Transcript metabolismo muscular

BIOQUÍMICA DE
LA
CONTRACCIÓN
MUSCULAR
Bioquímica de la
contracción muscular
• El músculo es el principal
transductor bioquímico que
convierte la energía potencial
(química) en energía cinética
(mecánica).
Estructura del músculo
organización muscular
FIBRA MUSCULAR:
•
•
•
•
•
•
•
•
• Unidad estructural y funcional del músculo estriado.
Constituída por:
Sarcolema;
Sarcoplasma;
Retículo Sarcoplasmático;
Gránulos de glucógeno;
Lípidos;
Mioglobina;
Fosfocreatina;
Proteínas contráctiles.
ORGANIZACIÓN MUSCULAR:
• El sarcómero es la unidad funcional del músculo y
está comprendido entre dos líneas Z…
Míofibrilla
ORGANIZACIÓN MUSCULAR:
• Las míofibrillas, vistas con microscopia electrónica,
están constituídas por 2 clases de míofilamentos:
gruesos y delgados.
ORGANIZACIÓN MUSCULAR:
ORGANIZACIÓN
MUSCULAR:
• Los filamentos gruesos, confinados a la banda A, se
componen principalmente de miosina.
• Los filamentos delgados se ubican sobre la banda I
y se extienden hasta la banda A, pero no abarcan
la zona H. Poseen actina, tropomiosina y troponina
y se encuentran alrededor de filamentos gruesos
de miosina.
ORGANIZACIÓN MUSCULAR:
FILAMENTO FINO
Tropomiosina
Troponina
CADENA DE ACTINA
Actina G
MÍOFILAMENTOS GRUESOS:
• Constituído x 300 moléculas de miosina;
• 2 cadenas polipeptídicas helicoidales
enrolladas;
• Porción globular y longitudinal;
• Cuello.
INTERACCIÓN ACTINA-MIOSINA:
S1
DISPOSICIÓN DE LOS FILAMENTOS EN EL MÚSCULO ESTRIADO:
Músculo
relajado
Los sarcómeros se acortan
con la contracción
Músculo
contraído
Las bandas H e I se acortan
MECANISMO MOLECULAR DE LA
CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:
• La contracción muscular consiste en la unión y
separación cíclicas entre el fragmento S1 de la
cabeza de miosina y los filamentos de actina F.
S1
MECANISMO MOLECULAR DE LA
CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:
MECANISMO MOLECULAR DE LA
CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:
• 1. Neurona Motora;
• 2. Acetilcolina;
• 3. Aumento de la conductancia al sodio
en la placa terminal;
• 4. Generación de potencial de acción y
despolarización a través de las líneas Z;
• 5. Liberación de calcio; quedan expuestos
sitios de unión actina-miosina;
• 6. Fijación de calcio a la troponina C.
MECANISMO MOLECULAR DE LA
CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:
• 7. El cambio conformacional se traslada a las
troponinas I y T;
• 8. En su posición de reposo, la tropomiosina
bloquea los sitios de la actina en los cuales se fija la
miosina e impide la formación de puentes
transversales;
MECANISMO MOLECULAR DE LA
CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:
• 9. Se produce un desplazamiento de la hebra de
tropomiosina en el surco helicoidal del filamento de
actina;
• 10. Quedan expuestos los sitios de actina;
MECANISMO MOLECULAR DE LA
CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:
“Efecto de remo”

11. La interacción actina-miosina provoca un deslizamiento
del filamento delgado hacia el centro del sarcómero.
Contracción
neuromuscular
TROPONINAS Y SUS FUNCIONES:
• La troponina-T se une a la tropomiosina y a la TpI y
a la Tp-C;
• La troponina-I inhibe la interacción actina-F-miosina
y también se une a TpI y TpC;
• La troponina-C se une al calcio y es estructural y
funcionalmente análoga al a calmodulina.
BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
De dónde proviene el ATP para la contracción muscular
CREATINA
FOSFOCREATINA
GLUCÓGENOLISIS
BETA-OXIDACIÓN
GLÚCIDOS
ATP
LÍPIDOS
CETÓLISIS
GLUCÓLISIS
PROTEÍNAS
CATABOLISMO
PROTEICO
PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR:
• Sistema de la fosfocreatina:
• Creatina + ATP
Fosfocreatina + ADP
• Se utiliza para actividades físicas de
intensidad máxima y corta duración;
• Los fosfágenos pueden proporcionar la
potencia muscular máxima durante 8 a 10
segundos, casi lo suficiente para una
carrera de 100 metros.
PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR:
• Sistema de los fosfágenos casi
exclusivamente:
• 100 metros llanos; saltos; levantamiento de
pesas; buceo
• Sistema de los fosfágenos y del glucógenolactato:
• 200 metros llanos; basket; beisbol; hockey
sobre hielo.
PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR:
• Sistema del glucógeno-lactato
principalmente:
• 400 metros llanos; 100 metros natación;
tenis; fútbol.
• Sistema del glucógeno-lactato y aeróbico:
• 800 m llanos; 200 m natación; 1500
patinando; boxeo; 200 m remos; carrera de
1500 m; carrera de 2 km; 400 m de
natación.
RECUPERACIÓN DEL
GLUCÓGENO MUSCULAR:
•
Contenido en glucógeno muscular
(g/kg de músculo)
Dieta rica en
glúcidos
0
0
Horas de recuperación
48
METABOLISMO MUSCULAR:
• El metabolismo del músculo en actividad puede
responder a:
• A. ESFUERZO MÁXIMO
(ejercicio muy intenso y breve)
• B. ESFUERZO SUBMÁXIMO
(ejercicio que se mantiene por periodos prolongados)
METABOLISMO MUSCULAR:
• ESFUERZO MÁXIMO:
• PRODUCCIÓN ANEROBIA DE ATP
• ESFUERZO SUBMÁXIMO:
• PRODUCCIÓN AEROBIA DE ATP
METABOLISMO MUSCULAR:
• Para realizar un trabajo muy intenso, de corta
duración, el músculo utiliza sus reservas de ATP por
consumo de sus reservas de fosfocreatina y por
degradación
anaeróbica
de
su
propio
glucógeno…
METABOLISMO MUSCULAR:
• ESFUERZO MÁXIMO:
• En la etapa inicial, el ATP es generado por las
reservas de fosfocreatina (-10.3 kcal/mol).
• FOSFOCREATINA + ADP
• CREATINA + ATP
CPK
METABOLISMO MUSCULAR:
• Luego, ocurre la regeneración del ATP:
• 2 ADP
ATP + AMP
• Las reservas de fosfocreatina y ATP en el músculo
son limitadas y sólo pueden proveer energía
durante un tiempo muy breve…
METABOLISMO MUSCULAR:
• La degradación de glucógeno muscular es una
importante fuente de sustrato utilizable
anaeróbicamente…
METABOLISMO MUSCULAR:
• ESFUERZO SUBMÁXIMO:
• Cuando el ejercicio es de menor intensidad, el
aporte de O2 puede ser suficiente para generar por
fosforilación oxidativa el ATP requerido…
REGULACIÓN DE LA
GLUCÓGENOLISIS
Adrenalina (Hígado y Músculo)
a
R
b
g
Proteína G
GTP
+
Adenilciclasa
Fosfodiesterasa
ATP AMPc
5´AMP
PQAi
PQAa
REGULACIÓN DE LA
GLUCÓGENOLISIS:
• FUNCIONES DE LA PROTEÍNQUINASA A
ACTIVA:
• Desencadenar la cascada
de la glucógenolisis;
• Desactivar la
glucógeno sintetasa;
• Activar un inhibidor de fosfatasa.
METABOLISMO MUSCULAR:
GLUCÓGENOLISIS:
fosforilasa +
glucantransferasa
Enzima
desramificante
REGULACION DE LA
GLUCOGENOLISIS:
PQAa
Ca++
(músculo)
Fosforilasa b
ATP
quinasa inactiva
OH
Fosforilasa b
OH
Fosforilasa
b
ADP
quinasa activa
O.P
Fosforilasa a
O.P
2ATP2ADP
OH
O.P
GLUCOGENOLISIS HEPATICA:
• Fosforilasa a
• (glucosa )n
(glucosa)n-1
• Glucosa 1 P
• Glucosa 6 P
fosfoglucomutasa
• GLUCOSA (Hígado)
glucosa 6 fosfatasa
GLUCÓLISIS:
• ¿Qué es la glucólisis?:
• La glucólisis es la degradación de la
glucosa con fines energéticos…
• ¿Cuál es su localización tisular?:
• Se realiza en todos los tejidos…
• ¿Cuál es su localización celular?:
• El citosol (fracción soluble
del citoplasma)
GLUCÓLISIS:
• GLUCOSA
GLUCOSA 6 P
HEXO/GLUCOQUINASA
• FRUCTOSA 6 P
FOSFOFRUCTOQUINASA 1
• FRUCTOSA 1,6 di P
• GLICERALDEHÍDO 3 P + DIHIDROXIACETONA P
• 1,3 DPG
• 3 PG
2 PG
PEP
PQ
PIRUVATO
LACTATO
GLUCÓLISIS EN AEROBIOSIS:
• GLUCOSA
PIRUVATO
ACETILCOA
NADH2, FADH2
mitocondria
CICLO DE KREBS
CADENA RESPIRATORIA
ATP
METABOLISMO MUSCULAR:
• La glucólisis alcanza gran actividad hasta
consumir los depósitos de glucógeno del
músculo…
• La acumulación de lactato desciende el pH
local (6.6) y la fosfofructoquinasa será más
sensible a inhibición y se reducirá de la
actividad glucolítica.
METABOLISMO MUSCULAR:
• La tasa máxima de captación de oxígeno
(VO2 max) establece la relación que existe
entre la cantidad de O2 que la sangre libera
y los músculos pueden utilizar por unidad de
tiempo.
• 40-50 ml de O2/min/kg de peso corporal
METABOLISMO MUSCULAR:
• La glucólisis alcanza gran actividad hasta
consumir los depósitos de glucógeno del
músculo…
• La acumulación de lactato desciende el pH
local (6.6) y la fosfofructoquinasa será más
sensible a inhibición y se reducirá de la
actividad glucolítica.
GLUCÓLISIS EN ANAEROBIOSIS:
• GLUCOSA
PIRUVATO
LACTATO
• HÍGADO:
CICLO DE CORI
PIRUVATO
GLUCOSA
LIPASA HORMONO-SENSIBLE:
regulación
• Adrenalina, Noradrenalina
a
R
b
g
Proteína G
GTP
H2O
+
TAG
Adenilciclasa
Fosfodiesterasa
ATP AMPc
5´AMP
PQAi
PQAa
LHSa
AGL
DAG
LHSi
BETA OXIDACIÓN: BALANCE
ENERGÉTICO DEL PALMITATO
•
•
•
•
•
•
•
1*v
2*v
3*v
4*v
5*v
6*v
7*v
16 C
14 C
12 C
10 C
8C
4C
acetil CoA
acetil CoA
acetil CoA
acetil CoA
acetil CoA
acetil CoA
acetil CoA
acetil CoA
¿De donde obtiene energía el
músculo esquelético?
Ejercicio de
moderada
intensidad
Reposo
Energía
de los
lípidos
0a5
min.
Depósitos
de
glucógeno
5 a 10
min
De la
glucosa
sanguínea
Ejercicio
intenso
Una
hora
aprox
De
lípidos
vía principal:
GLUCÓLISIS
ANAERÓBICA
SISTEMAS ENERGÉTICOS
Durante la actividad física se van a dar una serie de procesos
para obtener ATP, que es la fuente energética inmediata que
el músculo utiliza para su contracción.
De 20-30 segundos a
3 minutos aprox.
Vía anaeróbica láctica.
De 0 a 20-30 segundos
vía anaeróbica aláctica
o sistema ATP-PC.
De 3 minutos en adelante:
vía aeróbica.
Requerimiento energético
deportes (Kcal)
NATACIÓN
REMO
CICLISMO
DEPORTES DE
EQUIPO
COMBATE:
CATEGORÍA
DE PESO
ACTIVIDAD
PARA
ESTÉTICA
10.000-6.000
6.000-4.000
4.000 -2.500
2.500- 1.500
1.500
Individio
normal:
2.900
GRACIAS!!!