SISTEMAS ENERGÉTICOS

Capacidad que posee el organismo para mantener activos los tres procesos energéticos en todo momento. Pero otorgándole predominancia a uno de ellos sobre el resto de acuerdo a:
* Duración del ejercicio.
* Intensidad de contracción muscular.
* Cantidad de substratos almacenados.

SÍSTEMA DEL FOSFÁGENO-(ANAERÓBICO ALÁCTICO)

*Este sistema proporciona la energía necesaria para la contracción muscular en los ejercicios de muy alta intensidad, pero de corta duración.
*Se le denomina aláctico porque no tiene acumulación de ácido láctico.
*Este sistema está limitado por la reserva de ATP (adenosintrisfosfáto) y PCr (Fosfocreatina)intramuscular , estos compuestos son de utilización directa para la obtención de energía.
*La cantidad de ATP que almacena una célula muscular es tan pequeña que sólo permite realizar un trabajo durante pocos segundos.
La cantidad de ATP que almacena una célula muscular es tan pequeña que sólo permite realizar un trabajo durante pocos segundos
*El ATP debe ser reciclado constantemente en las células , parte de la energía necesaria para la resíntesis de ATP en la célula muscular , se realiza rápidamente y sin presencia de oxigeno.
*El fosfato de creatina posee un enlace de fosfato de alta energía, unas 10.300 calorías por mol , lo cual permite la reconstrucción y de esta manera permitir un mayor periodo de utilización de fuerza máxima.



SÍSTEMA GLUCÓLISIS(ANAERÓBICO LÁCTICO)

*Participa como fuente energética fundamental en ejercicios de submáxima intensidad (entre 80% y 90% de la CMI o capacidad máxima individual).
*Está limitado por las reservas intramusculares de glucógeno como sustrato energético.
*El combustible químico para la producción de ATP. Ese glucógeno almacenado en el músculo .
*Produce menos energía por unidad de sustrato (menos ATP) que la vía aeróbica , es por esto que produce ácido láctico.
*Las etapas iníciales del proceso de la glucolisis se producen sin necesidad de oxigeno.
*Durante este proceso cada molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico y se producen dos moléculas netas de ATP.
*En este proceso el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico debido a la falta de oxigeno.
*Puede formar moléculas de ATP 2,5 veces mayor que el sistema oxidativo.


SÍSTEMA OXIDATIVO(AERÓBICO)

*Energía que proviene de la combinación de oxigeno con azucares y también con grasas.
*Es con la presencia de oxigeno .
*No produce ácido láctico.
*Es la vía metabólica más importante en ejercicios de larga duración.
*Produce 36 ATP porcada molécula de glucosa procesada.
*Una de sus limitaciones es la capacidad de almacenamiento y utilización del glucógeno muscular y hepático y la capacidad de metabolizar grasas y proteínas.

SISTEMA TIEMPO DE PREDOMINANCIA INTENSIDAD (CMI) COMBUSTIBLE
ANAERÓBICO ALÁCTICO 0" - 30" Alta: 90-100% Fosfocreatina (PCr) y ATP
ANAERÓBICO LÁCTICO 30" - 60" Alta-media: 80-90% Glucógeno
AERÓBICO más de 120" Media-baja: hasta el 75% Hidratos de carbono, grasas y proteínas

CONCLUSIONES:

SISTEMA FOSFÁGENO: Es utilizado para esfuerzos musculares breves y de máxima exigencia.

SISTEMA GLUCOLÍTICO: Es utilizado para proporcionar energía en un período moderado de contracción muscular .

SISTEMA OXIDATIVO: Es utilizado para ejercicios de larga duración.

ALGUNAS PÁGINAS RECOMENDADAS.

-http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/atp/

-http://www.youtube.com

-http://www.efdeportes.com/efd41/recup.htm

-http://www.compumedicina.com/medicinadep/md_main.shtml

-http://www.efdeportes.com/efd58/dopaje.htm

-http://www.medicosypacientes.com/files/prensa/adjuntos/MyP.Lista_dopaje.pdf

-http://www.efdeportes.com/efd104/uso-de-esteroides-anabolicos-en-los-centros-fitness.htm

-http://www.compumedicina.com/medicinadep/md_main.shtml

-http://www.siicsalud.com/tit/2011.htm.

AEROBIA Y ANAEROBIA

AEROBIA


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 pirú vico, 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

Etapas de la respiración aeróbica

De modo tradicional, la respiración aerobia se ha subdividido en las siguientes etapas:

Glucolisis

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 pirúvico

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 (ver ecuación general).

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.



ANAEROBIA


La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidorreducción de azúcares y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula, en general inorgánica, distinta del oxígeno. La realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias

Consideraciones generales

En la respiración anaeróbica no se usa oxígeno, sino que para la misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato o el nitrato. En las bacterias con respiración anaerobia interviene también una cadena transportadora de electrones en la que se reoxidan los coenzimas reducidos durante la oxidación de los substratos nutrientes; es análoga a la de la respiración aerobia, ya que se compone de los mismos elementos (citocromos, quinonas, proteínas ferrosulfúricas, etc.). La única diferencia, por tanto radica, en que el aceptor último de electrones no es el oxígeno.
Todos los posibles aceptores en la respiración anaerobia tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que en la respiración aerobia convencional. No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.

Adenosín trifosfato

El trifosfato de adenosina (ATP) es la principal fuente de energía de los seres vivos. El ATP alimenta casi todas las actividades celulares, entre ellas el movimiento muscular, la síntesis de proteínas, la división celular y la transmisión de señales nerviosas. En esta representación gráfica de la molécula de ATP creada en ordenador, se han ilustrado en color naranja los tres grupos fosfato en cuyos enlaces se almacena la energía.

El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP)es un nucleótido básico en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Se encuentra incorporada en los ácidos nucleicos.

Se produce durante la fotosíntesis y la respiración celular, y es consumida por muchos enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula es C10H16N5O13P3

ATP y metabolismo
El acoplamiento entre las reacciones exergónicas que liberan energía al medio y endergónicas (con consumo de energía), en conjunto constituyen el metabolismo celular.
Las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos; de manera que, requieren que se le añada energía a los reactivos (sustratos o combustibles metabólicos), i.e., se le suma energía (contiene más energía libre que los reactivos). Por otro lado, durante las reacciones exergónicas se libera energía como resultado de los procesos químicos (e.g., el catabolismo de macromoléculas). La energía libre se encuentra en un estado organizado, disponible para trabajo biológico útil. Las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas. Las reacciones exergónicas pueden estar acopladas con reacciones endergónicas. Reacciones de oxidación-reducción (redox) son ejemplos de reacciones exergónicas y endergónicas acopladas.
Los organismos pluricelulares del Reino Animal nos alimentamos principalmente de metabolitos complejos (proteínas, lípidos, glúcidos) que degradamos a lo largo del tracto intestinal, de modo que a las células llegan metabolitos menos complejos que los ingeridos.
En la célula son oxidados por una serie de reacciones químicas degradativas (catabolismo). Como productos del catabolismo se obtienen metabolitos simples y energía. Ambos son los precursores para la síntesis de los componentes celulares. Todo el conjunto de reacciones de síntesis se llama anabolismo. En el catabolismo (oxidación) se produce una liberación de electrones que son captados por moléculas transportadoras de electrones como el NAD+ (que al aceptar electrones se reduce a NADH).
Por otra parte, la energía liberada queda retenida en su mayoría en el ATP.
La síntesis (anabolismo) de los compuestos celulares se realiza con los metabolitos simples, utilizando la energía contenida en el ATP y los electrones contenidos en el NADH, ya que éste es un proceso reductivo (toma electrones). El ATP es esa moneda de intercambio energético debido a su estructura química. Cuando se hidroliza libera mucha energía que va a ser captada por las enzimas que catalizan las reacciones de biosíntesis.

Razones químicas de la tendencia a la hidrólisis del ATP [editar]

Las razones químicas de esa tendencia son tres:

Energía de estabilización por resonancia: viene dada por la deslocalización electrónica, es decir, que debido a la distinta electronegatividad entre el P y el O, existe un desplazamiento de los electrones de los dobles enlaces hacia el O. En el enlace doble tienen cierto carácter de sencillo y viceversa.
Pues bien, la energía de estabilización por resonancia es más alta en los productos de hidrólisis que en el ATP. Esto se debe fundamentalmente a que los electrones π (los puntos rojos en los O) de los oxígenos puente entre los P son fuertemente atraídos por los grupos fosfóricos.
La competencia por los electrones π crea una tensión en la molécula; ésta es evidentemente menor (o está ausente) en los productos de hidrólisis. Por lo tanto, hay mayor energía de estabilización por resonancia en los productos de hidrólisis.
Tensión eléctrica entre las cargas negativas vecinas existente en el ATP (las flechas entre los O de los Pi). Esa tensión es evidentemente menor en los productos de hidrólisis.
Solvatación: la tendencia natural es hacia una mayor solvatación. La energía de solvatación es mayor en los productos de hidrólisis que en el ATP.
En la célula existen muchos enlaces de alta energía, la mayoría de los cuales son enlaces fosfato. El ATP ocupa una posición intermedia entre los fosfatos de alta energía.

Una de las más importantes funciones del ATP es dar el paso para que ingresen las sustancias a la celula

MOLÉCULA DE ATP.

El ATP es inestable a ácidos, álcalis y al calor. A pH 7.0 el ATP se encuentra como un anión con cuatro cargas negativas. El fosfato terminal del ATP se puede decir que existe en un estado activado, cuando este fosfato se hidroliza se forma ADP y Pi, dos moléculas de menor contenido energético. El enlace químico que se rompe en esa reacción de hidrólisis se conoce algunas veces como un enlace de alta energía.



¿CUÁL ES LA RAZÓN DE QUE EL ATP TENGA ALTA ENERGÍA DE HIDRÓLISIS?

Los productos resultantes de la hidrólisis, ADP-3 y HPO4-2 se hallan cargados negativamente, por lo que tienen poca tendencia a aproximarse, debido a la repulsión de sus cargas. Es por eso que son más estables que el ATP.

La molécula de ATP-4 a pH 7.0 tiene cargas negativas muy próximas entre sí, lo que ocasiona una fuerte repulsión de sus cargas eléctricas.

Cuando se hidroliza el grupo fosfato terminal desaparece parte de la tensión creada por la repulsión de las cargas eléctricas.

Los productos de la hidrólisis se estabilizan por resonancia.