Elsistemadeaporteyutilizacióndeenergía.Eliminacióndedesechos:Elmetabolismohumano

1ºdeBachillerato

AnatomíaAplicada

Contenidos

Elsistemadeaporteyutilizacióndeenergía.Eliminacióndedesechos:Elmetabolismohumano

Cadavezquenosalimentamos,nuestroorganismocomienzaaprocesarlosnutrientesquehemosingerido.Estosnutrientesseconvertiránenloscomponentesbásicosyelcombustibleenergéticoquenecesitanuestrocuerpopararealizarsusfuncionesycrecer.Elcuerpoobtienelaenergíaquenecesitadelosalimentosatravésdeunprocesodenominadometabolismo.

Adenosíntrifosfato(ATP),moléculaconocidacomola“monedadeintercambioenergético”.ImagendeBenjah-bmm27enWikimediaCommons.DominioPúblico

Enestetemavamosatratarconceptoscomoelcatabolismoyanabolismo,larelaciónentrelosalimentosqueingerimosylaenergíaqueaportanycómoestánimplicadoslosprocesosmetabólicosenlarealizacióndeactividadfísica.

1.Elmetabolismohumano

Elmetabolismo es el conjunto de procesos físicos y químicos que ocurren en el interior de las células que convierte a los nutrientes de losalimentosenlaenergíanecesariaparaqueelcuerporealicetodassusfuncionesvitales,comorespirar,moverse,crecer,reproducirse,realizarladigestión,aumentarlatemperaturacorporal,eliminarlosdesechosyreaccionarantedistintosestímulos.Apartirdelosprocesosmetabólicoselcuerpohumanointercambiamateriayenergíaconelmedioambientequelorodea.Enlasreaccionesfisicoquímicasqueseproducenduranteelmetabolismointervienenunassustanciasdenaturalezaproteínicallamadasenzimas.

RepresentacióntridimensionaldelaenzimafurinaImagendeEmwenWikimediaCommonsbajolicenciaCC

Lasenzimasactúanregulandolavelocidaddelasreaccionesqueseproducendentrodelascélulas:unaenzimahacequeunareacciónquímicaquetranscurreaunavelocidadmuybajatranscurraamayorvelocidadquesinlapresenciadeella.Lasustanciasobrelaqueactúalaenzimasedenominasustrato.Estesustratosufreunatransformaciónquímicaqueesreversibleyseconvierteenunoomásproductosdiferentes.Enlareacciónlaenzimanosemodifica.

Sustrato+enzima↔producto+enzimaEn la siguiente imagen semuestra un gráfico de una reacciónmetabólica: la formación de CO2 y agua a partir de unamolécula de glucosa(C6H12O6) y una de oxígeno (O2). La enzima disminuye la energía necesaria para activar la reacción haciendo que ésta transcurra másrápidamente.

ImagendeKES47enWikimediaCommonsbajoDominioPúblico

Lasenzimasactúanmodificandolasmoléculasdelsustratoparaqueseanmásreactivas,paraqueseunanaotrosátomos,etc

Verdadero Falso

VerdaderoLaenzimaaumentalavelocidaddelareacción.

Verdadero Falso

Falso

Enunareacciónmetabólicaunaenzimahacequeunareacciónquímicaqueseproduceavelocidadmuybajatranscurraamayorvelocidadquesinlapresenciadeella.

Enunareacciónmetabólicalaenzimasemodificaalaparecerlosproductosdelareacción.

PreguntaVerdadero-Falso

Enlasreaccionesmetabólicaslasenzimasnosufrentransformaciónalguna.

Modelosqueexplicanlaformaenqueelsustratoseunealcentroactivodelenzima

Elmodelollave-cerradurasuponequelaestructuradelsustratoy ladelcentroactivosoncomplementarias,delamismaformaqueunallaveencajaenunacerradura.Estemodeloesválidoenmuchoscasos,peronoessiemprecorrecto.

Modelollave-cerraduraImagendeelaboraciónpropia

Enalgunos casos, el centro activo adopta la conformación idónea sólo enpresencia del sustrato. La unióndel sustrato alcentroactivodelenzimadesencadenauncambioconformacionalquedalugaralaformacióndelproducto.Esteeselmodelodelencajeinducido,quesemuestraenlaimagensiguiente:

ModelodelencajeinducidoImagendeTimVickersenWikimediaCommonsbajoDominioPúblico

Objetivos

2.Anabolismoycatabolismo

Elmetabolismosedivideendosprocesos:anabolismoycatabolismo.Enlasiguienteinfografíaseexplicanambosprocesos.

ImágenesdelainfografíaenWikimediaCommonsbajolicenciasCC

Las reacciones anabólicas y catabólicas son procesos que suceden simultáneamente: el catabolismo libera energía y el anabolismo utiliza esaenergíaparalaconstrucciónosíntesisdeproteínasyácidosnucleicosnecesariosparalascélulas.Cuandolaactividadanabólicasuperaalcatabolismo,losorganismoscrecenygananpeso.Estosucedeenlasprimerasetapasdelavida.Porelcontrario, si la actividad catabólica supera al anabolismo, el organismo se deteriora y pierde peso, por ejemplo en el envejecimiento. Cuandoanabolismoycatabolismomantienenunaactividadsimilar,sedicequeelorganismosemantieneenequilibriodinámico.

MetabolismobasalParamedir la energía involucradaes losprocesosmetabólicosusamos la caloríaque, recordemos, esunaunidaddemedidade la energía. Lacaloríaequivalea4,18julios,dondeeljulio(J)eslaunidaddemedidadelaenergíaenelSistemaInternacional.Elmetabolismobasalesunaformademedirlavelocidaddelconsumodeenergíadeunorganismoenformadecalorías.Sedefine como la cantidad de energía producida por un organismo en ayunas y en completo estado de reposo cada 24 horas y a 20º C detemperaturaambiente.Eslamínimacantidaddeenergíaquenecesitanlascélulasparasubsistirysemidedeacuerdoalacantidaddeoxígenoconsumidoduranteesas24horasyalacantidaddedióxidodecarbonoproducido.Cuando el organismo en estado de reposo tiene un gasto calórico inferior al normal, se dice que presenta unmetabolismo basal lento. Laspersonasconestemetabolismosuelentenerproblemasdesobrepesoyobesidad.

Obesidad:metabolismobasallentoImagenenPixabaybajoDominioPúblico

Porelcontrario,cuandoelorganismoenestadodereposopresentaungastocalóricosuperioralnormal,sedicequepresentaunmetabolismobasalrápido.Enlaedaddecrecimientooenpersonasdelgadasodeportistaselmetabolismobasalsueleseralto.Así,parapoderconocercúantascaloríasnecesitaelcuerpotendremosquesumaralasqueprecisapararealizaractividadfísicaomentallasquenecesitaelcuerpoenreposo(metabolismobasal).

Enlaimagenserepresentaunprocesometabólico.¿Cuáles?

PreguntadeElecciónMúltiple

Solución

1.Opcióncorrecta(Retroalimentación)2.Incorrecto(Retroalimentación)

Solución

1.Incorrecto(Retroalimentación)2.Opcióncorrecta(Retroalimentación)3.Incorrecto(Retroalimentación)

Solución

1.Incorrecto(Retroalimentación)2.Opcióncorrecta(Retroalimentación)

Solución

1.Incorrecto(Retroalimentación)2.Opcióncorrecta(Retroalimentación)3.Incorrecto(Retroalimentación)

AnabolismoCatabolismo

¡Correcto!

Repasalainfografía

Lamoléculaqueaportalaenergíaparaqueselleveacabounprocesoanabólicosellama

APTATPPAT

Repasalainfografía

Correcto.Eseladenosíntrifosfato

Repasalainfografía

¿Enquéprocesometabólicosedegradanmacromoléculas,comoloshidratosdecarbonooloslípidos,paraobtenermoléculasmássencillasyATP(energía)?

AnabolismoCatabolismo

Repasalainfografía

¡Bien!Tambiénselellamametabolismodestuctivo

Unapersonaobesasuelepresentarunmetabolismobasal...

NormalInferioralnormalSuperioralnormal

Repasaloscontenidos

¡Bien!

Repasaloscontenidos

3.Principalesvíasmetabólicasdeobtencióndeenergía

Elprocesoparalaincorporacióndelassustanciasnecesariasparaqueseproduzcanlasreaccionesmetabólicasenlossereshumanoscomienzaconlafotosíntesisdelasplantas.Enlafotosíntesis,losvegetalestransformanlaenergíasolarenenergíaquímicaapartirdeldióxidodecarbonoatmosférico,delaguaabsorbidaporlasraícesydelaclorofila,pigmentoverdecaracterísticopresenteenloscloroplastosdelashojas.Deestaforma,lasplantaselaboranglucosacomofuentedeenergíaparasusreaccionesmetabólicas.

FotosínteisImagendeRoRoenWikimediaCommonsbajolicenciaCC

Comolosanimalesylossereshumanosnopuedenrealizarlafotosíntesis,debenincorporarlaglucosaporingestióndevegetalesodeanimalesquesealimentandeplantas.Así,incorporanlaglucosaydemásnutrientescomofuentedeenergíapararealizarsumetabolismo.

Elcuerpohumanoincorporalaglucosaporingestióndevegetalesodeanimalesquesealimentandeplantas.

Cuandoingerimosalimentos,éstoscomienzanadegradarseenlabocaconlamasticación.Cuandolleganalestómagoyalintestinodelgado,losazúcares,grasasyproteínassondegradadosporlasenzimasdigestivasasustanciasmáspequeñascomolaglucosa,ácidosgrasosyaminoácidos.Acontinuación,pasanaltorrentesanguíneoylleganalostejidosdetodoelorganismo.Alllegaralinteriordelascélulas,algunosnutrientessonutilizadosparaconstruirnuevasmoléculas.Elrestoescatalizadoporenzimasparaliberarlaenergíaquecontienenyutilizarlaparalosprocesosvitalesdelindividuo.Parte de esa energía se pierde como calor, y otra parte se guarda en lasmoléculas deATP. El ATP almacena la energía en el hígado, en losmúsculosyeneltejidograsohastaquelascélulaslanecesiten.Lafinalidaddetodoesteprocesoesproducirlamateriaprimaylaenergíaqueunservivonecesitaparacrecer,reproducirse,generarcaloryrealizartodaslasfuncionesvitales.

Actividad

3.1.Alimentosyenergía

Para cubrir las diversas necesidades energéticas, el organismo utiliza los diferentes nutrientes contenidos en los alimentos: glúcidos, lípidos yproteínas.Elagua,losmineralesylasvitaminastambiénsonnutrientes,peronoproporcionanenergíaalorganismo.Veamosacontinuacióncómoaportanenergíaalorganismo.GlúcidosLosglúcidos,tambiénllamadoscarbohidratososacáridosestánpresentesencasitodoslosalimentosqueingerimosysuprincipalfunciónesproporcionarenergíainmediatayestructural.Losglúcidoscomplejos,polisacáridos,comoelalmidóndelosvegetalesycerealesyelglucógenodelacarneyotrostejidosanimales,serompenenglúcidossimplesantesdeserabsorbidos.Lacelulosa,elprincipalcomponentedecasitodoslostejidosvegetalesesunaimportanteexcepciónaesteprincipio,puesatraviesanuestrosistemadigestivosinserfragmentado.

GranosdealmidónencélulasdepatataImagendePhilippaUwinsenWikimediaCommons.LicenciaCC

EstructuradelglucógenoImagendeMaksimenWikimediaCommons.DominioPúblico

Lacelulosayotrospolisacáridosnodigeribles, tambiéndenominados fibradietética, facilitan elprocesodigestivo.Estádemostradoqueunadietaricaenfibrareduceelriesgodemuchostiposdecáncer,incluidoelcáncerdecolon.El glúcido más usado por las células humanas como fuente de energía es el monosacárido glucosa (es un carbohidrato sencillo). Otrosmonosacáridosimportantessonlafructosaylagalactosa,quesonusadosparaconvertirseenglucosaenlascélulasdelhígado.

GlucosaImagendeNEUROtickerenWikimediaCommons.DominioPúblico

Elorganismometabolizalosglúcidosenprocesoscatabólicosyanabólicos.Dadoquelamayoríadelascélulashumanasusanlosglúcidos(sobretodolaglucosa)comocombustiblefundamental,catabolizanlamayorpartedelosmismosysóloanabolizanunapequeñaporción.Lossiguientesalimentossonricosenglúcidos:loscerealesylaslegumbres,laspatatas,losderivadoslácteos(exceptoelqueso),lasfrutas,ylosalimentosdulces(pasteles,bollería,chocolate,etc.)entreotros.

Elglúcidomásusadoporlascélulashumanascomofuentedeenergíaeselmonosacáridoglucosa.

LípidosLoslípidossonuntipodecompuestosorgánicosqueincluyengrasas,aceitesyotrassustanciassimilares.El producto del metabolismo de los lípidos es el glicerol y los ácidos grasos, que más tarde se convierten en triglicéridos, fosfolípidos ycolesterol.Lostriglicéridosestánpresentesencasitodoslosalimentosqueingerimosyconstituyenlaprincipalreservaenergéticadelcuerpohumano(sonunafuentedeenergíaalargoplazomáseficientequeloscarbohidratos).Losfosfolípidossonloscomponentesprincipalesdelasmembranascelularesdetodoslosseresvivos:todaslasmembranasplasmáticasactivasdelascélulasposeenunabicapadefosfolípidos.

Actividad

BicapalipídicaenlasmembranascelularesImagendeBensaccountenWikimediaCommons.DominioPúblico

Elcolesterolsólosedaenalimentosdeorigenanimal,ysuconcentraciónvaríamucho,siendomuyelevadaenelhígadoolasyemasdehuevo.Las grasas, además de ser básicos en la constitución de lasmembranas celulares, también son importantes como fuente energética y en laabsorcióndelasvitaminascomolaA,D,EyK.Sealmacenanencélulasespeciales, losadipocitos,que formanpartedel tejidoadiposo.Elcatabolismode los lípidosproducecompuestosdecarbonoquealdegradarseformandióxidodecarbonoyagua,igualqueloscarbohidratos.Los siguientes alimentos son ricos en lípidos: aceites,mantequilla, nata,margarina,mayonesa, el aguacate, las aceitunas, los frutos secos; labollería,loschocolates,laspatatasfritas,lascarnes,pescadosyderivadoslácteosgrasos(enparticular,elqueso),huevosylamayorpartedelosembutidos.

ProteínasLasproteínassonunasmoléculasmuylargascompuestasporaminoácidos.Lasproteínasseensamblanapartirdeunaagrupaciónde22tiposdiferentesdeaminoácidos,delosque10sedenominanesencialesyaqueelorganismonopuedeproducirlosydebensercaptadoscomopartedelosalimentos. La carenciadeestosaminoácidosen ladieta limitael desarrollodel organismo, yaquenoesposible reponer las célulasde lostejidosquemuerenocreartejidosnuevos,enelcasodelcrecimiento.

AminoácidosformandopartedelaestructuradeunaproteínaImagendeNHGRIenWikimediaCommons.DominioPúblico

Tantolosaminoácidoscomolasproteínascompletasaparecenenladietadediversasmaneras.Lacarneyotrostejidosanimalesricosenproteínascontienenlosaminoácidosesenciales,mientrasquelasplantasuotrasfuentesnoanimalesnoloscontienentodos.Porellosesimportantequeladietaincluyacarneydiversosvegetalesparaquenosproporcionetodoslosaminoácidosesencialesparaelorganismo.Lostejidosvegetalesquesonmuyricosenproteínassonlasgramíneas,lasnuecesylaslegumbres.Enelmetabolismoproteico,elanabolismo es loprincipal y el catabolismoes secundario, al contrarioqueenelmetabolismode los lípidos yglúcidos.Lasproteínassonlosprincipalesalimentosconstructoresdetejidoy,porotraparte,gobiernanelfuncionamientocorrectodelorganismo(enformadehormonas,enzimas,anticuerpos,neurotransmisores,inmunoglobulinas,etc.).

UnidadesdeenergíausadasenlosprocesosmetabólicosLaenergíacontenidaenlosalimentosseexpresaenkilocalorías(kcal).Unakilocaloríaequivalea1000calorías(1cal=1000cal).La kcal seusaen lamedicióndelmetabolismoenergético.Otra formadeexpresiónesmedianteel julio.Como fue señaladoanteriormente, 1caloríaequivalea4,184J.Porlotanto,1Calesiguala4184julioso4,184kilojulios(kJ).Cadagramodeglúcidoscontiene4kcal,mientrasqueungramodeproteínasproduce4kcalyungramodelípidos9kcal.

Verdadero Falso

FalsoNoescierto.Lacelulosaesunpolisacáridonodigerible.

Verdadero Falso

Verdadero

Lacelulosaescatabolizadoenglúcidossimplesantesdeserabsorbidoporelcuerpo.

Elglúcidomásusadoporlascélulashumanascomofuentedeenergíaeselmonosacáridoglucosa.

Elcolesterolconstituyelaprincipalreservaenergéticadelcuerpohumano.

PreguntaVerdadero-Falso

Verdadero Falso

FalsoLostriglicéridossonlosqueconstituyenlareservaenergéticadelcuerpohumano.

Verdadero Falso

FalsoEsalrevés.Elanabolismoesloprincipalyelcatabolismoessecundario.

Enelmetabolismoproteico,elcatabolismoesloprincipalyelanabolismoessecundario.

4.Metabolismoenergéticoyactividadfísica

Laenergíaqueseconsigueatravésdelosdiferentesprocesosmetabólicossededicaamantenerlosprocesosfisiológicosbásicosdelcuerpoy,también,aresponderalasdemandasgeneradasporactividadescotidianasdelorganismo.Enelejerciciofísico,elórganoencargadoderealizarelmovimientoeselmúsculo,querecibelaenergíadelmetabolismodelosglúcidos,lípidosyproteínasquenosproporcionanlosalimentos,comosevioenelapartadoanterior.

ImagenenWelcomeImages.LicenciaCC

Elorganismonousalaenergíaprocedentedelosalimentosdirectamenteparalacontracciónmuscular,sinoquelaacumulaprimeroenformadeATP (adenosín trifosfato),compuesto formadopor tresgrupos fosfatoyque representaenelcuerpohumano launidadbásicadeobtencióndeenergía.

MoléculadeATPImagendeNEUROtickerenWikimediaCommons.DominioPúblico

ElATP(adenosíntrifosfato)representaenelcuerpohumanolaunidadbásicadeobtencióndeenergía.

LadescomposicióndeATPparaproducirenergíasedenominahidrólisis,yaquerequiereagua,yseobtieneADP(adenosíndifosfato)másungrupofosfatolibre,liberandolaenergíaquelemanteníaunidaestamolécula,energíaquímicaqueestransformadaenenergíamecánicalacualproducelacontracciónmuscularyelmovimiento.

Imagendeelaboraciónpropia

Esta reacción es reversible, de tal forma que a partir de ADP y un grupo fosfato, aportando energía, se pude obtener ATP que pude seralmacenadoenlascélulasparautilizarlocuandoseprecise.

FormacióndelATPImagendeRoRoenWikimediaCommons.DominioPúblico

Actividad

LafibramuscularutilizaelATPduranteelestadodereposoparallevaracabolasfuncionesmetabólicasbasalesdecualquiercélula.Sinembargo,durantelacontracción,lasnecesidadessonmayores,yserequiereunaportedeenergía.Las reservas musculares de ATP son limitadas y condicionan al mantenimiento de la función muscular a que el ATP se vaya regenerandoconstantemente.EnelsiguienteepígrafeseveráquéprocesosdeproduccióndeenergíaconsiguenobtenerATP.

4.1.Metabolismosanaeróbicoyaeróbico

Comosehavisto,entodaactividadfísicaintervienesiemprelamoléculafundamentalenlaproduccióndeenergía:elATP.ElATPesgeneradoapartirdedosrutasdiferentes:

Lasrutasanaeróbicas,dondelasíntesisdelosalimentosnoprecisadelaintervencióndeloxígeno.Encontramosdosrutas:

1.Sistemadelosfosfágenos.2.Glucólisis.

Lasrutasaeróbicas,tambiénllamadasoxidativas,enlasqueintervieneeloxígeno.

Elaboraciónpropia

ElATPsegeneraapartirdedosrutasdiferentes:laanaeróbica,quenoprecisadeoxígeno,ylaaeróbicaenlaqueintervieneeloxígeno.

RutasanaeróbicasparalaobtencióndeATPElusodelavíaanaeróbicaparaobtenerATPsuponelaausenciadeoxígenoenlasreaccionesmetabólicas.ElATPseconsiguerápidamente,perosonvíasquetambiénseagotanconrapidez.Encontramosdosrutasanaeróbicas:

1.Elsistemadefosfágenos

EnesteprocesointervienenelATPylafosfocreatinaoPCrqueesunasustanciaquetambiénescapazdealmacenarenergía.LafosfocreatinaestápresenteenelmúsculodondepuedealmacenarsehastatresvecesmásqueelATP.Cuandosecatalizalafosfocreatinasegeneracreatina,ungrupofosfatoyenergíaqueseutilizaparaunirelfosfatoliberadoconunamoléculadeADPyproducirdeestamaneraATP.

MoléculadefosfocreatinaImagendeBenjah-bmm27enWikimediaCommons.DominioPúblico

El organismoutiliza el sistemade fosfágenos cuandoprecisa realizarmovimientosdondeesmás importante la rapidez en la disposiciónde laenergíaquelacantidaddelamismaquesegenera.Estesistemaanaeróbicotienedosgrandesventajas:

1.Nogeneraacumulacióndeácidolácticoenlosmúsculos,porloquetambiénseleconocecomosistemaanaeróbicoaláctico.Elácidolácticoenexcesoesengranparteresponsabledelaaparicióndelafatiga.2.Produceungranaportedeenergíapermitiendorealizarejerciciosaunaintensidadmáxima,peroduranteuntiempocorto(nomásde8-10segundos).

UnejemplodeactividadfísicadondeestáfuertementeimplicadoelsistemadefosfágenoseselcadavezmáspopularizadoCrossFit.

Actividad

ElCrossfitrequieredeproducciónmuyrápidadeATP

2.Catabolismoanaeróbicodelaglucosa:glucólisisanaeróbica.CuandolasreservasdeATPyPCrseagotan,elmúsculosintetizaATPapartirdelaglucosaenunprocesoquímicoenausenciadeO2:laglucólisisanaeróbica.La glucosa procede del torrente sanguíneo o de los almacenes de glucógeno que hay en la fibra muscular. Sumetabolismo se realiza en elcitoplasma y consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a lamolécula de glucosa en ácido pirúvico y se producen 2moléculasdeATP.Elácidopirúvicoescapazdeseguirotrasvíasmetabólicasyasícontinuarentregandoenergíaalorganismo.Enausenciadeoxígeno,elácidopirúvicosetransformaenácidolácticodenominándoseesteprocesofermentaciónláctica.

GlucólisisanaeróbicaElaboraciónpropia

LasventajasquepresentaestesistemasonlarapidezenlaproduccióndeATPysuduración,queesmayorqueelsistemadefosfágenos.Apesardequeseconsigueunamayorcapacidaddemantenerelrendimientofísicodelindividuo(entre1y3minutos)setratadeunavíainsuficienteparaafrontarejerciciosdeciertaintensidadymuyprolongadoseneltiempo,comoesunacarreradelargadistancia.

RutasaeróbicasparalaobtencióndeATPLaproducciónanaeróbicadeATPes ineficazparaesfuerzosmuscularesenejerciciosdeduración superior aunosminutos.En consecuenciaelmetabolismoaeróbico,queesaquelenelque intervieneeloxígeno, es laprincipalvíadeproduccióndeenergíadurantecualquieractividadfísica.El aporte deO2 almúsculo es esencial paramantener un alto índice de producción de energía y amedida que la intensidad de la actividadaumenta la producción oxidativa de ATP también lo hace. Se puede decir que conociendo el oxígeno que se consume se conoce el valor delmetabolismoaeróbico.Larutaaeróbicaofrecelaposibilidaddemetabolizarcompletamenteenpresenciadeoxígeno,glucosa,ácidosgrasosyalgunosaminoácidosparaobtenerATP.Veamoselcatabolismodecadaunodeellos.Catabolismoaeróbicodelaglucosa:glucólisisaerobia.Conestavíaseobtieneunrendimientomuysuperioralobtenidoporlasvíasanaeróbicas.EsunprocesoidénticoalavíaanaerobiaconlasalvedaddequelapresenciadeoxígenoimpidelatrasformacióndepiruvatoenlactatoeinciándoseacontinuaciónunaseriedereaccionesqueformanelllamadociclodeKrebs.LosproductosfinalesdelametabolizacióndelaglucosaenpresenciadeO2sonelagua,queelorganismopuedereutilizaroeliminarmedianteelsudorolaorinayelCO2queesexpulsadoporlospulmones.

Esteprocesoserealizaenlasmitocondriasdelascélulasyseleconocetambiéncomorespiracióncelular.

MitocondriaImagendeF.FontouraenWikimediaCommonsbajoDominoPúblico

Enestecatabolismoporcadamoléculadeglucosaseobtienen36moléculasdeATP:

EstesistemarepresentalaformamáslentadeobtenerATP,peropuedegenerarenergíadurantemuchashorasporloqueintervienecuandounapersonarealizaesfuerzofísicoduranteuntiempoprolongado.CatabolismoaeróbicodeloslípidosLoslípidosrepresentanelalmacénprincipaldeenergíadelcuerpo.Lacantidaddisponibleparaobtenerenergíaesmuchomayorenloslípidosqueenglúcidosyproteínas.Aunque una parte de la grasa está depositada en todas las células, el elemento quemásmoléculas de ácidos grasos suministra es el tejidoadiposo,cuyosadipocitosestánespecializadosenlasíntesisyalmacéndelostriglicéridos.

AdipocitosImagendeReytanenWikimediaCommons.LicenciaCC

El catabolismo de los triglicéridos produce una molécula de glicerol y tres de ácidos grasos (para ello se encarga la enzima lipasa). AmboscompuestossecatabolizanpordiferentesprocesosquímicosgenerandoATP.Comparando la producción de ATP de los lípidos frente a los glúcidos, mientras que el catabolismo de una molécula de glucosa genera 36moléculasdeATP,elcatabolismodeunamoléculadegrasagenerauntotalde463moléculasdeATP,esdecirunas13vecesmayor.CatabolismoaeróbicodelasproteínasLacontribucióndelasproteínasenlaobtencióndeenergíaduranteelreposoesnuloyduranteelejercicioesmínima.Noobstante,enalgunosejercicios,elpapelquejueganlasproteínasadquiereimportancia,pudiendollegarasuponerhastael15%delaenergíautilizada.

Verdadero Falso

FalsoEsenlasrutasanaeróbicasdondeelATPseconsiguerápidamente,aunquetambiénseagotaconrapidez.

Verdadero Falso

Verdadero

Verdadero Falso

VerdaderoCierto.Producehasta18vecesmás(36moléculasdeATPenlaaeróbicafrentea2delaanaeróbica).

Verdadero Falso

FalsoUnamoléculadegrasagenerauntotalde463moléculasdeATP,esdecirunas13vecesmásqueladeunamoléculadeglucosa.

EnlarutaaeróbicaelATPseconsiguerápidamenteperotambiénseagotaconrapidez.

Elorganismoutilizaelsistemadefosfágenoscuandoprecisarealizarmovimientosdondeesmásimportantelarapidezenladisposicióndelaenergíaquelacantidaddelamismaquesegenera.

LaglucólisisaeróbicaproducemásATPquelaanaeróbica.

Elcatabolismodelosglúcidosgeneramásenergíaqueeldeloslípidos

PreguntaVerdadero-Falso

4.2.Lafatigaysurecuperación

LafatigaAlrealizarunaactividadfísica,lafatigapuedeaparecerendiferentessituaciones.Porejemplo,podemoshablardefatigacuandonosreferimosauncorredordevelocidadquenopuedemantenerundeterminadoritmodecarrera,ocuando,despuésdevariassesionesdeentrenamientoeldeportistanopuedemantenerunaintensidaddetrabajo.Puedetratarsedelafatigarespectoaungrupoconcretoylocalizadodemúsculos,obienaunasituacióndecansanciogeneralizada.

ImagenenPixabay.DominioPúblico

Desdeelpuntodevistafisiológico,enelestadodefatigadisminuye lavelocidaddelcatabolismodeATPyenlasfibrasmuscularesdisminuyeautomáticamentelapotenciadeltrabajoqueserealiza.El organismo, paramantener el nivel necesario deATP, intensifica laglucólisis e interviene el catabolismo de los compuestos proteicos. Alfatigarselosmúsculos,seagotanlasreservasdesustratosenergéticosyseacumulanlosproductosdeladescomposición(comoelácidoláctico)yseobservanbruscoscambiosdelmediointracelular.Enestecaso,sealteralaregulacióndelosprocesosvinculadosalabastecimientoenergéticodelosmúsculosmanifestándoseestosdesajustesenlaactividaddelossistemasderespiraciónpulmonarydecirculaciónsanguínea.

ElestadodefatigadisminuyelavelocidaddelcatabolismodeATP

CausasysíntomasdelafatigaSepuedenenumerarvariascausasporlasqueaparecelafatiga:

Elaboraciónpropia

Cuandoestamosfatigadospodemosencontrarnosconalgunodelossiguientessíntomas:

Actividad

SíntomasdelafatigaElaboraciónpropia

Fatigaagua,subagudaycrónicaDentro de los posibles estados de fatiga, podemos realizar una clasificación de lamismadesde el punto de vista del tiempo de aparición. Asípodemosdistinguir:fatigaaguda,fatigasubagudayfatigacrónicaosíndromedesobreentrenamiento:FatigaagudaLaaparicióndelafatigaagudaocurredurantey/odespuésdeunasesiónintensadeejercicios,entrenamientoocompeticiónqueexcedeelniveldetoleranciaalesfuerzodeunmúsculo.Enestetipodefatigalosmecanismosdeproducciónserándiferentesdependiendodesiesunejerciciodecortaduración,velocidadofuerza,osiesunejercicioconpredominanciaaeróbica.Esta fatiga suele estar acompañada de lesión del tejido muscular, afectando solamente a los músculos involucrados en el ejercicio.Dependiendode la intensidad,puedemanifestarseentre las8y72horassiguientes,uncuadrode inflamaciónmuscular,comúnmente llamado"agujetas",conaumentodeenzimasmuscularesensangreydolenciamuscular.Todoelloesdebidoamicrolesioneseneltejidomuscular.

LesiónMuscularImagendeStevenPisanoenWikimediaCommons.LicenciaCC

FatigasubagudaTambiénllamadadesobrecarga.Ocurrecuandoelesfuerzosehaproducidocuandoel individuorealizanivelesdeactividad física ligeramentemásaltosalosqueestabapreviamenteadaptado.Enrealidadestetipodefatigaesnecesariaparaestimularlaadaptacióndelorganismoanteunejerciciofísico.FatigacrónicaosíndromedesobreentrenamientoAparece como resultado de un largo e intenso proceso de actividad física que ocasiona un estado permanente de fatiga que lleva alsobreentrenamiento.Enlosdeportistas,aparecetranscurridosvariosciclosenlosquelarelaciónentrenamiento-competiciónyrecuperaciónsevadesequilibrando,ocasionandouncuadrodefatigaquesiempreconllevalacaídadelrendimiento.Estetipodefatigasiempreesglobal.Sediferenciadelasubaguda,másqueenelcuadrodesíntomas,enladuraciónygravedaddelosmismosyeneltiempoquevaanecesitarelsujetoparasurecuperación.

LafatigacomomecanismodedefensaEsimportanteconcebirlafatigacomounmecanismodedefensaqueseactivaanteeldeteriorodedeterminadasfuncionesorgánicasycelularespreviniendolaaparicióndelesionescelularesirreversiblesynumerosaslesionesdeportivas.Deestamanera,podemosconsiderarlafatigacomounasituacióndealarmadelorganismo,quebuscaprevenir larealizacióndeesfuerzosporencimadesuslímites,tratandodeprevenirdeteriorosorgánicosirreversibles.Ensentidodeportivoes"ladisminucióntransitoria(reversible)delacapacidadde rendimiento"que impideque laactividaddeportivase realiceconelvolumen, la intensidad, lacoordinacióno laprecisiónque lamismarequiere.

RecuperacióndelafatigaPararecuperarsedeunprocesodefatigaesaconsejabletomarunaseriedemedidascomolasquesecitanacontinuación:

Descansoydescenderelritmoeintensidaddelosentrenamientosduranteunosdías.Tomarcomplejosvitamínicoscompensatorios.Alimentaciónricaenproteínasyglúcidos.Reponersalesminerales.Sueñosuficientementereparadorde8a10horasdiarias.Masajerecuperadorparaayudaraeliminardelcuerpoelexcesodetoxinas.

Verdadero Falso

Falso

Verdadero Falso

Verdadero

Verdadero Falso

Falso

Verdadero Falso

Verdadero

Lassiguientesfrasesacercadelafatiga,¿sonverdaderasofalsas?

ElestadodefatigadisminuyelavelocidaddelanabolismodeATP

Unadelascausasdelafatigaeseldescensodelniveldeoxígenocelular.

Conlafatigadisminuyelapresiónarterialyelpulsobasal

Lafatigaagudasueleiracompañadadelaaparicióndeagujetas.

PreguntaVerdadero-Falso

Resumen

Elmetabolismoeselconjuntodeprocesosfísicosyquímicosqueocurrenenel interiorde lascélulasqueconviertea losnutrientesdelosalimentosenlaenergíanecesariaparaqueelcuerporealicetodassusfuncionesvitales.Lasenzimassonsustanciasproteínicasquetienenporfunciónactivar,controlaryfinalizartodaslasreaccionesmetabólicasquesucedenenelorganismo,regulandosuvelocidaddeacción.La sustancia sobre laqueactúa laenzimasedenominasustrato. Este sustrato sufreuna transformaciónquímicaqueesreversibleyseconvierteenunoomásproductosdiferentes.Enlareacciónlaenzimanosemodifica.

Elmetabolismopuededividirseendosprocesosbiendiferenciados:

anabolismo:reaccionesquímicasdelacélulacuyoobjetivofundamentaleslasíntesis(construcciónoelaboración)desustancias complejas a partir de sustancias más simples. Requiere de energía proporcionada por el ATP (adensíntrifosfato),sustanciadealtocontenidoenergético.

catabolismo:reaccionesquímicasdondelascélulasdescomponeno“degradan”lasmacromoléculasdecarbohidratos,grasasyproteínasylastransformanensustanciasmássimples,liberándoselaenergíaalmacenadaenellas.

Imagendeelaboraciónpropia

Elmetabolismobasalesunaformademedirlavelocidaddelconsumodeenergíadeunorganismoenformadecaloríasyrepresentalaenergíaqueconsumeelorganismoenestadodereposo.Laspersonasconmetabolismobasalinferioralnormaltiendenatenersobrepeso.

Lasplantaselaboranglucosacomo fuentedeenergíaparasus reaccionesmetabólicasa travésde la fotosíntesisyelserhumanoincorporalaglucosaydemásnutrientescomofuentedeenergíapararealizarsumetabolismoingiriendovegetalesoanimalesquesealimentandeplantas.

GlucosaImagendeNEUROtickerenWikimediaCommons.DominioPúblico

Paracubrir lasnecesidadesenergéticaselorganismoutiliza losdiferentesnutrientescontenidosenlosalimentos:glúcidos,lípidosyproteínas.Lamayoríadelascélulashumanasusanlosglúcidos(sobretodolaglucosa)comocombustiblefundamental,catabolizanlamayorpartedelosmismosysóloanabolizanunapequeñaporción.

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Los lípidos se metabolizan obteniéndose el glicerol y los ácidos grasos, que más tarde se convierten en triglicéridos,fosfolípidos y colesterol. Además de ser básicos en la constitución de las membranas celulares, los lípidos también sonimportantescomofuenteenergéticayenlaabsorcióndelasvitaminas.Enlasproteínaselanabolismoesloprincipalyelcatabolismoessecundario,alcontrarioqueenelmetabolismodeloslípidosy glúcidos. Las proteínas son los principales alimentos constructores de tejido y gobiernan el funcionamiento correcto delorganismo.

El organismo no usa la energía procedente de los alimentos directamente para realizar ejercicio físico (a través de losmúsculos), sino que la acumula primero en forma deATP (adenosín trifosfato). La descomposición de ATP para producirenergíasedenominahidrólisisyseobtieneADP(adenosíndifosfato)másungrupofosfatolibre,liberandoenergía.

El ATP se genera a partir de dos rutas diferentes: la anaeróbica, que no precisa de oxígeno, y la aeróbica en la queintervieneeloxígeno.En la ruta anaeróbica el ATP se consigue rápidamente, pero también se agota con rapidez. Encontramos dos rutasanaeróbicas:

Elsistemadefosfágenos,dondeademásdelATPintervienelafosfocreatina,oPCrqueesunasustanciaquetambiénescapazdealmacenarenergía.Estarutalausaelcuerpocuandoprecisarealizarmovimientosdondeesmásimportantelarapidezenladisposicióndelaenergíaquelacantidaddelamismaquesegenera.Laglucólisisanaeróbica,queseusacuandolasreservasdeATPyPCrseagotan.ElmúsculosintetizaATPapartirde

laglucosaenausenciadeO2.En la reacciónquímica,unamoléculadeglucosasecatabolizaendosmoléculasATPyademásseproduceácidopirúvico.

La ruta aeróbica ofrece la posibilidad de metabolizar completamente en presencia de oxígeno, glucosa, ácidos grasos yalgunosaminoácidosparaobtenerATP.Enestarutasecatabolizanglúcidos(produciéndosehasta13vecesmásATPqueporlavíaanaeróbica),lípidosyproteínas.Lafatigaesunestadoenelqueentraelorganismocuandorealizaunejerciciofísicoporencimadelniveldetoleranciaalesfuerzodeunmúsculootrasunlargoeintensoprocesodeactividad.Elprocesoderecuperacióndelafatigapasaportomarmedidascomoeldescansoodescenderelritmoeintensidaddelosentrenamientosdurantevariosdías,latomadecomplejosvitamínicoscompensatoriosylareposicióndelassalesmineralesperdidastraselejercicioentreotros.

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