del organismo.nn Determinar los rasgos esenciales de las Determinar los rasgos esenciales de las

EnzimasEnzimas..nn Analizar las caracterAnalizar las caracteríísticas estructurales de sticas estructurales de

las las EnzimasEnzimas..nn Comparar las Comparar las Enzimas Enzimas con las restantes con las restantes

biomolbiomolééculas estudiadas.culas estudiadas.nn Relacionar las particularidades estructurales Relacionar las particularidades estructurales

y funcionales de las y funcionales de las EnzimasEnzimas con las restantes con las restantes biomolbiomolééculas estudiadas.culas estudiadas.

CATALIZADORCATALIZADOR

nn Compuesto químico.Compuesto químico.nn Naturaleza inorgánica u orgánica.Naturaleza inorgánica u orgánica.nn Aumenta o disminuye la velocidad de una Aumenta o disminuye la velocidad de una

reacción química.reacción química.nn No forma parte de los productos de la No forma parte de los productos de la

reacción, es decir, no se transforma reacción, es decir, no se transforma químicamente.químicamente.

REACCIÓN QUÍMICA

sustrato

producto

REACCIÓN QUÍMICA CATALIZADA

ENZIMASENZIMAS

Relación estructura-función

Especificidad sustrato

Especificidad de acción

Proteínas especilizadas

Catalizadores biológicos

Catalizan reacciones químicas a nivel celular

ENZIMAS

PROTEÍNAS ÁCIDOS NUCLEICOS

CARBOHIDRATOSLÍPIDOS

BB

II

OO

MM

OO

LL

ÉÉ

CC

UU

LL

AA

SS

¿¿¿Qué relación existe entre las enzimas, ¿¿¿Qué relación existe entre las enzimas, los carbohidratos y los lípidos???los carbohidratos y los lípidos???

RELACIÓN ESTRUCTURALRELACIÓN ESTRUCTURAL

ENZIMASENZIMAS

SIMPLES CONJUGADAS

Componente proteico y

no proteico

Componente proteico

PARTES DEL SISTEMA ENZIMÁTICO

Apoenzima + Cofactor = HoloenzimaEnzima inactiva Intermediario Complejo

en la fase catalítica enzima-cofactor

ACTIVA

COFACTORES

INORGÁNICOS ORGÁNICOS

COENZIMAS

GRUPOS PROSTÉTICOS

Iones alcalinos o alcalino-térreos

COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO

Sustrato

Enzima

Sitio o centro activo Producto

ACTIVIDAD CATALÍTICAACTIVIDAD CATALÍTICA

Enzima Enzima

LLAVELLAVE--CERRADURACERRADURA

RELACIÓN ESTRUCTURA-FUNCIÓN

Enzima Proteína

Lugar donde ocurre la catálisis enzimática

Ø La enzima al unirse a la molécula de sustrato, a través del centro activo, debilita los enlaces de la molécula, permite el desplazamiento de los electrones y acelera la formación de los productos, con la consiguiente transferencia de ENERGENERGÍÍAA.

CONCLUSIÓN IMPORTANTE

ACTIVIDAD CATALÍTICAACTIVIDAD CATALÍTICA

ENZIMAS

PROTEÍNAS ÁCIDOS NUCLEICOS

CARBOHIDRATOSLÍPIDOS

BB

II

OO

MM

OO

LL

ÉÉ

CC

UU

LL

AA

SSENERGÍAENERGÍA

¿¿¿Qué relación existe entre las enzimas, ¿¿¿Qué relación existe entre las enzimas, los carbohidratos y los lípidos???los carbohidratos y los lípidos???

ENZIMAS

CLASIFICACIÓN

Oxido-reductasas Transferasas

Hidrolosas

Liasas

Isomerasas

Ligasas

ENZIMAS IMPORTANTES PARA LA ENZIMAS IMPORTANTES PARA LA ACTIVIDAD FÍSICAACTIVIDAD FÍSICA

nn CreatinCreatin--fosfoquinasa fosfoquinasa

nn Miosina ATPMiosina ATP--asaasann HexoquinasaHexoquinasa

nn Lactato Lactato deshidrogenasadeshidrogenasa

nn Succinato Succinato deshidrogenasadeshidrogenasa

nn Acil CoA Acil CoA tranferasatranferasa

nn Amilasa salivalAmilasa salival

nn LipasaLipasann ProteasaProteasa

ASPECTOS A ESTUDIAR

nn Especificidad de las Especificidad de las Enzimas.Enzimas.

nn Efecto del pHsobre las Efecto del pHsobre las Enzimas.Enzimas.

nn Efecto de la temperatura sobre la Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimáticaactividad enzimática..

BIOQUÍMICATEMA: BIOMOLÉCULAS

PARTICULARIDADES PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES Y ESTRUCTURALES Y

FUNCIONALES DE LAS FUNCIONALES DE LAS HORMONAS.HORMONAS.

CONCEPTO GENERAL DE HORMONAS.

nn El tEl téérmino "hormona" agrupa un conjunto de rmino "hormona" agrupa un conjunto de sustancias que poseen actividad reguladora sobre sustancias que poseen actividad reguladora sobre el metabolismoel metabolismo..

nn En la mEn la méédula del concepto de hormona se dula del concepto de hormona se encuentra la acciencuentra la accióónn a distancia, esto es la nocia distancia, esto es la nocióón n de que las hormonas son sustancias que de que las hormonas son sustancias que producidas en determinada regiproducidas en determinada regióón del organismo n del organismo son segregadas hacia el torrente sanguson segregadas hacia el torrente sanguííneo, por el neo, por el cual son transportadas y que ejercen su accicual son transportadas y que ejercen su accióón en n en óórganos o tejidos mrganos o tejidos máás o menos alejados del sitis o menos alejados del sitioode su sde su sííntesis.. ntesis..

nn LLas hormonas son los productos de las glas hormonas son los productos de las gláándulas ndulas endocrinas o de secreciendocrinas o de secrecióón interna. Este tipo de n interna. Este tipo de glgláándulas caracterizadas por segregar sus ndulas caracterizadas por segregar sus productos hacia el interior, es decir hacproductos hacia el interior, es decir haciia la a la sangre, constituye un grupo de estructuras sangre, constituye un grupo de estructuras anatanatóómicas definidas, tales como la hipmicas definidas, tales como la hipóófisis y el fisis y el tiroides. tiroides.

nn DespuDespuéés de segregadas las hormonas y s de segregadas las hormonas y distribuidas a travdistribuidas a travéés de la sangre hacia todas las s de la sangre hacia todas las ccéélulas del organismo, estas actlulas del organismo, estas actúúan solo sobre an solo sobre determinadas cdeterminadas céélulas, las clulas, las céélulas diana, las cuales lulas diana, las cuales poseen mecanismos de reconocimiento o poseen mecanismos de reconocimiento o receptores para el tipo de hormona en cuestireceptores para el tipo de hormona en cuestióón.n.

nn LLa denominacia denominacióón de "hormonas locales" n de "hormonas locales" es es para para algunos compuestos que ejercen su accialgunos compuestos que ejercen su accióón en un n en un entorno reducido, mientras que en ciertos casos el entorno reducido, mientras que en ciertos casos el producto hormonal se origina en cproducto hormonal se origina en céélulas que no se lulas que no se agrupan en estructuras glandulares definidas. agrupan en estructuras glandulares definidas.

nn Se denomina endocrinologSe denomina endocrinologíía al estudio integral de a al estudio integral de las hormonas, lo cual incluye tanto los aspectos las hormonas, lo cual incluye tanto los aspectos anatanatóómicos e histolmicos e histolóógicos de las glgicos de las gláándulas ndulas endocrinas como los aspectos bioquendocrinas como los aspectos bioquíímicos y micos y fisiolfisiolóógicos y tambigicos y tambiéén la patologn la patologíía y terapa y terapééutica de utica de las enfermedades relacionadas con las hormonas. las enfermedades relacionadas con las hormonas.

nn Al conjunto de Al conjunto de óórganos y crganos y céélulas productoras de lulas productoras de hormonas se le denomina sistema endocrino. Este hormonas se le denomina sistema endocrino. Este sistema posee una clara organizacisistema posee una clara organizacióón jern jeráárquica.rquica.

nn La mayor parte de las glLa mayor parte de las gláándulas endocrinas se ndulas endocrinas se encuentran bajo el control de una de ellas, la encuentran bajo el control de una de ellas, la hiphipóófisis anterior la cual controla su fisis anterior la cual controla su funcionamiento. A su vez la actividad endocrina funcionamiento. A su vez la actividad endocrina de la hipde la hipóófisis anterior estfisis anterior estáá supeditada a la accisupeditada a la accióón n de sustancias producidas en el hipotde sustancias producidas en el hipotáálamo, porcilamo, porcióón n del encdel encééfalo con estrechas relaciones anatfalo con estrechas relaciones anatóómicas y micas y vasculares con la hipvasculares con la hipóófisis anterior. De esta forma fisis anterior. De esta forma quedan vinculados dos sistemas encargados de la quedan vinculados dos sistemas encargados de la regulaciregulacióón y armonizacin y armonizacióón den de las funcioneslas funciones deldelorganismoorganismo: el: el sistema nerviososistema nervioso y ely el sistema sistema endocrinoendocrino. .

CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS.

HORMONAS PEPTÍDICAS Y PROTEICAS.

11-- HormonasHormonas neurohipofisiariasneurohipofisiarias::Hormona antidiurética (ADH) o vasopresina.Hormona antidiurética (ADH) o vasopresina.OxitocinaOxitocina..PéptidosPéptidos producidos por neuronasproducidos por neuronashipotalámicashipotalámicas y almacenados en la hipófisisy almacenados en la hipófisisposterior oposterior o neurohipófisisneurohipófisis. .

HORMONAS PEPTÍDICAS Y PROTEICAS.

22-- HormonasHormonas adenohipofisiariasadenohipofisiarias::AdenocorticotropinaAdenocorticotropina (ACTH).(ACTH).

αα--MSH y MSH y ββ--MSH, MSH, ββ--lipotropinalipotropina..GlucoproteínasGlucoproteínas::TiroestimulanteTiroestimulante (TSH).(TSH).FoliculoestimulanteFoliculoestimulante (FSH)(FSH)LuteotropaLuteotropa (LH).(LH).Hormona del crecimiento (GH).Hormona del crecimiento (GH).

HORMONAS PEPTÍDICAS Y PROTEICAS.

33-- GrandesGrandes péptidospéptidos nono hipofisiarioshipofisiarios..Hormonas pancreáticas: insulina yHormonas pancreáticas: insulina y glucagónglucagón..ParathormonaParathormona (PTH)(PTH)CalcitoninaCalcitonina..

HORMONAS DERIVADAS DEL AMINOÁCIDO TIROSINA.Hormonas tiroideas:tiroxina (T4) yHormonas tiroideas:tiroxina (T4) y

triyodotironinatriyodotironina (T3).(T3).CatecolaminasCatecolaminas: adrenalina y noradrenalina.: adrenalina y noradrenalina.Estas hormonas son producidas en la tiroides Estas hormonas son producidas en la tiroides

y la médula suprarrenal.y la médula suprarrenal.

HORMONAS LIPÍDICAS.HormonasHormonas esteroideasesteroideas: (derivadas del : (derivadas del colesterol y producidas en la corteza colesterol y producidas en la corteza suprarrenal):suprarrenal):

GlucocorticoidesGlucocorticoides yy mineralocorticoidesmineralocorticoides((corticosteroidescorticosteroides).).

Estrógenos y progesterona.Estrógenos y progesterona.Testosterona.Testosterona.AldosteronaAldosterona yy cortisolcortisol..Hormonas derivadas de ácidos grasos:Hormonas derivadas de ácidos grasos:Prostaglandinas.Prostaglandinas.

MECANISMO DE ACCIÓN HORMONAL

Las hormonas cuando son segregadas al Las hormonas cuando son segregadas al torrente sanguíneo se distribuyen por todo torrente sanguíneo se distribuyen por todo el organismo, pero solo ejercen influencia el organismo, pero solo ejercen influencia sobre aquellas células que tengan un sobre aquellas células que tengan un mecanismo de reconocimiento para dichas mecanismo de reconocimiento para dichas hormonas, es decir, cada célula posee un hormonas, es decir, cada célula posee un receptor hormonal que permite que la receptor hormonal que permite que la hormona realice su función determinada. hormona realice su función determinada. Estas células que sobre las cuales actúan las Estas células que sobre las cuales actúan las hormonas se denominan hormonas se denominan células dianas u células dianas u objetivo.objetivo.

EFECTOS PRODUCIDOS EFECTOS PRODUCIDOS POR LAS HORMONAS . POR LAS HORMONAS . CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN HORMONAL SEGÚN SU HORMONAL SEGÚN SU MECANISMO DE ACCIÓNMECANISMO DE ACCIÓN

nn HORMONAS QUE ACTÚAN SOBRE LA HORMONAS QUE ACTÚAN SOBRE LA MEMBRANA: MEMBRANA: no llegan a penetrar en la no llegan a penetrar en la célula y se unen a receptores específicos célula y se unen a receptores específicos que existen en las membranas celulares.que existen en las membranas celulares.

nn Modificar la permeabilidad de la membrana Modificar la permeabilidad de la membrana celular, facilitando la entrada de sustancias celular, facilitando la entrada de sustancias para su utilización como precursorespara su utilización como precursoresbiosintéticosbiosintéticos o como compuestos o como compuestos energéticos.energéticos.

nn Activar enzimas de membrana, que actúan Activar enzimas de membrana, que actúan en varias reacciones metabólicas.en varias reacciones metabólicas.

nn HORMONAS QUE ACTÚAN EN LAS HORMONAS QUE ACTÚAN EN LAS CÉLULAS:CÉLULAS: las hormonas de naturalezalas hormonas de naturalezalipídicalipídica y las tiroideas después de atravesar y las tiroideas después de atravesar la membrana celular, se ligan a receptores la membrana celular, se ligan a receptores específicosespecíficos intracitoplasmáticosintracitoplasmáticos..

nn ActivaActivar r el mecanismo de acciel mecanismo de accióón de los n de los áácidos nucleicos en el citoplasma celular (la cidos nucleicos en el citoplasma celular (la biosbiosííntesis de protentesis de proteíínas).nas).

FUNCIONES DE DETERMINADAS HORMONAS EN EL ORGANISMO CUANDO SE REALIZA UNA ACTIVIDAD DEPORTIVA.

VARIAS HORMONAS VARIAS HORMONAS TRABAJAN PARA ASEGURAR TRABAJAN PARA ASEGURAR LA DISPONIBILIDAD DE LA DISPONIBILIDAD DE GLUCOSA Y DE GLUCOSA Y DE ÁÁCIDOS CIDOS GRASOS LIBRES, PARA EL GRASOS LIBRES, PARA EL METABOLISMO ENERGMETABOLISMO ENERGÉÉTICO TICO MUSCULARMUSCULAR..

REGULACIREGULACIÓÓN DEL METABOLISMO DE LA N DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSAGLUCOSA Y LOS LY LOS LÍÍPIDOS PIDOS DURANTE EL DURANTE EL EJERCICIO.EJERCICIO.Existen Existen variasvarias hormonas que trabajan para hormonas que trabajan para incrementar la cantidad de glucosaincrementar la cantidad de glucosa y los y los áácidos grasos librescidos grasos libres en sangre:en sangre:

vv GlucagGlucagóónnvv AdrenalinaAdrenalinavv NoradrenalinaNoradrenalinavv CortisolCortisol y la GH.y la GH.

La acciLa accióón combinada de en combinada de estas stas hormonas intensifica la hormonas intensifica la glucogenglucogenóólisislisis y y la la gluconeoggluconeogéénesisnesis,incrementando as,incrementando asííla cantidad de glucosa disponible para la cantidad de glucosa disponible para su uso como fuente de combustiblesu uso como fuente de combustible, , inhibiendo ademinhibiendo ademáás la insulina pues s la insulina pues el el ejercicio en sejercicio en síí facilita las entradas de facilita las entradas de glucosa en la cglucosa en la céélulalula por lopor lo ququee sesenecesita menos de esta hormona en necesita menos de esta hormona en ejercicio que cuando se estejercicio que cuando se estáá en reposo.en reposo.

Cuando las reservas de hidratos de Cuando las reservas de hidratos de carbono scarbono soon bajas, el cuerpo se vuelve n bajas, el cuerpo se vuelve mmáás hacia la oxidacis hacia la oxidacióón de las grasas n de las grasas para la obtencipara la obtencióón de energn de energíía, y este a, y este proceso es facilitado por el cortisol, la proceso es facilitado por el cortisol, la adrenalina, la noradrenalina y la adrenalina, la noradrenalina y la hormona del crecimiento.hormona del crecimiento.

CORTIZOL: acelera la lipCORTIZOL: acelera la lipóólisis, lisis, liberando los liberando los áácidos grasos en la cidos grasos en la sangre de modo que pueden ser sangre de modo que pueden ser tomados por las ctomados por las céélulas y usados para lulas y usados para la produccila produccióón den de energenergíía. a. Los niveles Los niveles de cortisol llegan a un punto mde cortisol llegan a un punto mááximo y ximo y despudespuéés disminuyen a un nivel normal s disminuyen a un nivel normal durante la realizacidurante la realizacióón de un esfuerzo n de un esfuerzo ffíísico prolongado, aqusico prolongado, aquíí es donde entran es donde entran a jugar su papel las catecolaminas y la a jugar su papel las catecolaminas y la GH en las funciones de control.GH en las funciones de control.

OTRAS HORMONAS COMO LA OTRAS HORMONAS COMO LA ALDOSTERONA Y LA HORMONA ALDOSTERONA Y LA HORMONA ANTIDIURÉTICA (ADH) ANTIDIURÉTICA (ADH) GARANTIZAN EL EQUILIBRIO DE GARANTIZAN EL EQUILIBRIO DE LAS CANTIDADES DE LOS LAS CANTIDADES DE LOS FLUIDOS CORPORALES FLUIDOS CORPORALES DURANTE EL EJERCICIODURANTE EL EJERCICIO..

La mayor actividad muscular La mayor actividad muscular incrementa la tensiincrementa la tensióón arterial, y a su n arterial, y a su vez retira agua de la sangre. Durante el vez retira agua de la sangre. Durante el ejercicio aumenta la sudoraciejercicio aumenta la sudoracióón.n.

Los Los mmúúsculos comienzan a ganar agua sculos comienzan a ganar agua a expensas del volumen del plasma.a expensas del volumen del plasma.

Correr al 70% del consumo de oxCorrer al 70% del consumo de oxíígeno mgeno mááx. x. (VO(VO22mmááx.) produce una reduccix.) produce una reduccióón en el n en el volumen del plasma del 5 al 10 %. El volumen del plasma del 5 al 10 %. El volumen reducido del plasma disminuye volumen reducido del plasma disminuye nuestra tensinuestra tensióón arterial y la intensidad del n arterial y la intensidad del flujo de sangre a la piel y los mflujo de sangre a la piel y los múúsculos. La sculos. La influencia de la aldosterona y la ADH puede influencia de la aldosterona y la ADH puede persistir entre 12 y 48 horas despupersistir entre 12 y 48 horas despuéés, s, reduciendo la produccireduciendo la produccióón de orina durante la n de orina durante la realizacirealizacióón de un ejercicio prolongado. n de un ejercicio prolongado.

CONCLUSIONES.

¿¿QuQuéé son las hormonasson las hormonas??

¿¿CuCuáántos tipos de hormonas existen?ntos tipos de hormonas existen?

¿¿Sobre quSobre quéé ccéélulas actlulas actúúan y de quan y de quéé forma forma ??

¿¿CCúúalesales son las hormonas que actson las hormonas que actúúan sobre los an sobre los niveles de glucosa durante la actividad fniveles de glucosa durante la actividad fíísica?sica?

¿¿CuCuááles son las que regulan el equilibrio de los les son las que regulan el equilibrio de los llííquidos corporales durante actividad fquidos corporales durante actividad fíísica? sica?

Ing. Maryuli Barceló Fernández 127

““El rendimiento deportivo no se El rendimiento deportivo no se construye solamente con construye solamente con entrenamiento, se estructura tambientrenamiento, se estructura tambiéén a n a partir de una correcta nutricipartir de una correcta nutricióón, por lo n, por lo que no puede descuidarse este que no puede descuidarse este

aspectoaspecto””..

BIOQUÍMICA DEL BIOQUÍMICA DEL EJERCICIOEJERCICIO

TEMA #2. TEMA #2.

Nutrición del DeportistaNutrición del Deportista

CONFERENCIACONFERENCIAnnTTíítulo. Importancia de la tulo. Importancia de la

nutricinutricióón en el deporte. n en el deporte. nnDefiniciDefinicióón de nutricin de nutricióón. n. nnPropiedades del metabolismo. Propiedades del metabolismo. nnGeneralidades sobre el proceso de Generalidades sobre el proceso de

asimilaciasimilacióón de nutrientes. n de nutrientes. nnNecesidades nutricionales de los Necesidades nutricionales de los

atletas. Los carbohidratos.atletas. Los carbohidratos.

NUTRICIÓNNUTRICIÓN

nnRama de las ciencias de la salud que Rama de las ciencias de la salud que interviene en el tratamiento y la interviene en el tratamiento y la prevenciprevencióón de las enfermedades n de las enfermedades humanas debidas al dhumanas debidas al dééficit, excesos o ficit, excesos o alteraciones del alteraciones del metabolismometabolismo de los de los nutrientes presentes en la dieta. nutrientes presentes en la dieta. (art(artíículo de Internet).culo de Internet).

NUTRICIÓNNUTRICIÓNnn Proceso de Proceso de asimilaciasimilacióónn y y

metabolizacimetabolizacióónn de los alimentos de los alimentos ingeridos o administrados. (ingeridos o administrados. (BioquBioquíímica. mica. Volkov).Volkov).

nn Conjunto de procesos biolConjunto de procesos biolóógicos gicos mediante los cumediante los cuááles el organismo les el organismo obtiene sustancias y energobtiene sustancias y energíía del medio a del medio externo y las incorpora a su interior. externo y las incorpora a su interior. (Texto Biolog(Texto Biologíía 4. Da 4. Déécimo grado).cimo grado).

NUTRICIÓN DEPORTIVANUTRICIÓN DEPORTIVAnn Es la rama que se ocupa de la nutriciEs la rama que se ocupa de la nutricióón de n de

los deportistas, considerando los deportistas, considerando éésta como parte sta como parte esencial del proceso de recuperaciesencial del proceso de recuperacióón, y con el n, y con el objeto de preservar el estado de salud, objeto de preservar el estado de salud, incrementar el rendimiento especincrementar el rendimiento especíífico, fico, permitir el desarrollo de masa muscular y la permitir el desarrollo de masa muscular y la formaciformacióón adecuada de reservas energn adecuada de reservas energééticas ticas (adenosin trifosfato, fosfocreatina, gluc(adenosin trifosfato, fosfocreatina, glucóógeno, geno, triglictriglicééridos, aminoridos, aminoáácidos).cidos).

¿¿Nutriente o alimento?Nutriente o alimento?nn NutrienteNutriente: toda sustancia cuya : toda sustancia cuya

eliminacieliminacióón o supresin o supresióón en la n en la dieta, origina en un tiempo dieta, origina en un tiempo mmáás o menos prolongado, una s o menos prolongado, una enfermedad por carencia.enfermedad por carencia.nn AlimentoAlimento: toda sustancia que : toda sustancia que

incorporada al organismo incorporada al organismo cumple una funcicumple una funcióón de n de nutricinutricióón.n.

METABOLISMOMETABOLISMOnnConjunto de reacciones Conjunto de reacciones

bioquímicas acopladas bioquímicas acopladas enzimáticamente que ocurren en enzimáticamente que ocurren en el interior de la célula en las que el interior de la célula en las que se degradan o sintetizan se degradan o sintetizan sustancias. sustancias.

MetabolismoMetabolismo

Anabolismo:Anabolismo:Reacciones en las que se sintetizan moléculas orgánicas complejas (carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos), a partir de moléculas más sencillas y por la utilización de la energía contenida en los enlaces de compuestos como el ATP.

Catabolismo:Catabolismo:Reacciones en las que las sustancias orgánicas se transforman en moléculas más sencillas, con la formación de moléculas que contienen en sus enlaces la energía química liberada en dichas reacciones químicas. (ATP y otros compuestos).

Reacciones Reacciones

AnabólicasAnabólicas

ReaccionesReacciones

CatabólicasCatabólicas

HOMEOSTASISHOMEOSTASIS

Se mantiene el atleta en un determinado nivel de entrenamiento. No se observan síntomas de fatiga muscular. Estímulos muy espaciados.

Reacciones Reacciones

AnabólicasAnabólicas

ReaccionesReacciones

CatabólicasCatabólicas

HOMEOSTASISHOMEOSTASIS

El atleta demuestra una disminución considerable del rendimiento deportivo. Se manifiestan diferentes síntomas de fatiga muscular generalizada y posiblemente crónica después de determinados microciclos de entrenamiento muy intensos y con poco tiempo de recuperación. A estos efectos se les denomina síndrome de sobreentrenamiento.

Reacciones Reacciones

AnabólicasAnabólicas

ReaccionesReacciones

CatabólicasCatabólicas

Nivel superior de HOMEOSTASISNivel superior de HOMEOSTASIS

El atleta logra un objetivo crucial el incremento de su rendimento deportivo poniéndose de manifiesto el fenómeno de La Supercompensación, el cual se obtiene más rápido a medida que se incremente el rendimiento.

NutriciónNutrición

del del DeportistaDeportista

EntrenamientoEntrenamiento

deportivodeportivo

CargaCarga

DescansoDescanso

EfectosEfectos

PsicológicosPsicológicos

Efectos Efectos FisiológicosFisiológicos

DIGESTIÓNDIGESTIÓNnn Transformación de los alimentos Transformación de los alimentos

ingeridos en sustancias más sencillas, ingeridos en sustancias más sencillas, fáciles de ser absorbidas en el intestino fáciles de ser absorbidas en el intestino delgado y llegar a la sangre para ser delgado y llegar a la sangre para ser transportadas finalmente hasta todas transportadas finalmente hasta todas las células y tejidos.las células y tejidos.

ABSORCIÓNABSORCIÓNnn Es el proceso que se pone de manifiesto en Es el proceso que se pone de manifiesto en

mayor porciento en las vellosidades del mayor porciento en las vellosidades del intestino delgado, donde la disposición intestino delgado, donde la disposición anatómica de las mismas facilita e anatómica de las mismas facilita e incrementa el área de contacto entre los incrementa el área de contacto entre los nutrientes y la sangre encargada de nutrientes y la sangre encargada de trasportarlos hacia los diferentes depósitos trasportarlos hacia los diferentes depósitos del organismodel organismo..

CARBOHIDRATOS CARBOHIDRATOS DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN.DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN.

Los carbohidratos son uno de los nutrimentos Los carbohidratos son uno de los nutrimentos más importantes para el desempeño del atleta y más importantes para el desempeño del atleta y juegan un papel muy importante en el juegan un papel muy importante en el suministro de energía para el cuerpo y el suministro de energía para el cuerpo y el cerebro. El cuerpo no puede suministrar cerebro. El cuerpo no puede suministrar carbohidratos por si mismo, por lo que es carbohidratos por si mismo, por lo que es necesario ingerirlos en los alimentos. El necesario ingerirlos en los alimentos. El entrenar con bajos niveles de carbohidratos entrenar con bajos niveles de carbohidratos provocará fatiga, ya que son el combustible provocará fatiga, ya que son el combustible ideal para el trabajo muscular. ideal para el trabajo muscular.

GlucógenoGlucógenoGlucógenoGlucógeno

PARTIDO FÚTBOL (primer tiempo)PARTIDO FÚTBOL (primer tiempo)

GlucógenoGlucógeno

FATIGAFATIGA

MUSCULARMUSCULAR

PARTIDO FÚTBOL (segundo tiempo)PARTIDO FÚTBOL (segundo tiempo)

GlucógenoGlucógeno

EvaluciEvaluci��n de glucn de gluc��geno muscular antes, durante y despugeno muscular antes, durante y despu��s de un s de un partido de fpartido de f��tbol y la distancia recorrida en un grupo con altos tbol y la distancia recorrida en un grupo con altos

niveles de niveles de glucgluc��geno Vs un grupo de niveles bajos de glucgeno Vs un grupo de niveles bajos de gluc��geno pregeno pre--ejercicioejercicio

Grupo Pre-juego ½ tiempo final1er

Tiempo2do.Tiempo

1 96 32 9 6.1 5.9

2 45 6 0 5.6 4.1

Glucógeno muscular (mmol/Kg) Distancia recorrida

¿¿¿Carbohidratos simples o ¿¿¿Carbohidratos simples o complejos en la dieta recuperativa???complejos en la dieta recuperativa???nn Los Los carbohidratos complejoscarbohidratos complejos son la mejor son la mejor

fuente de energía para el atleta por diferentes fuente de energía para el atleta por diferentes razones: razones:

nn Altas concentraciones facilitan el vaciamiento Altas concentraciones facilitan el vaciamiento gástrico siendo menos probable la aparición de gástrico siendo menos probable la aparición de alteraciones gastrointestinales. alteraciones gastrointestinales.

nn Mantienen niveles sanguíneos de glucosa e Mantienen niveles sanguíneos de glucosa e insulina relativamente bajos. insulina relativamente bajos.

nn Contienen alta cantidad de fibra, vitaminas y Contienen alta cantidad de fibra, vitaminas y nutrientes inorgánicos.nutrientes inorgánicos.

Influencia del tipo de carbohidratos y la Influencia del tipo de carbohidratos y la frecuencia en su consumo sobre el glucógenofrecuencia en su consumo sobre el glucógeno

nn En las dietas de 3000 kilocalorías tanto los En las dietas de 3000 kilocalorías tanto los carbohidratos simples como los complejos carbohidratos simples como los complejos dan lugar a concentraciones semejantes de dan lugar a concentraciones semejantes de glucógeno muscular 24 horas después del glucógeno muscular 24 horas después del ejercicio. ejercicio.

nn Sin embargo, a las 48 horas de actividad Sin embargo, a las 48 horas de actividad física los carbohidratos complejos permiten física los carbohidratos complejos permiten alcanzar concentraciones más altas de alcanzar concentraciones más altas de glucógeno muscular que los carbohidratos glucógeno muscular que los carbohidratos simples. simples.

Ingestión de bebidas en eventos de Ingestión de bebidas en eventos de larga duración.larga duración.

nn Las bebidas con un contenido entre 14Las bebidas con un contenido entre 14--19 gramos de 19 gramos de carbohidratos (6carbohidratos (6--8% de carbohidratos) y 508% de carbohidratos) y 50--80 80 kilocalorías por cada 240 mililitros (8 onzas), son kilocalorías por cada 240 mililitros (8 onzas), son apropiadas antes y durante las actividades que duren apropiadas antes y durante las actividades que duren más de 60 minutos. Los carbohidratos y los electrolitos más de 60 minutos. Los carbohidratos y los electrolitos pueden ayudar a incrementar la absorción de fluidos del pueden ayudar a incrementar la absorción de fluidos del tracto gastrointestinal. En actividades de larga duración tracto gastrointestinal. En actividades de larga duración los carbohidratos pueden retardar la fatiga. los carbohidratos pueden retardar la fatiga.

nn La solución óptima de azúcares (carbohidratos) es La solución óptima de azúcares (carbohidratos) es de 6de 6--8%. Una bebida con un contenido de 8%. Una bebida con un contenido de azúcares de más del 10% tiene muchos azúcares de más del 10% tiene muchos carbohidratos, la absorción puede ser más lenta, y carbohidratos, la absorción puede ser más lenta, y puede provocar náusea, diarrea ó calambres. puede provocar náusea, diarrea ó calambres.

nn Al consumir una mayor cantidad ó una mayor Al consumir una mayor cantidad ó una mayor concentración de alimentos ó bebidas, el estómago concentración de alimentos ó bebidas, el estómago vaciará su contenido más lentamente, reduciendo vaciará su contenido más lentamente, reduciendo la absorción de fluidos. A menor absorción de la absorción de fluidos. A menor absorción de fluidos, mayor riesgo de deshidratación y mayor fluidos, mayor riesgo de deshidratación y mayor incremento de la temperatura corporal. Bajo estas incremento de la temperatura corporal. Bajo estas condiciones, el rendimiento de los deportistas condiciones, el rendimiento de los deportistas puede verse afectado.puede verse afectado.

nnAntes del ejercicio.Antes del ejercicio.De 2 a 4 horas antes del ejercicio, beber De 2 a 4 horas antes del ejercicio, beber entre 1 y 2 tazas (8 a 16 oz) de bebida para entre 1 y 2 tazas (8 a 16 oz) de bebida para deportistas, cuando la actividad tenga una deportistas, cuando la actividad tenga una duración de más de 60 minutos ó beber de 1 duración de más de 60 minutos ó beber de 1 a 2 tazas (8 a 16 oz) inmediatamente antes a 2 tazas (8 a 16 oz) inmediatamente antes del ejerciciodel ejercicio..

RECOMENDACIONES PARA EL CONSUMO RECOMENDACIONES PARA EL CONSUMO DE BEBIDAS PARA DEPORTISTASDE BEBIDAS PARA DEPORTISTAS

nnDurante el ejercicio:Durante el ejercicio:Beber entre 1 y 2 tazas (8 a 16 oz) cada 15 ó 20 Beber entre 1 y 2 tazas (8 a 16 oz) cada 15 ó 20 minutos después de los primeros 60 minutos de minutos después de los primeros 60 minutos de iniciado el ejercicio. Los primeros 60 minutos se iniciado el ejercicio. Los primeros 60 minutos se recomienda beber agua simple.recomienda beber agua simple.

nnDespués del ejercicio:Después del ejercicio:Beber de 1 a 2 tazas de fluido después del Beber de 1 a 2 tazas de fluido después del ejercicio (8 a 16 oz) ó ejercicio (8 a 16 oz) ó Beber 2 tazas por cada 500 gramos de peso Beber 2 tazas por cada 500 gramos de peso corporal perdidos durante el ejercicio (1 libra).corporal perdidos durante el ejercicio (1 libra).

Conclusiones.Conclusiones.

nn Cantidad:Cantidad: Se refiere a la cantidad de Se refiere a la cantidad de calorías que debe ser consumida para calorías que debe ser consumida para mantener el metabolismo basal (de reposo), mantener el metabolismo basal (de reposo), para metabolizar los nutrientes, más el gasto para metabolizar los nutrientes, más el gasto calórico del entrenamiento y la calórico del entrenamiento y la competencia, y en el caso de niños y competencia, y en el caso de niños y jóvenes, las calorías necesarias para el jóvenes, las calorías necesarias para el crecimiento y desarrollocrecimiento y desarrollo

nn CalidadCalidad: : Significa que una alimentación Significa que una alimentación correcta debe tener presente “todos” los correcta debe tener presente “todos” los elementos necesarios para mantener la salud elementos necesarios para mantener la salud y mejorar el rendimiento: proteínas, y mejorar el rendimiento: proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas, minerales, carbohidratos, grasas, vitaminas, minerales, oligoelementos, agua. El déficit de alguno oligoelementos, agua. El déficit de alguno de ellos produce una enfermedad por de ellos produce una enfermedad por carencia.carencia.

nn Armonía:Armonía: Expresa la “proporción” entre los Expresa la “proporción” entre los nutrientes que debe respetarse para preservar la salud: nutrientes que debe respetarse para preservar la salud: Carbohidratos: 50 Carbohidratos: 50 ––60%, Grasas: 2560%, Grasas: 25--30%, proteínas: 30%, proteínas: 1515--20%.20%.

nn AdecuaciónAdecuación: : Este último principio se refiere a que Este último principio se refiere a que la alimentación debe ajustarse a las características la alimentación debe ajustarse a las características individuales de la persona, especialmente en el caso del individuales de la persona, especialmente en el caso del deportista: adecuarse al tipo de deporte, a la edad, el deportista: adecuarse al tipo de deporte, a la edad, el grado de desarrollo, el clima, los objetivos del grado de desarrollo, el clima, los objetivos del entrenamiento, los antecedentes de salud, los gustos entrenamiento, los antecedentes de salud, los gustos personales, etc.personales, etc.

nn En conclusión: “dime lo que comes y te diré como En conclusión: “dime lo que comes y te diré como rindes”rindes”

ESTUDIO INDEPENDIENTE

GLUCOCIDASAS.GLUCOCIDASAS.

• Amilasas salival y pancreática

• Maltasas salival e intestinal

• Dextrinasa final

• Sacarasa y lactasa

ALMIDÓNALMIDÓN AMILASAAMILASA

SALIVALSALIVAL

GLUCOSAGLUCOSA DEXTRINASDEXTRINAS MALTOSAMALTOSA

nn En los deportes de categorEn los deportes de categoríías por peso siempre as por peso siempre se supone una ventaja perder grasa, pues ella se supone una ventaja perder grasa, pues ella implica poder competir en una categorimplica poder competir en una categoríía a inferior.inferior.

nn Para los deportistas de resistencia, un peso Para los deportistas de resistencia, un peso corporal bajo significa una mejorcorporal bajo significa una mejoríía de la a de la capacidad mcapacidad mááxima de rendimiento de xima de rendimiento de resistencia, pues a menor peso corporal, resistencia, pues a menor peso corporal, mayor absorcimayor absorcióón mn mááxima relativa de oxxima relativa de oxíígeno geno por kilo de peso corporal, con lo que se por kilo de peso corporal, con lo que se incrementa la capacidad de rendimiento de incrementa la capacidad de rendimiento de resistencia sin necesidad de llevar a cabo un resistencia sin necesidad de llevar a cabo un entrenamiento adicional.entrenamiento adicional.

BIOQUÍMICA DEL BIOQUÍMICA DEL EJERCICIOEJERCICIO

TEMA #2. TEMA #2.

Nutrición del DeportistaNutrición del Deportista

CONFERENCIACONFERENCIA

nn TTíítulo. Las grasas y las protetulo. Las grasas y las proteíínas nas en la dieta de los deportistas.en la dieta de los deportistas.

nnGeneralidades del proceso de Generalidades del proceso de digestidigestióón y absorcin y absorcióón de ln de líípidosy pidosy proteproteíínas. nas.

A medida que el deportista tenga mejores A medida que el deportista tenga mejores condiciones aeróbicas, podrá utilizar con condiciones aeróbicas, podrá utilizar con mayor eficacia los ácidos grasos libres, y mayor eficacia los ácidos grasos libres, y por lo tanto disponer de mayor cantidad de por lo tanto disponer de mayor cantidad de energía durante el desarrollo del ejercicio. energía durante el desarrollo del ejercicio. La utilización de ácidos grasos libres está La utilización de ácidos grasos libres está en función directa de la concentración en función directa de la concentración plasmática de los mismos, es decir, a plasmática de los mismos, es decir, a mayor concentración plasmática, mayor mayor concentración plasmática, mayor utilización. Lo anterior se explica porque utilización. Lo anterior se explica porque como se ha demostrado, los ácidos grasos como se ha demostrado, los ácidos grasos libres circulantes tienen un efecto libres circulantes tienen un efecto inhibitorio sobre el consumo de glucosa. inhibitorio sobre el consumo de glucosa.

Sales Biliaresnn La bilis es una soluciLa bilis es una solucióón viscosa de color n viscosa de color

amarillo verdoso que se produce amarillo verdoso que se produce continuamente en el hcontinuamente en el híígado. Tiene un Ph gado. Tiene un Ph ligeramente alcalino, y estligeramente alcalino, y estáá compuesta por compuesta por agua y una serie de compuestos orgagua y una serie de compuestos orgáánicos nicos dentro de los que se destacan: dentro de los que se destacan: áácidos cidos biliares, lecitinas, bilirrubina. Posee adembiliares, lecitinas, bilirrubina. Posee ademáás s compuestos inorgcompuestos inorgáánicos como: Na,K,Ca,Cl, nicos como: Na,K,Ca,Cl, bicarbonato.bicarbonato.

Además participan………….

nn Lipasa lingual Lipasa lingual nn Lipasa pancreáticaLipasa pancreáticann ColipasaColipasann ColesterolColesterol esterasa esterasa nn FosfolipasaFosfolipasa

¿Dónde comienza la digestión de los lípidos?

Cavidad bucal.Cavidad bucal.

TRIGLICÉRIDOS EN LA DIETA.

DIGLICÉRIDOSÁCIDOS GRASOS

LIBRES

LIPASALINGUAL

nnEn el hombre los triglicEn el hombre los triglicééridos y ridos y productos de digestiproductos de digestióón que entran n que entran al intestino delgado provenientes al intestino delgado provenientes del estdel estóómago, se mezclan con las mago, se mezclan con las secreciones biliares y el jugo secreciones biliares y el jugo pancrepancreáático en el duodeno.tico en el duodeno.

triacilglicéridos

Glóbulos de grasa

Ácidos grasos libres

2 monoglicéridos

Sales biliares

Lipasa pancreática

TriacilTriacilGlicéridosGlicéridos

Lipasa gástrica

Interfase lípido-agua

Ácidos grasosMonoglicéridosSales biliares

Centrohidrofóbico

MICELA MIXTA

Colesterol

Vitaminas liposolubles

Quilomicrones

Colesterol

Vit. Liposolubles

Monoglicéridos

Ácidos grasos.

Micelas mixtas

Sales biliares

nn Como podemos apreciar la digestiComo podemos apreciar la digestióón y n y absorciabsorcióón de los ln de los líípidos es un proceso pidos es un proceso mmáás complejo que en el caso de los s complejo que en el caso de los glglúúcidos,pues se necesita de la cidos,pues se necesita de la participaciparticipacióón de las sales biliares para n de las sales biliares para facilitar la degradacifacilitar la degradacióón de estos n de estos compuestos debido al inconveniente de compuestos debido al inconveniente de ser sustancias insolubles en agua.ser sustancias insolubles en agua.

2020Deportes de potencia de velocidadDeportes de potencia de velocidad

(carreras cortas, nataci(carreras cortas, natacióón 100m, saltos de n 100m, saltos de altura y longitudaltura y longitud))

2020--2525Deportes de resistenciaDeportes de resistenciaMaratón, marcha…Maratón, marcha…

2020Deportes de luchaDeportes de lucha ((boxeo, lucha, judo, boxeo, lucha, judo, karate, taekarate, tae--kwonkwon--do)do)

2727Deportes de resistencia con empleo de fuerza Deportes de resistencia con empleo de fuerza ((esquesquíí de fondo, biatlde fondo, biatlóón, triatln, triatlóón, ciclismon, ciclismo, , canotaje, natacicanotaje, natacióón 200n 200--1500mt1500mt))

2222Deportes de equipo (Deportes de equipo (ffúútbol, handboll, tbol, handboll, basquet, voleibol, hockey sobre hielo y basquet, voleibol, hockey sobre hielo y cesped, waterpolo, rugby)cesped, waterpolo, rugby)

3030Deportes de fuerza (Deportes de fuerza (Halterofilia, disciplinas Halterofilia, disciplinas de lanzamientode lanzamiento ))

RequerimientosRequerimientos

Nutricionales(% grasas)Nutricionales(% grasas)DeportesDeportes

NutriciónNutrición

del del DeportistaDeportista

EntrenamientoEntrenamiento

deportivodeportivo

CargaCarga

DescansoDescanso

EfectosEfectos

PsicológicosPsicológicos

Efectos Efectos FisiológicosFisiológicos

NutriciónNutrición

del del DeportistaDeportista

EntrenamientoEntrenamiento

deportivodeportivo

CargaCarga--DescansoDescanso

EfectosEfectos

PsicológicosPsicológicos

Efectos Efectos FisiológicosFisiológicos

Potencial Potencial genéticogenético

Todas las proteínas presentes en el cuerpo Todas las proteínas presentes en el cuerpo humano son proteínas funcionales.humano son proteínas funcionales.El ser humano no posee medios de El ser humano no posee medios de almacenar las proteínas al igual que almacenar las proteínas al igual que sucede con los carbohidratos, sucede con los carbohidratos, almacenados como glucógeno o con las almacenados como glucógeno o con las grasas, que se almacenan comograsas, que se almacenan comotriacilglicerolestriacilgliceroles en el tejido adiposo.en el tejido adiposo.Los aminoácidos son los eslabones Los aminoácidos son los eslabones constituyentes de las proteínas.constituyentes de las proteínas.

Reservas de A.A

aminoácidos

carbohidratosgrasas

Oxidación A.A

Músculos y tejidos

aminoácidos

síntesis degradación

Enzimas que participan……..

nn Pepsina.Pepsina.nn Tripsina.Tripsina.nn Quimotripsina.Quimotripsina.nn Carboxipeptidadas A y B.Carboxipeptidadas A y B.nn Hidrolasas (elastasa).Hidrolasas (elastasa).

+pepsinógeno

HCLHCL

pepsina péptidos

Activación autocatalítica

tripsinógeno tripsina ++ péptidos

quimotripsinógeno quimotripsina ++ péptidos

procarboxipeptidasasCarboxipeptidasas A y B ++ péptidos

proelastasa elastasa ++ péptidos

PROTEÍNA Pepsina

HCLTripsina

Quimotripsina

Carboxipeptidasas A y B

Péptidos de alto peso molecular

PéptidosPéptidos de de bajo peso bajo peso molecularmolecular

Dipéptidos Dipeptidasas

Aminoácidos libres

Enzimas de las bacterias putrificantes

Aminas,fenoles, mercaptanes

Estómago

Intestino

delgado

Intestino

grueso

TRIPSINATRIPSINA

ARGININA LISINA

QUIMOTRIPSINA

TRIPTÓFANO FENILAMINA TIROSINA

CARBOXIPEPTIDASAS

A B

Todos los terminales excepto

Lys y Arg

Terminales de Lys y Arg

3030Deportes de potencia de velocidadDeportes de potencia de velocidad

(carreras cortas, nataci(carreras cortas, natacióón 100m, saltos de n 100m, saltos de altura y longitudaltura y longitud))

1010--1515Deportes de resistenciaDeportes de resistencia

Maratón, marcha…Maratón, marcha…

2020--3030Deportes de luchaDeportes de lucha ((boxeo, lucha, judo, boxeo, lucha, judo, karate, taekarate, tae--kwonkwon--do)do)

1717Deportes de resistencia con empleo de Deportes de resistencia con empleo de fuerza (fuerza (esquesquíí de fondo, biatlde fondo, biatlóón, triatln, triatlóón, n, ciclismociclismo, , canotaje, natacicanotaje, natacióón 200n 200--1500mt1500mt))

1818Deportes de equipo (Deportes de equipo (ffúútbol, handboll, tbol, handboll, basquet, voleibol, hockey sobre hielo y basquet, voleibol, hockey sobre hielo y cesped, waterpolo, rugby)cesped, waterpolo, rugby)

3030Deportes de fuerza (Deportes de fuerza (Halterofilia, disciplinas Halterofilia, disciplinas de lanzamientode lanzamiento ))

RequerimientosRequerimientos

NutricionalesNutricionales

(% proteínas)(% proteínas)

DeportesDeportes

AMILASA AMILASA PANCREÁTICAPANCREÁTICA ALMIDÓNALMIDÓN

Dextrina maltotriosa maltosa

lactosa sacarosa

lactasa sacarasaisomaltasa maltasa

glucosaglucosagalactosa fructosa

SANGRESANGRE

Taller MetodológicoTaller Metodológico

Tema 3 Tema 3 Bioenergética.Bioenergética.

Objetivos de la actividad.Objetivos de la actividad.

nn Exponer los contenidos fundamentales, que Exponer los contenidos fundamentales, que aborda nuestra asignatura, relacionados aborda nuestra asignatura, relacionados con los mecanismos energéticos del con los mecanismos energéticos del organismo durante la activiad deportiva.organismo durante la activiad deportiva.

nn Analizar las relaciones interdisciplinarias Analizar las relaciones interdisciplinarias que se ponen de manifiesto al abordar estos que se ponen de manifiesto al abordar estos contenidos en clase.contenidos en clase.

Objetivo general instructivo.Objetivo general instructivo.Argumentar las particularidades y cambios Argumentar las particularidades y cambios bioqubioquíímicos que tienen lugar en los organismos micos que tienen lugar en los organismos sometidos a las actividades fsometidos a las actividades fíísicas sistemsicas sistemááticas, en ticas, en correspondencia con las edades, los sexos y las correspondencia con las edades, los sexos y las actividades factividades fíísicas que desarrollan, a un nivel sicas que desarrollan, a un nivel productivo.productivo.

Objetivo. Tema 3. Bioenergética.Objetivo. Tema 3. Bioenergética.

Argumentar la esencia de las transformaciones Argumentar la esencia de las transformaciones energenergééticas para el organismo que realiza actividad ticas para el organismo que realiza actividad deportiva a un nivel productivodeportiva a un nivel productivo--aplicativo.aplicativo.

Los tres sistemas energLos tres sistemas energééticos funcionan como ticos funcionan como un sistema continuo energun sistema continuo energééticotico. Se puede . Se puede definir a definir a éésteste como la capacidad que posee el como la capacidad que posee el organismo de mantener simultorganismo de mantener simultááneamente neamente activos a los tres sistemas energactivos a los tres sistemas energééticos en todo ticos en todo momento, pero otorgmomento, pero otorgáándole una ndole una predominancia a uno de ellos sobre el resto de predominancia a uno de ellos sobre el resto de acuerdo a :acuerdo a :1) Duraci1) Duracióón del Ejercicio.n del Ejercicio.2) Intensidad de la Contracci2) Intensidad de la Contraccióón Muscular.n Muscular.3) Cantidad de Substratos Almacenados.3) Cantidad de Substratos Almacenados.

Para analizar las manifestaciones Para analizar las manifestaciones energéticas en un evento deportivo energéticas en un evento deportivo determinado es preciso conocer……determinado es preciso conocer……nn Criterio de potencia:Criterio de potencia: evalúa la velocidad de evalúa la velocidad de

transformación de la energía.transformación de la energía.

nn Criterio de capacidad:Criterio de capacidad: refleja la concentración de refleja la concentración de reservas energéticas o la cantidad de energía liberada reservas energéticas o la cantidad de energía liberada en dicho evento.en dicho evento.

nn Criterio de eficacia:Criterio de eficacia: relación entre la energía relación entre la energía utilizada en la resíntesis del ATP y la capacidad del utilizada en la resíntesis del ATP y la capacidad del atleta, o sea, la totalidad de energía desprendida en atleta, o sea, la totalidad de energía desprendida en los procesos catabólicos.los procesos catabólicos.

PC+ ADP<---->C+ATP

Acción enzimática.nn Enzima Creatinquinasa (CPK).Enzima Creatinquinasa (CPK).nn Su actividad mSu actividad mááxima se manifiesta en un medio xima se manifiesta en un medio

ddéébilmente alcalino. bilmente alcalino. nn Los iones CaLos iones Ca2+2+ que se liberan durante la contraccique se liberan durante la contraccióón n

muscular, incrementan la actividad de esta enzima.muscular, incrementan la actividad de esta enzima.nn Se inhibe bruscamente si el pH intracelular Se inhibe bruscamente si el pH intracelular

disminuye muchodisminuye mucho. (formación H. (formación H33POPO44))nn La creatina libre, activa a la enzima, esto previene La creatina libre, activa a la enzima, esto previene

una brusca cauna brusca caíída de la velocidad de reaccida de la velocidad de reaccióón en el n en el proceso, que debe ocurrir al ir agotproceso, que debe ocurrir al ir agotáándose las ndose las cantidades de Crcantidades de Cr--P en los mP en los múúsculos.sculos.

Formas moleculares del ATP

ATP + HATP + H22OO ADP + PiH2O

AMP + Pi

H2O

Adenosina + Pi

ENERGÍA

H2O + P H3PO 4

Concentración de creatina mM/g

CPKactividad

PC+ ADP<---->C+ATP1mol PC 1mol ATP

• PotenciaPotencia

•• CapacidadCapacidad

•• EficaciaEficacia

Conclusión parcial.Conclusión parcial.nn La vía energética fosfagénica se pone de manifiesto La vía energética fosfagénica se pone de manifiesto

predominantemente en eventos de máxima intensidad predominantemente en eventos de máxima intensidad y corta duración, por ejemplo: 60m,100m, 110c/v, y corta duración, por ejemplo: 60m,100m, 110c/v, lanzamientos, pruebas de saltos, halterofilia, natación lanzamientos, pruebas de saltos, halterofilia, natación 50m.50m.

nn Además en los deportes colectivos durante las Además en los deportes colectivos durante las acciones rápidas por ejemplo: baloncesto (tiro en acciones rápidas por ejemplo: baloncesto (tiro en suspensión, saltos, contrasuspensión, saltos, contra--ataque), en fútbol (tiros a ataque), en fútbol (tiros a puerta, cabeceos, arrancadas de ataque y contrapuerta, cabeceos, arrancadas de ataque y contra--ataque), en voleibol (saques en suspensión, remates ataque), en voleibol (saques en suspensión, remates desde todas las posiciones, bloqueos, saltos en desde todas las posiciones, bloqueos, saltos en general), beisbol (lanzamientos, swin, arrancadas y general), beisbol (lanzamientos, swin, arrancadas y carreras). carreras).

Glucosa ATP + ácido lácticoGlucosa ATP + ácido láctico

1 mol glucosa 2 moles de ATP1 mol glucosa 2 moles de ATP

• Potencia Potencia

•• CapacidadCapacidad

•• Eficacia Eficacia

CHCH33CHOHCOOH CHCHOHCOOH CH33CHOHCOOCHOHCOO-- + H+ H++

Ácido láctico Ión lactato

�� Disminuye la actividad enzimática oxidativa. Disminuye la actividad enzimática oxidativa. �� Reduce hasta eliminar la participación de la Reduce hasta eliminar la participación de la

oxidación de ácidos grasos. oxidación de ácidos grasos. �� Produce microrrupturas de la fibra muscular, Produce microrrupturas de la fibra muscular,

aumentando el riesgo de lesiones musculares. aumentando el riesgo de lesiones musculares. �� Produce daño estructural en las proteínas Produce daño estructural en las proteínas

contráctiles. contráctiles. �� Presenta plazos de remoción restauración de hasta Presenta plazos de remoción restauración de hasta

96 horas. 96 horas. �� Interfiere los procesos de conducción en la Interfiere los procesos de conducción en la

inervación neuromotriz, afectando los patrones inervación neuromotriz, afectando los patrones coordinativos.coordinativos.

�� Su acumulación puede provocar sensación de dolor Su acumulación puede provocar sensación de dolor e inhibición de la contracción muscular. e inhibición de la contracción muscular.

Conclusión parcial.Conclusión parcial.nn Este sistema es de suma importancia para aquellas Este sistema es de suma importancia para aquellas

actividades factividades fíísicas (o pruebas deportivas que se sicas (o pruebas deportivas que se realizan a una intensidad mrealizan a una intensidad mááxima durante xima durante perperííodos de 1 a 3 minutos, como las carreras de odos de 1 a 3 minutos, como las carreras de velocidad (400 y 800 metros) y la natacivelocidad (400 y 800 metros) y la natacióón de n de áápnea o por debajo del agua (sostener la pnea o por debajo del agua (sostener la respiracirespiracióón). Ademn). Ademáás, en algunas pruebas, como la s, en algunas pruebas, como la carrera de 1,500 metros o de la milla, el sistema del carrera de 1,500 metros o de la milla, el sistema del áácido lcido lááctico se utiliza en forma predominante ctico se utiliza en forma predominante para la "levantada" al final de la carrera. para la "levantada" al final de la carrera.

Enzimas que controlan el Ciclo de Krebs.

Enzima Activadores Inhibidores

Citratosintetasa.

Acetil-coA Succinil-coA, ATP

Isocitrato-deshidrogenasa

ADP, NAD+ ATP, NADH

a -oxoglutarato deshidrogenasa

NAD+ NADH, Succinil-coA

Conclusión parcial.Conclusión parcial.Este sistema energético se manifiesta Este sistema energético se manifiesta predominantemente en los eventos de larga predominantemente en los eventos de larga duración y baja intensidad, por ejemplo: duración y baja intensidad, por ejemplo: maratón, marcha, ciclismo de ruta, maratón, marcha, ciclismo de ruta,

En juegos deportivos analizando la duración En juegos deportivos analizando la duración del juego, por ejemplo: baloncesto (cuatro del juego, por ejemplo: baloncesto (cuatro cuartos de 10min c/u), fútbol (dos tiempos de cuartos de 10min c/u), fútbol (dos tiempos de 45 min c/u), voleibol (sets) y beisbol (ining), 45 min c/u), voleibol (sets) y beisbol (ining), en general todos los juegos deportivos.en general todos los juegos deportivos.

• PotenciaPotencia

•• CapacidadCapacidad

•• EficaciaEficacia

Evento deportivo o carga aplicada

Actividad metabólica.

Atletismo 800 m. Láctico predomijante con aporte aerobio

Maratón Sistema aerobio predominante

Baloncesto, fútbol, béisbol, balonmano

Actividad metabólica mixta. Sistema aláctico y aerobio predominantes

Natación 50m Sistema alactácido predominantemente

Halterofilia, lanzamientos

Sistema alactácido predominantemente

Cargas máximas hasta 8 segundosVelocidad y fuerza explosiva

Sistema alactácido predominantemente

Cargas máximas 8-25 segundosEntrenamiento de la velocidad, de la capacidad anaeróbica aláctica y de la potencia láctica.

Alactácido predominante con participación anaeróbica láctica.

Cargas Máximas de 25 a 90 segundosEntrenamiento de la potencia y de la capacidad lactácida

Láctico predominante con aporte alactácido

Cargas máximas y submáximas intensas de 90-180 segundosEntrenamiento de la capacidad lactácida y la potencia aeróbica.

Láctico predominante con aporte aerobio

Cargas Máximas y Submáximas de más de 3 minutosEntrenamiento de la potencia y capacidad aeróbica.

Aerobio predominante