sábado, 28 de marzo de 2009

respiración aerobia

RESPIRACON AERÓBIA

Los pulmones absorben suficiente oxigeno del aire que es transportado vía la hemoglobina en la sangre para dar energía a la mitocondria dentro los músculos activos. Esta forma de respiración produce únicamente el descarte de productos relativamente inocuos y, en consecuencia, es la base para la producción de energía duradera y puede mantener ejercicio sostenido.
Se podría resumir como:

AZUCAR+OXIGENO---AGUA+DIOXIDO DE CARBONO+ENERGIA

El azúcar proviene de la desintegración de los carbohidratos en el proceso de la digestión.

REPIRACIÓN ANAEROBIA

Opera debido a la intensidad inmediata del ejercicio, cuando resulta imposible proveer suficiente oxigeno para energizar los músculos aeróbicamente. Hay 2 fuentes anaeróbicas:

a) Fosfocreatina: este es instante e involucra la división de ATP (adenosin trifosfato y fosfocreatina) Estos compuestos están guardados dentro del músculo, y la energía producida puede proveer a las células dentro del músculo por un periodo de 10 a 15 segundos.
Debido a que esta fuente de energía no produce ácido láctico, se la denomina él componente aláctico de la respiración anaeróbica.

b) Glucólisis: La glucólisis anaeróbica puede proveer energía por un periodo de 30 a 40 segundos, pero tiene la gran desventaja de producir ácido láctico, lo cual, eventualmente, prohíbe trabajar al músculo. Se conoce este proceso con la denominación de componente láctico de la respiración anaeróbica.


RESPIRACIÓN CELULAR


La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración anaeróbica).

La respiración aeróbica es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La respiración aeróbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias.

El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas, atraviesa primero la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP.

En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C6 H12 O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)
Etapas de la respiración aeróbica [editar]
De modo tradicional, la respiración aerobia se ha subdividido en las siguientes etapas:

GLUCOLISIS

Esquema de la respiración celular
Durante la glucólisis, una molécula de glucosa es oxidada y escindida en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). En esta ruta metabólica se obtiene dos moléculas netas de ATP y se reducen dos moléculas de NAD+; el número de carbonos se mantiene constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido pirúvico). Todo el proceso se realiza en el citosol de la célula.



La glicerina (glicerol) que se forma en la lipólisis de los triglicéridos se incorpora a la glucólisis a nivel del gliceraldehído 3 fosfato.
La desaminación oxidativa de algunos aminoácidos también rinde piruvato; que tienen el mismo destino metabólico que el obtenido por glucólisis.

DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDO PIRVICO


El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato; descarboxilación porque se arranca uno de los tres carbonos del ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, al mismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son captados por el NAD+, que se reduce a NADH. Por tanto; el piruvato se transforma en un radical acetilo (-CO-CH3, ácido acético sin el grupo hidroxilo) que es captado por el coenzima A (que pasa a acetil-CoA), que es el encargado de transportarlo al ciclo de Krebs.


Este proceso se repite dos veces, una para cada molécula de piruvato en que se escindió la glucosa.

CICLO DE KREBS


El ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica que se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y en la cual se realiza la oxidación de los dos acetilos transportados por el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos moléculas de CO2, liberando energía en forma utilizable, es decir poder reductor (NADH, FADH2) y GTP.



Para cada glucosa se producen dos vueltas completas del ciclo de Krebs, dado que se habían producido dos moléculas de acetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se ganan 2 GTPs y se liberan 4 moléculas de CO2. Estas cuatro moléculas, sumadas a las dos de la descarboxilación oxidativa del piruvato, hacen un total de seis, que es el número de moléculas de CO2 que se producen en respiración aeróbica


CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Son las últimas etapas de la respiración aeróbica y tienen dos finalidades básicas:
Reoxidar las coenzimas que se han reducido en las etapas anteriores (NADH y FADH2 con el fin de que estén de nuevo libres para aceptar electrones y protones de nuevos substratos oxidables.
Producir energía utilizable en forma de ATP.
Estos dos fenómenos están íntimamente relacionados y acoplados mutuamente. Se producen en una serie de complejos enzimáticos situados (en eucariotas) en la membrana interna de la mitocondria; cuatro complejos realizan la oxidación de los mencionados coenzimas transportando los electrones y aprovechando su energía para bombear protones desde la matriz mitocondrial hasta el espacio intermembrana. Estos protones solo pueden regresar a la matriz a través de la ATP sintasa, enzima que aprovecha el gradiente electroquímico creado para fosforilar el ADP a ATP, proceso conocido como fosforilación oxidativa.
Los electrones y los protones implicados en estos procesos son cedidos definitivamente al O2 que se reduce a agua. Nótese que el oxígeno atmosférico obtenido por ventilación pulmonar tiene como única finalidad actuar como aceptor final de electrones y protones en la respiración aerobia.












sábado, 21 de marzo de 2009

video sobre lípidos

Lípidos,


LIPIDOS


Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:
Son insolubles en agua y Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C . La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su momento dipolar es mínimo.

El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas.
En presencia de moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula hidrofóbica al interior de una estructura en forma de jaula, que también reduce la movilidad del lípido.

Todo ello supone una configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable. Esta disminución de entropía es mínima si las moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuerzas de corto alcance, como las fuerzas de Van der Waals. Este fenómeno recibe el nombre de efecto hidrofóbico .

Constituyentes importantes de la alimentación (aceites, manteca, yema de huevo), representan una importante fuente de energía y de almacenamiento, funcionan como aislantes térmicos, componentes estructurales de membranas biológicas, son precursores de hormonas (sexuales, corticales), ácidos biliares, vitaminas etc.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

Función de reserva: Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

Función estructural: Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.
Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Función transportadora: El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.




LAS PROTEINAS



Las proteínas son macromoléculas de enorme importancia biológica. Prácticamente todas las funciones biológicas desempeñadas en todos los organismos vivos (incluyendo a los virus incluso) son llevadas a cabo por proteínas.

Las proteínas son cadenas de aminoácidos que se pliegan adquiriendo una estructura tridimensional que les permite llevar a cabo miles de funciones.

Las proteínas están codificadas en el material genético de cada organismo, donde se especifica su secuencia de aminoácidos, y luego son sintetizadas por los ribosomas. Estructura de las proteínas


Las proteínas poseen todas una misma estructura química central, que consiste en una cadena lineal de aminoácidos.

Lo que hace distinta a una proteína de otra es la secuencia de aminoácidos de que está hecha, a tal secuencia se conoce como estructura primaria de la proteína. La estructura primaria de una proteína es determinante en la función que cumplirá después, así las proteínas estructurales (como aquellas que forman los tendones y cartílagos) poseen mayor cantidad de aminoácidos rígidos y que establezcan enlaces químicos fuertes unos con otros para dar dureza a la estructura que forman.

Sin embargo, la secuencia no es todo. Para cumplir alguna función, las proteínas tienen una estructura tridimensional, que se forma mediante el plegamiento del polímero lineal de aminoácidos tal plegamiento se desarrolla en parte espontáneamente, por la repulsión de los aminoácidos hidrófobos por el agua, la atracción de aminoácidos cargados y la formación de puentes disulfuro; y también en parte es ayudado por otras proteínas, las chaperonas y chaperoninas, formando distintos dominios funcionales.

Se llama estructura secundaria a la estructura tridimensional de una Cadena de aminoácidos (un péptido) ya plegada.Finalmente, las proteínas no se componen, en su mayoría, de una única cadena de aminoácidos, sino que comúnmente se agrupan varias cadenas polipeptídicas (o monómeros) y forman proteínas multiméricas mayores a esto se llama estructura terciaria de las proteínas, la agrupación de varias cadenas de aminoácidos (o polipéptidos) en complejos moleculares mayores.



Síntesis de las proteínas



Las proteínas son sintetizadas en los seres vivos dentro de sus células durante 2 procesos básicos: transcripción y traducción.



1.-En la transcripción, enzimas RNA-polimerasas copian la secuencia de nucleótidos del gen donde está codificada la proteína a sintetizar. Como producto de este proceso se obtiene un RNA-mensajero (mRNA), que contiene la secuencia complementaria a la hebra de DNA transcrita.



2.-Luego, en la traducción el mRNA con la secuencia de la proteína se une a un ribosoma que "lee" su secuencia, donde cada grupo de tres aminoácidos, un codón, "significa" un aminoácido específico y así, el mensaje genético escrito en nucleótidos es traducido a un mensaje de aminoácidos, la proteína.



3.-Finalmente, la proteína es liberada al medio, donde ocurre el proceso de plegamiento. Función de las Proteínas



Las proteínas cumplen prácticamente todas las funciones posibles en los organismos. Algunas proteínas catalizan (hacen más veloces) reacciones químicas dentro de los organismos, tal es el caso de las enzimas; otras forman túneles en las membranas de las células y permiten el flujo de iones y moléculas entre el interior de la célula y el exterior, a estas proteínas se les llama canales;



también hay proteínas estructurales que forman el andamiaje interno de las células (tubulina y actina) y de la matriz extracelular (colágeno y quitina); otras proteínas son receptores a diversos estímulos (calor, presión, luz) y moléculas, así las rodopsinas son receptores de luz que se hallan en los ojos de la mayor parte de los vertebrados; también algunas proteínas cumplen un rol de mensajeras en los organismos, tal es el caso de algunas hormonas que son de naturaleza proteica; también hay proteínas encargadas del transporte, como la hemoglobina, que transporta oxígeno desde los pulmones a las células.












LOS CARBOHIDRATOS

Hidratos de carbono, grupo de compuestos, también llamados glúcidos, que contienen hidrógeno y oxígeno, en la misma proporción que el agua, y carbono.
La fórmula de la mayoría de estos compuestos se puede expresar como Cm(H2O)n.
Sin embargo, estructuralmente estos compuestos no pueden considerarse como carbono hidratado, como la fórmula parece indicar.

Los hidratos de carbono son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza.
Las plantas verdes y las bacterias los producen en el proceso conocido como fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire y por acción de la energía solar producen hidratos de carbono y otros productos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan.

Entre los hidratos de carbono se encuentran el azúcar, el almidón, la dextrina, la celulosa y el glucógeno, sustancias que constituyen una parte importante de la dieta de los humanos y de muchos animales.
Los más sencillos son los azúcares simples o monosacáridos, que contienen un grupo aldehído o cetona; el más importante es la glucosa. Dos moléculas de monosacáridos unidas por un átomo de oxígeno, con la eliminación de una molécula de agua, producen un disacárido, siendo los más importantes la sacarosa, la lactosa y la maltosa.
Los polisacáridos son enormes moléculas formadas por uno o varios tipos de unidades de monosacáridos unas 10 en el glucógeno, 25 en el almidón y de 100 a 200 en la celulosa.

En los organismos vivos, los hidratos de carbono sirven tanto para las funciones estructurales esenciales como para almacenar energía. En las plantas, la celulosa y la hemicelulosa son los principales elementos estructurales.
En los animales invertebrados, el polisacárido quitina es el principal componente del dermatoesqueleto de los artrópodos.
En los animales vertebrados, las capas celulares de los tejidos conectivos contienen hidratos de carbono. Para almacenar la energía, las plantas usan almidón y los animales glucógeno; cuando se necesita la energía, las enzimas descomponen los hidratos de carbono.

Los glúcidos desempeñan diversas funciones, siendo la de reserva energética y formación de estructuras las dos más importantes.
la glucosa aporta energía inmediata a los organismos, y es la responsable de mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la tensión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las neuronas.
La ribosa y la desoxirribosa son constituyentes básicos de los nucleótidos, monómeros del ARN y del ADN .


NUTRICIÓN

Los glúcidos en una persona suponen de 8,3 y 14,5 g/kg de su peso corporal. Se propone que el 55-60% de la energía diaria que necesita el organismo humano debe provenir de los carbohidratos, ya sea obtenidos de alimentos ricos en almidón como las pastas o de las reservas del cuerpo (glucógeno).
Se desaconseja, en cambio, el consumo abusivo de glúcidos tipo azúcar por su actividad altamente oxidante (las dietas con muchas calorías o con mucha glucosa aceleran el envejecimiento celular. Se sobreentiende que sí pueden ser necesarias dietas hipercalóricas en climas gélidos o en momentos de gran desgaste energético muscular).
Nótese que el sedentarismo o la falta de los suficientes movimientos cotidianos del cuerpo humano provocan una mala metabolización de las grasas y de los carbohidratos.

Los glúcidos requieren menos agua para digerirse que las proteínas o grasas y son la fuente más común de energía.
Las proteínas y grasas son componentes vitales para la construcción de tejido corporal y células, y por lo tanto debería ser recomendado no malgastar tales recursos usándolos para la producción de energía.
Los carbohidratos no son nutrientes esenciales: el cuerpo puede tener toda su energía a partir de las proteínas y grasas.
El cerebro no puede quemar grasas y necesita glucosa para energía, del organismo puede sinte
tizar esta glucosa a partir de proteínas.
La metabolización de las proteínas aportan 4 kcal por gramo mientras que las grasas contienen 9 kilocalorías y el alcohol contiene 7 kcal por gramo.

Alimentos con altos contenidos en carbohidratos son pastas, patatas, fibra, cereales y legumbres.
Basado en la evidencia del riesgo a la cardiopatía y obesidad, el Instituto de Medicina (Estados Unidos) recomienda que los adultos estadounidenses y canadienses obtengan el 40 al 65% de energía de la dieta a partir de los carbohidratos. La FAO (Food and Agriculture Organization) y la WHO (World Health Organization) recomiendan que las guías de alimentación nacional establezcan la meta de 55 a 75% del total de la energía a partir de carbohidratos, pero sólo 10% de descenso a partir de azúcar libre (glúcidos simples).

La distinción entre "carbohidratos buenos" y "carbohidratos malos" es una distinción carente de base científica. Aunque estos conceptos se han usado en el diseño de las dietas cetogénicas como las dietas bajas en carbohidratos, las cuales promueven una reducción en el consumo de granos y almidones en favor de proteínas. El resultado es una reducción en los niveles de insulina usada para metabolizar el azúcar y un incremento en el uso de grasas para energía a través de la cetosis, un proceso también conocido como hambre de conejo.

CLASIFICACIÓN

Los nutricionistas y dietistas antiguamente clasifican los carbohidratos como simples (monosacáridos y disacáridos) o complejos (oligosacáridos y polisacáridos). El término carbohidrato complejo fue usado por primera vez en la publicación Dietary Goals for the United States (1977) del Comité seleccionado del Senado, donde los denominaron "frutas, vegetales y granos enteros". Las guías dietéticas generalmente recomiendan que los carbohidratos complejos los nutrientes ricos en carbohidratos simples tales como frutas y productos lácteos deberían cubrir el grueso del consumo de carbohidratos. Las guías dietéticas para los americanos 2005 de la USDA prescindió de la distinción entre simple/complejo, en vez recomienda alimentos ricos en fibra y de granos completos.El índice glicémico y el sistema de la carga de glicemia son populares métodos de clasificación alternativos los cuales clasifican los alimentos ricos en carbohidratos basados en su efecto sobre los niveles de glucosa sanguínea.

El índice de insulina es un método de clasificación similar, más reciente el cual clasifica los alimentos basado en su efecto sobre los niveles de insulina. Este sistema asume que los alimentos con índice glicémico alto puede ser declarados para ser la ingesta de alimentos más aceptable.
El informe conjunto de expertos de la WHO y la FAO, en Dieta, Nutrición y Prevención de Enfermedades Crónicas (serie de informes técnicos de la WHO 916), recomienda que el consumo de carbohidratos suponga el 55-75% de la energía diaria, pero restringe el consumo de "azúcar libre" a un 10%.

El músculo es un tejido en el que la fermentación representa una ruta metabólica muy importante ya que las células musculares pueden vivir durante largos períodos de tiempo en ambientes con baja concentración de oxígeno. Cuando estas células están trabajando activamente, su requerimiento de energía excede su capacidad de continuar con el metabolismo oxidativo de los hidratos de carbono puesto que la velocidad de esta oxidación está limitada por la velocidad a la que el oxígeno puede ser renovado en la sangre. El músculo, al contrario que otros tejidos, produce grandes cantidades de lactato que se vierte en la sangre y retorna al hígado para ser transformado en glucosa.
Por lo tanto las principales rutas metabólicas de los glúcidos son:
Glicólisis. Oxidación de la glucosa a piruvato.
Gluconeogénesis. Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos.
Glucogénesis. Síntesis de glucógeno.
Ciclo de las pentosas. Síntesis de pentosas para los nucleótidos.

En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lípidos como son el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.
Los oligo y polisacáridos son degradados inicialmente a monosacáridos por enzimas llamadas glicósido hidrolasas. Entonces los monosacáridos pueden entrar en las rutas catabólicas de los monosacáridos.

La principal hormona que controla el metabolismo de los hidratos de carbono es la insulina.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

La digestión de los carbohidratos complejos, comienza en la boca, a través de la saliva, la cual descompone los almidones.

En el caso que faltaran carbohidratos en la alimentación, esa energía se obtiene de las grasas y las proteínas, produciéndose acetonas, las cuales no resultan beneficiosas para la buena salud.

Luego en el estómago, gracias a la acción del acido clorhídrico, la digestión continúa, y termina en el intestino delgado. Allí una enzima del jugo pancreático llamada amilasa, actúa y trasforma al almidón en maltosa (dos moléculas de glucosa). La maltosa, en la pared intestinal, vuelve a ser trasformada en glucosa.

Estas mismas enzimas intestinales son las encargadas de trasformar a todos los carbohidratos, como por ejemplo la lactosa, sacarosa, etc. Entonces todos serán convertidos en monosacáridos: glucosa, fructosa y galactosa.
Ya en forma de monosacáridos es como nuestro organismo los absorbe, pasando al hígado donde posteriormente serán transformados en glucosa.

La glucosa pasa al torrente sanguíneo, y es oxidada en las células proporcionándonos 4 kilocalorías por cada gramo. La glucosa que no es oxidada (quemada) dentro de las células, se transforma en glucógeno, el cual se almacena en hígado y en músculos, el resto de la glucosa se transforma en grasa que se acumula generando un aumento de peso corporal.

Siempre que se mantenga una vida muy sedentaria, y se ingiera más glucosa de lo que se gasta o quema, la misma se depositará como grasa, ya sea entre los órganos vitales, o bajo la piel.

Cual es mas conveniente?

Como se ha explicado, los carbohidratos se diferencian entre simples y complejos. Los carbohidratos simples (azucares, golosinas, etc...) se absorben rápidamente y ocasionan una subida brusca de la cantidad de glucosa en sangre. Por esta razón es que los alimentos dulces son restringidos o eliminados en la dieta de personas que padecen diabetes.

En cambio sí pueden consumir carbohidratos complejos (los cereales, patatas, legumbres y pastas) ya que se absorben lentamente, y no generan esas oscilaciones bruscas en los niveles de azúcar sanguíneo así la diabetes puede controlarse mejor.

Siempre se deben incluir glúcidos en la dieta para que las células obtengan energía. En el caso que faltaran carbohidratos en la alimentación, esa energía se obtiene de las grasas y las proteínas, produciéndose acetonas, las cuales no resultan beneficiosas para la buena salud.









METABOLISMO CELULAR



El músculo se puede considerar un motor complejo cuya capacidad de trabajo depende de la disponibilidad de energía.

Ésta energía adopta diversas forma: química,eléctrica, electromagnética, térmica, mecánica

y nuclear.


Entre el 60 y el 70% de la energía corporal humana es degradada en forma de calor, el resto es utilizada para realizar trabajos mecánicos actividades celulares.



El ser humano obtiene energía a partir de los hidratos de carbono, las grasas las proteínas.



Los carbohidratos y las proteínas proveen de 4 Kcal/g, mientras que las grasas proporcionan 9Kcal/g, ésta energía derivada de los alimentos es almacenada en compuestos de alta energía, que se denomina Trifosfato de adenosina (ATP).

viernes, 20 de marzo de 2009


ÁCIDO LÁCTICO

El Acido Láctico (C3 H6 O3) es una molécula monocarboxílica orgánica que se produce en el curso del metabolismo anaeróbico láctico (glucólisis anaeróbica). Teniendo en cuenta el pH de los tejidos y de la sangre, el ácido láctico se encuentra prácticamente en su totalidad en forma disociada (lactato). A pesar de que habitualmente tenemos la idea de que el ácido láctico es un compuesto negativo cara al rendimiento físico, e incluso en ocasiones hay quien habla de un producto tóxico, el ácido láctico es un compuesto energético importante ya que su metabolización aeróbica da lugar a la formación de 17 ATP.









En la glucólisis anaeróbica, hay una utilización de la glucosa que se encuentra en el citoplasma de la célula muscular, bien libre o almacenada en forma de glucógeno. Siendo un proceso anaeróbico, está claro que no hay una utilización del oxígeno en esta serie de reacciones químicas, en las que partiendo de la glucosa se llegan a formar 2 moléculas de ácido pirúvico y energía (ATP).












En este punto el ácido pirúvico gracias a la actividad enzimática de la Pi
ruvato Deshidrogenasa, en lugar de convertirse en ácido láctico entra en un proceso aeróbico (ciclo de Krebs) que tras varios pasos en los que se va generando mucha más energía (ATP),




termina este proceso metabólico Produciéndose CO2 y H2O.

¿DONDÉ SE PRODUCE EL ÁCIDO LÁCTICO?

Se puede decir que la capacidad de metabolizar moléculas de glucosa hasta ácido pirúvico es mucho mayor que la capacidad de metabolizar ácido pirúvico a través del metabolismo aeróbico que tiene lugar en el interior de la mitocondria (ciclo de Krebs). Cuando las necesidades energéticas son bajas, se produce prácticamente una continuidad entre los procesos anaeróbico láctico y aeróbico, de forma que la mayor parte del ácido pirúvico que se produce entra en la vía aeróbica (sí que hay una mínima producción de ácido láctico y se refleja en un mínimo aumento del lactato sanguíneo).











sin embargo cuando la necesidad de obtener energía para la contracción muscular es elevada (debido a la intensidad del ejercicio físico) aumenta de forma importante la utilización de la glucosa por la vía anaeróbica y hay un aumento significativo en la formación de ácido pirúvico. Como decíamos anteriormente la capacidad de metabolización del ácido pirúvico a través del ciclo de Krebs es mucho más limitada que su producción y ello supone en la práctica un cuello de botella en la continuidad entre ambos procesos. Como consecuencia de ello hay una sobreproducción de ácido pirúvico y este exceso de ácido pirúvico es convertido en ácido láctico. Entre las causas que se barajan para justificar este cuello de botella y el aumento en la producción de ácido láctico, existen las siguientes hipótesis:
Un déficit relativo de oxígeno, bien a nivel celular o mitocondrial que da lugar a un funcionamiento limitado del ciclo de Krebs, y por tanto a una limitada capacidad de producción de energía (ATP), lo que no hace sino estimular aun más la glucólisis anaeróbica y con ello la formación de ácido pirúvico. Acido pirúvico que al no poder ser metabolizado a través de la vía aeróbica (por la ya citada limitación del ciclo de Krebs) es convertido en ácido láctico.
Limitación de la actividad enzimática (Enzimas del Sistema Lanzadera), principalmente de la Piruvato Deshidrogenasa, que no pueden dirigir todo el ácido pirúvico producido al ciclo de Krebs. En este caso no sería la limitación del ciclo de Krebs a metabolizar el ácido pirúvico, sino que el ácido pirúvico no llegaría al ciclo de Krebs al producirse una saturación enzimática.
Influencia de las catecolaminas. El sistema Beta-adrenérgico (principalmente la Epinefrina y la Norepinefrina) es un potente estimulador de la glucólisis y por tanto de la producción de ácido láctico. Hay autores que ligan las variaciones en las concentraciones de lactato con las variaciones de estas catecolaminas, hasta el punto de establecerse altas correlaciones (r=0,979) entre el llamado Umbral de Epinefrina y el Umbral de Lactato.


¿QUÉ SUCEDE CON EL ÁCIDO LÁCTICO?

Los niveles de pH (nivel de acidez) en los que puede tener lugar la vida y diferentes procesos biológicos es muy limitado. Dado que las variaciones del ácido láctico dan lugar también a modificaciones en el pH celular y general, el organismo pone en marcha una serie de sistemas y medidas con el fin de neutralizar el propio ácido láctico y sus consecuencias, o incluso llegar a disminuir la glucólisis anaeróbica para disminuir la producción de ácido láctico, como son:




1. A NIVEL INTRCELULAR:

Neutralización. El ácido láctico es neutralizado, principalmente debido al bicarbonato, al fosfato y a las proteinas intramusculares.
Energía aeróbica. Parece que puede haber una entrada de Lactato en la mitocondria y de esta forma ser un combustible de la cadena respiratoria.
















Esta hipótesis que fue propuesta por G.A.Brooks en 1998, se basa en los siguientes puntos: a) En la mitocondria aislada, se produce la entrada y oxidación del lactato, sin que previamente se produzca una conversión del lactato en piruvato; b) Exitencia de LDH en el interior de la mitocondria; c) Presencia de MCT 1 (Transportador Monocarboxílico 1, especializado en el transporte de lactato a través de las membranas) en la membrana mitocondrial. De todas formas ha habido críticas a esta hipótesis de otros autores y laboratorios (Rasmussen y col en 2002; Sahlin y col en 2002) por lo que el futuro y el aumento del nivel de conocimiento serán los que validen o no esta hipótesis.
Bloqueo de la glucólisis anaeróbica. El funcionamiento de las diferentes reacciones químicas para pasar de glucosa a ácido pirúvico con formación de energía, está ligado al funcionamiento de diversos enzimas que catalizan los diferentes pasos. Estos enzimas precisan de unas condiciones idóneas para que puedan desarrollar su labor, y entre estas condiciones figura también el pH. Cuando disminuye el pH intracelular (debido por ejemplo al aumento en la producción de ácido láctico), hay un bloqueo enzimático (principalmente de la fosfofructoquinasa) con lo que la glucólisis anaeróbica deja de tener lugar. Ello contribuye a que no haya un aumento de la acidez del medio intracelular, y que en el curso del tiempo vaya normalizándose el pH (hacia la neutralidad) con lo que nuevamente la glucólisis anaeróbica es posible y puede obtenerse energía mediante la vía anaeróbica láctica.

2. A NIVEL EXTRACELULAR: El exceso de ácido láctico que se va generando en la célula muscular y que no puede ser neutralizado, sale al espacio extracelular gracias a la actuación del transportador MCT1, y sigue varias vías diferentes:
Energía aeróbica. El ácido láctico es reducido a lactato y sale al espacio intersticial, donde es captado por células musculares vecinas de corte más aeróbico (fibras lentas o Tipo I). El ácido láctico es producido principalmente por las fibras musculares rápidas (Tipo II) que se activan de forma importante al alcanzar altas intensidades de trabajo, por lo que fibras oxidativas vecinas y que forman parte del mismo músculo pueden y de hecho metabolizan parte del lactato producido.

Neutralización. El lactato a través del espacio intersticial alcanza la sangre, siendo de esta forma distribuido de forma rápida a todo el organismo. La sangre tiene una capacidad buffer (neutralizante) que es variable y que está en relación con el contenido en bicarbonato, proteinas plasmáticas, fosfato y hemoglobina. La mayor capacidad buffer de la sangre con diferencia, corresponde al bicarbonato y a la hemoglobina, pudiéndose concretar genéricamente en un 70 % de la capacidad buffer derivada del bicarbonato y un 30 % de la capacidad buffer de la sangre debida a la hemoglobina. Lógicamente variaciones en el contenido sanguíneo de cualquiera de estos elementos, va a traer consigo variaciones en la capacidad buffer total de la sangre, así como en la capacidad relativa de cada uno de sus componentes.

Energía aeróbica. Una vez que el lactato circula a través de la sangre por todo el organismo, es captado por diferentes células -principalmente musculares-, que son capaces de convertirlo en piruvato y de esta forma entrar en el ciclo de Krebs para convertirse en una fuente de energía aeróbica.












De esta forma, la utilización del lactato captado en la formación de energía aeróbica, da lugar a un ahorro de la glucosa que se encuentra en esa propia célula. Entre las diferentes células que utilizan este lactato sanguíneo en la producción de energía, cabe destacar:
Las células musculares de aquellos músculos esqueléticos que están trabajando a una intensidad moderada, con lo que son principalmente las fibras lentas de tipo I las que dan lugar a la contracción activa de los músculos, y en su metabolismo aeróbico incorporan el piruvato proveniente del lactato que han captado del torrente sanguíneo. Como hemos comentado anteriormente, esto da lugar a una disminución en la utilización de la glucosa y por tanto un mejor mantenimiento de sus depósitos intracelulares y una menor entrada de glucosa sanguínea, con lo que el mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre en niveles normales (sin que se llegue a producir una hipoglucemia) es más sencillo.

Las células musculares cardíacas que en todo momento utilizan el lactato en la producción de energía. Se considera que en una situación de reposo, el corazón obtiene entre un 10% y 20% de su gasto energético del lactato. En situación de esfuerzo físico con altos niveles de lactato en sangre y de mayor trabajo cardíaco, aumenta todavía más el porcentaje de participación del lactato en la formación de energía alcanzando incluso niveles del 90%, con lo que el corazón se convierte en un gran consumidor de lactato (en torno a 0,5 - 1 mmol/min).
Resíntesis de Glucosa. El lactato sanguíneo además de servir como combustible energético a células musculares e incluso a células nerviosas, es captado por el hígado para entrar en la gluconeogénesis y de esta forma aumentar los depósitos de glucógeno hepático, que es el encargado del mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre.

Eliminación Renal. El riñón interviene en el metabolismo del lactato mediante 2 vías, una la formación de energía para el propio funcionamiento renal tras ser oxidado a piruvato y entrar en el ciclo de Krebs, y la segunda vía es la eliminación a través de la orina cuando las concentraciones de lactato son muy elevadas.
Sudor. El sudor contiene una gran cantidad de ácido láctico, y a pesar de que en el conjunto de la eliminación del lactato sanguíneo esta vía sea muy poco importante, es conveniente tenerlo en cuenta para evitar la contaminación en la toma de muestras sanguíneas para el posterior
análisis del lactato en sangre.

¿CÓMO ENCONTRAMOS LACTATO EN LA SANGRE?

En definitiva, los diferentes procesos de formación, neutralización, difusión, eliminación y utilización del lactato que hemos visto con anterioridad y que en parte se sintetiza en el siguiente cuadro, dan lugar en la práctica a unos procesos de entrada y salida del lactato en la sangre.














El resultado, o la diferencia entre la cantidad de lactato que entra en el torrente sanguíneo y la cantidad de lactato que sale del torrente sanguíneo es la cantidad resultante que encontramos en sangre. Por tanto, el lactato sanguíneo está en relación con ambos procesos de entrada y salida, por lo que no siempre el lactato sanguíneo nos muestra directamente la producción de lactato a nivel muscular, sino que es el resultado final en el que han entrado todos los procesos de neutralización, reutilización,...
Aun así, hay que significar que el lactato que encontramos en sangre está directamente relacionado con el lactato que hay en el interior del músculo, como así han demostrado en diferentes estudios.

El lactato sanguíneo es una medicion muy accequible y fiable, y está siendo utilizada en la programación del entrenamiento, en la evolución del rendimiento físico e incluso en la predicción del rendimiento en algunas disciplinas deportivas.

GLUCÓLISIS ANERÓBICA

Durante la glucólisis anaeróbica, los sustratos utilizados para producir energía son el glucógeno, almacenado en los músculos y el higado y la glucosa sanguineadisponible en cantidades limitadas.
La reserva de glucógeno del organismo puede aumentarsse meiante el entrenamiento y la ingestión de dietas ricas en carboidratos.Cuanto más glucógeno haya en el músculo, más tiempo podrá trabajar éste, hecho que reviste una gran importancia en el trabajo físico de larga duración.

A través de este sistema sólo los hidratos de carbono pueden metabolizarse en el citosol de la célula muscular para obtener energía sin que participe directamente el oxígeno.
Gracias a éste se pueden resintetizar 2 ATP por cada molécula de glucosa.

Proporciona energía suficiente para mantener una intensidad de ejercicio desde pocos segundos hasta 1 minuto. El paso de glucosa al interior celular se realiza por transporte facilitado (difusión facilitada) gracias a un transportador de membrana llamado GLUT 4, y las reacciones de la célula.

Por otro lado parece que el aumento ácidos grasos libres (AGL) limita la captación y el consumo de glucosa en las últimas etapas de un ejercicio prolongado, cuando el glucógeno muscular y la glucemia son bajos.

El paso de glucosa a glucosa 6 fosfato (G6P) en la célula muscular es irreversible por lo que no puede salir de allí.

Durante el catabolismo de glucosa a piruvato en el citoplasma, el rendimiento energético neto equivale a la resíntesis de 6 moléculas de ATP, 2 ATP se forman en citosol( por glucólisis anaeróbica) y 4 ATP en la mitocondria por la reoxidación del NADH, si no se pudiera reoxidar el NADH por esta vía, el piruvato es capaz de hacerlo, reduciéndose a ACIDO LÁCTICO sin que sea necesaria la presencia de oxígeno.

ACIDO PIRUVICO + NADH + H+ = AC. LÁCTICO +NAD

Entonces, a través de la glucólisis anaeróbica sólo se forman 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de ácido láctico que provocan estados de acidosis metabólica cuya consecuencia metabólica es la FATIGA MUSCULAR.

El ácido láctico se disocia totalmente al pH normal de la célula muscular dando lugar a lactato e iones hidrógenos.

Los hidrogeniones deben ser tamponados en la célula para mantener el estado ácido- base.
El bicarbonato (HCO3) es el sistema más utilizado por lo que al unirse con un ion hidrógeno aumenta la producción de dióxido de carbono(CO2) durante el ejercicio intenso.



El depósito de hidratos de carbono en el higado y en el músculo esqueletico está limitado al menos de 2000 Kcal de energía, o el equivalente de la energía necesaria para realizar unos 30 Km de carrera. Los depósitos de grasa sin embargo, exceden de 70 000 Kcal de reserva de energía.


La formación de ácido puruvico a través de la glucólisis anaeróbica conduce al ácido lácctico. Éste permite que los procesos generadores de energía no se detengan y que se pueda realizar ejercicio de elevada intensidad durante un tiempo más prolongado.Sin embargo, llega un momento en que la concentración muscular de ácido láctico es tan elevada que se dificulta el proceso de contracción muscular, lo que obliga a disminuir el ejercicio.


Para poser mantener la contracción muscular, el ácido láctico debe ser eliminado de las fibras musculares en contracción.Este fenomeno se realiza mediante procesos metabólicos que se llevan en la propia musculatura y el higado principalmente.



La metabolización del ácido láctico se produce durante la realización del ejercicio y sobre todo, en los momentos de reposo una vez finalizada la contracción muscular.

domingo, 15 de marzo de 2009

trifosfato de adenosina (ATP)

TRIFOSFATO DE ADENOSINA (ATP)



El ATP constituye una forma de almacenar y producir energía en compuestos o enlaces de alto valor energético.



El ATP es una fuente energética necesaria para todas las formas de trabajo biológico, como la contracción muscular, la digestión , la transmisión nerviosa, la secreción de las glándulas, la fabricación de nuevos tejidos, la crculación de la sangre, etc.



El ATP es la fuente directa de energía para la actividad muscular.



La liberación de energía proviene de la hidrolisis del ATPen difosfato de adenosina (ADP), al separarse los enlacees fosfato mediante la introducción de una molécula de agua (hidrolisis), se obtienegran cantidad de energía: Los fosfatos (ATP-PC), el sistema glucolítico y el sistema
oxidativo

El ATP es una molécula que está formada por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos.

la adenosín-trifosfato es la moneda de cambio de las energías. Es la única molécula que al final se puede convertir directamente en energía. Las otras moléculas, glucosas, grasa,.. por medio de varios procesos (glucólisis anaeróbica o ciclo de Krebs), terminan convirtiéndose en ATP.



Las reservas de ATP en la célula muscular son muy pequeños (5*10!-6 mol/gr) (Fisiología del ejercicio, José López Chicharro) , lo que no da para mas de uno o dos segundos.

Para poder continuar se activa inmediatamente el sistema de los fosfagenos y se consigue la energía a través de la fosfocreatina (PC). Por eso llamamos al sistema inicial de energía ATP-PC.


La adenosina trifostato (ATP) es una molécula que consta de una purina (adenina), un azúcar (ribosa), y tres grupos fosfato. Gran cantidad de energía para las funciones biológicas se almacena en los enlaces de alta energía que unen los grupos fosfato y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos se separan de las moléculas de ATP.

El compuesto resultante de la pérdida de un fosfato se llama difosfato de adenosina, adenosín difosfato o ADP; si se pierden dos se llama monofosfato de adenosina, adenosín monofosfato o AMP, respectivamente. http://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfato

























FUENTES ENERGÉTICAS

METABOLISMO ANAERÓBIO ALÁCTICO

Dado que cuando comienza el músculo a contraerse empieza a haber necesidades de energía para poder resintetizar de esta manera el ATP utilizado, se pone en marcha el proceso de destrucción o utilización de la Fosfocreatina (PC) que es también un compuesto de Alta Energía, y la energía que surge en su descomposición es utilizada para que tenga lugar la reacción Así:

PCreatina --------> Creatina + P + ENERGIA (3)

Y cuando se realizan simultáneamente las reacciones de resíntesis del ATP por esta vía, tenemos:

PCreatina + ADP --------> ATP + Creatina (4)

Es conveniente decir que la utilización de Fosfocreatina en la formación del ATP, no comienza cuando los depósitos de ATP se han agotado, sino que comienza según empieza a utilizarse el ATP, e incluso hay un mayor agotamiento de los depósitos de Fosfocreatina con respecto a los de ATP, tal y como vemos en el gráfico superior.
En ese gráfico se observa cómo ya desde los primeros segundos la disminución de los depósitos de Fosfocreatina es significativa e incluso más acusada que la disminución de los depósitos de ATP; va a ser cuando los depósitos de Fosfocreatina se encuentran en un nivel muy bajo, cuando se exprimen un poco más los depósitos de ATP, aunque sin llegar nunca a agotarse.

A este proceso donde se utiliza la Fosfocreatina para resintetizar el ATP, se le denomina ANAEROBICO ALACTICO.

Anaeróbico porque no necesita Oxígeno para su funcionamiento y Aláctico porque no se produce Acido Láctico;


Este sistema de producción de energía tiene un flujo muy grande, dado que la velocidad de resíntesis del ATP a partir de la Fosfocreatina es muy alta y por ello, la energía por unidad de tiempo que es capaz de formar es enorme, pero por el contrario la cantidad total de energía que es capaz de formar es muy pequeña; esto hace que este sistema se agote rápidamente. El agotamiento de este sistema viene dado por la disminución del sustrato energético (en este caso la Fosfocreatina), de manera que si los depósitos de Fosfocreatina se acaban el proceso no puede tener lugar.
Este modo de formación de energía nos permite mantener la actividad muscular durante aproximadamente 10 segundos (todas las cifras pueden ser variables según los autores), aunque eso sí, intensísimos. Podemos decir pues, que aquellos esfuerzos de muy corta duración y máxima intensidad, como pueden ser los saltos, los lanzamientos, las pruebas de velocidad en diferentes especialidades,... van a ser realizados gracias a esta vía energética.
































sábado, 14 de marzo de 2009

LA OXIDACIÓN

QUE ES LA OXIDACIÓN


OXIDACIONDE PROTEINAS, CARBOHIDRATOS Y LIPIDOS

OXIDACION DE PROTEINAS.



La oxidación de proteinas es un proceso muy complejo, por que susu componenetes ,los aminoacidos contienen nitrogenos, el cual no puede ser oxidado.



La proteinas apenas contribuyen en la producción de energía, salvo en situaciones extremas en la cual otros sustratos se encuentran agotados.



En el organismo solo se oxida el esqueleto hidrocarbonado de las proteínas y el grupo amino pasa al ciclo de la urea y se desprende por la orina. La energía de la oxidación de proteínas es menor que la que se obtiene en la bomba calorimétrica. Si valoramos esta pérdida de energía por urea y el coeficiente de digestibilidad de las proteínas obtenemos el valor de energía neta de 4,05.Esto explica la disparidad entre los valores de energía calórica producida por oxidación de 1 gramo de proteína en la bomba calorimétrica y los valores de Atwater.
Los valores de 9-4-4 son los factores generales de Atwater:1gramo de HC = 4Kcal1 gramo de proteínas = 4Kcal1 gramo de grasas = 9Kcal



El metabolismo celular aeróbico, al utilizar dioxígeno como último aceptor de electrones en la cadena respiratoria causa inevitablemente la producción de Especies Reactivas de Oxígeno (EROs) que oxidan cualquier macromolécula a su alcance (DNA, lípidos y proteínas). La investigación de los mecanismos de oxidación de proteínas se ha intensificado en los últimos 20 años debido a la creciente evidencia que ha correlacionado procesos como el envejecimiento y diversas patologías humanas con el aumento de la oxidación proteica. Las proteínas sufren varios tipos de oxidación; una de ellas, la formación de grupos carbonilo, ha sido utilizada metodológicamente para evaluar el grado de daño oxidativo en diferentes sistemas biológicos. A pesar de que se desconocen los mecanismos que vinculan oxidación proteica y procesos como proteólisis, apoptosis y reproducción nos encontramos cerca de descubrir el papel de la oxidación proteica en la fisiología celular.



OXIDACION DE CARBOHIDRATOS



Los alimentos, a través de complicadas reaccciones quimicas, proveen energíaque sirve para producir ATP. Está energía proviene de los carbohidratos, las grasa y proteinas. Los hidratos de carbono se depositan en el organismo en forma de glucógeno en los músculos y el hígado. El glucógeno pas a la sangre en forma de glucosa que al degradarse, produce ,1 Kcal/g. la oxidación de los carbohidratos implica la puesta en marcha de diferentes reacciones quimicas que completan el proceso de glucólisis, el ciclo de krebs y la cadena transportadora de elctrones o cadena respiratoria mitocondrial. Tanto el ciclo de krebs como la cadena respiratoria mitocondrial se llevan a cabo en el interior de la mitocoondria celular.

El resultado de esto procesos será por lo tanto, agua, anhídido carbónico, y 38 o 34 moles de ATP, dependiendo si viene de la degradación del glucógeno o la glucosa.



La capacidad oxidativa muscular depende de los niveles de enzimas oxidativas, de la composición del tipo de fibra muscular y la disponibilidad del oxigeno.

OXIDACIÓN DE LAS GRASAS.

La oxidación de las grasas comienza on la beta - oxidación de los ácidos grasos libres y a continuación siguen el mismo procesode la oxidación de los carbohidratos: en el ciclo de krebsy la cadena de transporte de electrones. La energía producida por la oxidación de un ácido graso varía en función de la composición química del ácido graso oxidad, pero normalmente es mayor que la energía obtenidapor la oxidación de una glucosa.

La cantidad de oxigeno necesario para oxidar completamente una molécula de glucosa o un ácido grasoes proporcional a la cantidad de carbono de dichas moléculas.

La glucosa (C6H12O6) contiene 6 atomos de carbono.

Durante el proceso de combustión de la glucosa se emplean 6 moléulas de oigeno para producir otras tantas moléculas de gas carbonico (6CO2) y moléculas de agua(6 H2O) y 38 moléculas de ATP.








SISITEMAS DE ENERGÍA



SISTEMA FOSFÁGENOS ATP-PC..

En este sistema, un fosfato inorgánico (Pi) es separado de la fosfocreatina (PC) a traves de la acción de la enzima creatincinasa. El Pi puede combinarse entonces con disfosfato de adrenosina (ADP) para formar ATP. Estas reacciones se producen en ausencia de oxigeno y su principal función es mantener estables los niveles de ATP muscular.
La produción de energía es de 1 mol de ATP por cada mol de fosfocreatina.

SISTEMA DE LOS FOSFAGENOS O SISTEMA ANAERÓBICO ALACTICO:

Proporciona energía en actividad de muy alta intensidad y corta duración, y también al inicio de cualquier actividad física.
Los sustratos más importantes son el ATP y PC; otros son el ADP, AMP, GTP y UTP. Todos tienen enlaces fosfatos de alta energía.

ATP: se hidroliza gracias a la enzima ATPasa ubicada en las cabezas de miosina para desencadenar el desplazamiento de la actina que da lugar a la contracción.
La energía que se libera en la hidrólisis de una molécula de ATP durante el ejercicio es de aproximadamente 7300 calorías (depende de temperatura y pH muscular)

ATP + H2O = ADP +P
Esta energía liberada se utiliza además que para realizar trabajo muscular, también para procesos de síntesis metabólicos y otras funciones celulares.
Sus reservas en la célula se agotarán en 1 segundo durante el esfuerzo físico.

FOSFOCREATINA (PC): permite la resíntesis rápida de ATP, luego de su utilización, ya que la transformación de energía no se llevará a cabo en su ausencia.
Esta resíntesis se realiza mediante una reacción catalizada por la creatinquinasa (CPK)
Que se activa con el aumento de la concentración de ADP

­ ADP + PC + H = ATP + C

Las reservas de PC en la célula muscular se agotarían en 2 segundos durante ejercicios muy intensos si la célula dispusiera solo de este sustrato para mantener el trabajo desarrollado.


Los esfuerzos que caracterizan este sistema de producción de energía son los que se ejecutan a máxima intensidad en un período muy corto (10 segundos o menos). También se denomina inmediato. Este sistema es de gran valor en distancias cortas.
Sin embargo, es necesario tener en cuenta que en los músculos sólo se pueden almacenar pequeñas cantidades de ATP y PC, entre ambos compuestos en su conjunto, si la intensidad de trabajo es muy grande, el esfuerzo sólo podría mantenerse durante un tiempo no superior a 30 segundos, ya que las fuentes energéticas quedarían agotadas. Más allá d
e este punto, los músculos deben depender de otros procesos para la formación de ATP: la combustión de ácido láctico y oxidativa de combustibles.



SISTEMA GLUCOLITICO (ANAERÓBICO LÁCTICO)



Participa en los procesos de glucólisis, a través la glucosa o el glucógeno son transformados en ácido piruvico medeante las enzimas glucolíticas. En este sistema, 1 mol de glucosa produce 3 moles de ATP.


Hidratos de carbono:
Los Hidratos de carbono se convierten finalmente en glucosa, un monosacárido (azúcar de unsola unidad) que es trasportado por la sangre a los tejidos activos (la mitocondria de las células)donde se metaboliza. (Es por esto que las personas con diabetes no deben ingerir grandescantidades de Hidratos de carbono)

Las reservas de glucógeno se encuentran en el músculo y en el hígado y son limitadas, por lotanto pueden agotarse con facilidad, a menos que la dieta contenga una razonable cantidad dehidratos de carbono. Sin una ingestión adecuada de ellos, los músculos y el hígado puedenquedar desprovistos de su principal fuente de energía. (Así se encuentra la explicación de porque
los deportista ingieren grandes cantidades de Hidratos de carbono antes de las competencias)
Este sistema de energía no produce grandes cantidades de ATP. A pesar de esta limitación, las acciones combinadas de los sistemas ATP-PC y glucolítico permiten a los músculos generar fuerza incluso cuando el aporte de oxígeno es limitado. Estos dos sistemas predominan durante los primeros minutos de ejercicio de intensidad elevada.
Otra importante limitación de la glucólisis anaeróbica es que ocasiona una acumulación de ácido láctico en los músculos y en los fluidos corporales.
La energía que se produce a través del metabolismo anaeróbico láctico requiere esfuerzos de gran intensidad y de una duración de uno a tres minutos. Por otro lado, se ha comprobado que el entrenamiento de distancias largas disminuye ligeramente la acción de las enzimas anaeróbicas en el músculo.sistema oxidativo
El mismo nombre lo dice, dentro de este sistema entra a tallar el oxígeno, existe la descomposición completa del glucógeno en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), los cuales producen una cantidad de energía suficiente para elaborar una gran cantidad de moles de ATP.




EL SISTEMA OXIDATIVO






Éste es el más complejo de los tres sistemas energéticos, el proceso mediante el cual el cuerpo descompone combustibles con la ayuda de oxígeno para generar energía se llama respiración celular.




Dado que se emplea oxígeno, éste es un proceso aeróbico. Esta producción oxidativa de ATP se produce dentro de organismos especiales de la célula: las mitocondrias. En los músculos, son adyacentes a las miofibrillas y se hallan también distribuidas por el sarcoplasma.
Los músculos necesitan un aporte constante de energía para producir continuamente la fuerza necesaria durante las actividades de larga duración.




A diferencia de la producción anaeróbica de ATP, el sistema oxidativo produce una tremenda cantidad de energía, por lo que el metabolismo aeróbico es el método principal de producción de energía durante las pruebas de resistencia. Esto impone considerables demandas a la capacidad del cuerpo para liberar oxígeno es los músculos activos.Genera de36 38 moles por cada moleculas de hidratos de carbono grasas y proteinas




Este sistema de energía no produce grandes cantidades de ATP. A pesar de esta limitación, las acciones combinadas de los sistemas ATP-PC y glucolítico permiten a los músculos generar fuerza incluso cuando el aporte de oxígeno es limitado. Estos dos sistemas predominan durante los primeros minutos de ejercicio de intensidad elevada.




Otra importante limitación de la glucólisis anaeróbica es que ocasiona una acumulación de ácido láctico en los músculos y en los fluidos corporales.
La energía que se produce a través del metabolismo anaeróbico láctico requiere esfuerzos de gran intensidad y de una duración de uno a tres minutos. Por otro lado, se ha comprobado que el entrenamiento de distancias largas disminuye ligeramente la acción de las enzimas anaeróbicas en el músculo.



A diferencia de la producción anaeróbica de ATP, el sistema oxidativo produce una tremenda cantidad de energía, por lo que el metabolismo
aeróbico es el método principal de producción de energía durante las pruebas de resistencia. Esto impone considerables demandas a la capacidad del cuerpo para liberar oxígeno es los músculos activos.
http://www.todonatacion.com/ciencias-del-deporte/sisitemas-energeticos.php






PRODUCCIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO

Este sistema es conocido como glucólisis anaeróbica. El término "glucólisis" se refiere a la degradación del azúcar. En este sistema, la descomposición del azúcar ( hidratos de carbono, una de las sustancias alimenticias) provee la energía necesaria con la cual se elabora el ATP, cuando el azúcar sólo está parcialmente descompuesto, uno de los productos finales es el ácido láctico (de ahí el nombre de "sistema del ácido láctico).




La glucosa es el 99% de la cantidad total de azúcares que circulan por la sangre. La glucosa de la sangre procede de la digestión de los hidratos de carbono y de la descomposición del glucógeno hepático.



El glucógeno es sintetizado a partir de la glucosa por un proceso llamado glucogénesis. Se almacena en el hígado o en los músculos hasta que se necesita. En este momento, el glucógeno se descompone en glucosa - 1 - fosfato a través del proceso de la glucogenólisis.
Antes de que la glucosa o el glucógeno puedan usarse para generar energía, deben convertirse en un compuesto llamado glucosa-6-fosfato. La conversión de una molécula de glucosa requiere una molécula de ATP. En la conversión del glucógeno, se forma glucosa-6-fosfato a partir de glucosa-1-fosfato sin este gasto de energía. La glucólisis comienza una vez se ha formado la glucosa-6-fosfato.
La glucólisis produce al final el ácido pirúvico. Este proceso no requiere oxígeno, pero el uso de oxígeno determina el destino del ácido pirúvico formado por la glucólisis.
Al referirnos al sistema glucolítico nos estamos refiriendo a los procesos de glucólisis cuando ocurre sin la intervención del oxígeno. En este caso, un ácido llamado pirúvico se convierte en ácido láctico.
La glucólisis, que es mucho más compleja que el sistema ATP-PC, requiere 12 reacciones enzimáticas para la descomposición de glucógeno en ácido láctico. Todas estas enzimas operan dentro del citoplasma de las células.
La ganancia neta de este proceso es de 3 moles de ATP formado por cada molécula de glucógeno descompuesto. Si se usa glucosa en lugar de glucógeno, el beneficio es de sólo 2 moles de ATP porque se usa 1 mol para la conversión de glucosa en glucosa-6-fosfato.
Este sistema de energía no produce grandes cantidades de ATP. A pesar de esta limitación, las acciones combinadas de los sistemas ATP-PC y glucolítico permiten a los músculos generar fuerza incluso cuando el aporte de oxígeno es limitado. Estos dos sistemas predominan durante los primeros minutos de ejercicio de intensidad elevada.
Otra importante limitación de la glucólisis anaeróbica es que ocasiona una acumulación de ácido láctico en los músculos y en los fluidos corporales.
La energía que se produce a través del metabolismo anaeróbico láctico requiere esfuerzos de gran intensidad y de una duración de uno a tres minutos. Por otro lado, se ha comprobado que el entrenamiento de distancias largas disminuye ligeramente la acción de las enzimas anaeróbicas en el músculo.
Una buena dieta de hidratos de carbono compuestos (papas, frutas, cereales, harinas no refinadas, etc.) facilitará un mejor almacenamiento de glucógeno en el músculo. Los carbohidratos sencillos como la miel, el azúcar, las bebidas gaseosas y las harinas refinadas deben evitarse. Los entrenadores que aconsejan a sus DEPORTISTAS la eliminación en su dieta de todo tipo de hidratos de carbono con el fin de mantener el peso, están privando a éstos de una de las principales fuentes de energía disponible.




El ritmo de utilización de energía de una fibra muscular durante el ejercicio puede ser hasta 200 veces superior al ritmo de uso de energía en reposo. Los sistemas ATP-PC y glucolítico no pueden, por sí solos, satisfacer todas las necesidades de energía. Sin otro sistema de energía, nuestra capacidad para realizar ejercicios puede quedar limitada a unos pocos minutos.



Sistema Oxidativo.




El mismo nombre lo dice, dentro de este sistema entra a tallar el oxígeno, existe la descomposición completa del glucógeno en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), los cuales producen una cantidad de energía suficiente para elaborar una gran cantidad de moles de ATP.
El sistema final de producción de energía celular es el sistema oxidativo. Éste es el más complejo de los tres sistemas energéticos, El proceso mediante el cual el cuerpo descompone combustibles con la ayuda de oxígeno para generar energía se llama respiración celular.
Dado que se emplea oxígeno, éste es un proceso aeróbico. Esta producción oxidativa de ATP se produce dentro de organismos especiales de la célula: las mitocondrias. En los músculos, son adyacentes a las miofibrillas y se hallan también distribuidas por el sarcoplasma.




Los músculos necesitan un aporte constante de energía para producir continuamente la fuerza necesaria durante las actividades de larga duración.
A diferencia de la producción anaeróbica de ATP, el sistema oxidativo produce una tremenda cantidad de energía, por lo que el metabolismo aeróbico es el método principal de producción de energía durante las pruebas de resistencia. Esto impone considerables demandas a la capacidad del cuerpo para liberar oxígeno es los músculos activos.
Oxidación de los Hidratos de Carbono.
La producción oxidativa del ATP abarca tres procesos:
Glucólisis
Ciclo de Krebs
Cadena de transporte de electrones.
Glucólisis




En el metabolismo de los hidratos de carbono, +glucólisis desempeña un papel importante en la producción anaeróbica y aeróbica de ATP.






El proceso de glucólisis es el mismo tanto si hay oxígeno presente como si no. Recordemos que la glucólisis anaeróbica produce ácido láctico y solamente 3 moles de ATP por mol de glucógeno.
No obstante, en presencia de oxígeno, el ácido pirúvico se convierte en un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA).
Ciclo de Krebs. Una vez formado, el acetil CoA entra en el Ciclo de Krebs (ciclo de ácido cítrico), una serie compleja de reacciones químicas que permiten la oxidación completa de acetil CoA. Al final del ciclo de Krebs, se han formado 2 moles de ATP y el sustrato (el compuesto sobre el que actúan las enzimas -en este caso los hidratos de carbono originales-) se ha descompuesto en carbono y en hidrógeno. El carbono restante se combina entonces con oxígeno para formar dióxido de carbono. Este CO2 se difunde fácilmente fuera de las células y es transportado por la sangre hasta los pulmones para ser espirado.



Cadena de transporte de electrones.




Durante la glucólisis, se libera hidrógeno mientras se metaboliza la glucosa, convirtiéndose en ácido pirúvico. Durante el ciclo de Krebs se libera más hidrógeno. si permanece en el sistema, el interior de la célula se vuelve demasiado ácido.






¿Qué le sucede a este hidrógeno?




El ciclo de Krebs va unido a una serie de reacciones conocidas como la cadena de transporte de electrones. El hidrógeno liberado durante la glucólisis y durante el ciclo de Krebs se combina con dos coenzimas: NAS (nicotinamida-adenín-dinucleótido) y FAD (flavo-adenín-dinucleótido). Estas llevan los átomos de hidrógeno hacia la cadena de transporte de electrones, donde se dividen en protones y electrones,al final de la cadena, el H+ se combina con oxígeno para formar agua, impidiendo así la acidificación,los electrones separados del hidrógeno pasan por una serie de reacciones, de aquí el nombre de cadena de transporte de electrones, y finalmente proporcionan energía para la fosforilación de ADP, formando así ATP.









Puesto que este proceso precisa oxígeno, recibe la denominación de fosforilación oxidativa.

Este sistema de energía no produce grandes cantidades de ATP. A pesar de esta limitación, las acciones combinadas de los sistemas ATP-PC y glucolítico permiten a los músculos generar fuerza incluso cuando el aporte de oxígeno es limitado. Estos dos sistemas predominan durante los primeros minutos de ejercicio de intensidad elevada.




Otra importante limitación de la glucólisis anaeróbica es que ocasiona una acumulación de ácido láctico en los músculos y en los fluidos corporales.




La energía que se produce a través del metabolismo anaeróbico láctico requiere esfuerzos de gran intensidad y de una duración de uno a tres minutos. Por otro lado, se ha comprobado que el entrenamiento de distancias largas disminuye ligeramente la acción de las enzimas anaeróbicas en el músculo.