curso meds 2009 ( cajigal)

25/09/2009

Curso de entrenamiento MEDS

Jorge Cajigal M.Sc.

Temario: Bioenergtica de los deportes Sistemas energticos Sustratos energticos Metabolismo del lactato

Factores limitantes en la capacidad y potencia aerbica VO2 max Umbral Anaerbico Eficiencia Mecnica

Factores limitantes en la capacidad y potencia anaerbica Valoracin del trabajo anaerbico Dficit de O2

Zonas y mtodos de entrenamiento

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Clula Muscular

HIGADO

glucgeno glucosa

CELULA MUSCULAR glucgeno glucosa 6-P PCr

ATP lactatoADIPOSITO

piruvato

TAGglicerol AGL

ciclo de Krebs

H2O CO2

O2TAG---AGL

aa

2

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Sustratos y fuentes encargados de la RESINTESIS de ATP

SUSTRATOS:

MECANISMOS:

CHO LIPIDOS PROTEINAS

AERBICO ANAERBICO FOSFAGENOS GLICOLTOCO

Tasa de resntesis de ATP/s

Fosfgenos Gliclisis anaerbica

Aerbico

15

30

60

180

Tiempo (s)

3

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FUENTES DE ENERGIA EN ATLETISMO (% DEL TOTAL) AER100 90 80 70 % del max 60 50 40 30 20 10 0 ANA LAC ANA FOSF

la nz am ie

Proporcin de las fuentes energticas en diferentes deportes

andinismo boxeo esgrima esqui alpino futbol arquero futbol del futbol medio gimnasia handbol judo nado sincron pesas rugby taekwondo tenis triatlon olim voleibol

AER 98 50 20 20 1 40 50 10 50 33 30? 1 30 33 20 95 30

ANA LAC 1 25 5 40 1 15 25 10 25 33 40? 4 40 33 5 3 0

30 0

ANA FOSF 1 25 75 40 98 45 25 80 25 33 30? 95 30 33 75 2 70

00 0 m ar at on

st pl

nt os

sa lto s

20 0

80 0

10 0

40 0

00

15

50

00

10

0

4

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Fosfgenos

Cr + ATP ==== PCr + ADPCK (delta G= -10,3 Kcal(mol) Kcal(mol)

ATP intracelular de reserva

Lactato, PCr y ATP i

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Regeneracin de PCr en funcin del tiempo de recuperacin post ejercicio 60 s al mximoresntesis de PCr

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 30 60 90 tiempo (s) 120 150 180

% resntesis

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Gliclisis: Gliclisis: 10 enzimas

glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi----- 2 pyruvate + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O Ver animacin en marcadores de firefox: http://www.1lec.com/Biochemistry/How%20Glycolysis%20Work/index.html

GliclisisGLUCOSA 2 ATP PFK NAD + H2 = NADH2 4 ATP BN= 2 ATP (3ATP glu3-P) glu3-

PIRUVATO

36 ATP

Acetil CoA

O2CO2 + H2O

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GliclisisGLUCOSA 2 ATP PFK NAD + H2 = NADH2 4 ATP BN= 2 ATP (3ATP glu3-P) glu3-

PIRUVATO + H2

LACTATOO2

Acetil CoA

At a physiological pH, lactic acid (pK=3.8) is almost fully dissociated to protons and lactate anions

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Evidencias actuales sobre metabolismo del lactatoJorge Cajigal MSc

Primera nocin del cido lcticoLouis Pasteur 1850 Retcher WM, Hopkins FG. Lactic acid in amphibian muscle. J Physiol 1907; 35: 247-309

A. V. Hill 1929

When excised frog muscles were stimulated to contract, lactate accumulated and fatigue ensued. When fatigued muscles were placed in oxygen-rich environments, lactate disappeared.

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Lactato en la historia Desecho metablico (1850 1950) Responsable de la acidosis metablica (1850 1968 - 2001) Metabolito inductor de fatiga muscular (1929 1999) Concentracin en sangre = produccin (1907 1984) 1984) Indicador de capacidad anaerbica (1950 1995)

Cintica del lactato post-ejercicio maximal.(Juel, 1997)

45 Lactato (mM/l de agua) 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Ejercicio

Recuperacin

Msculo Plasma venoso Plasma arterial Eritrocito

-3

0

2 7 Tiempo (m)

13

18

10

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Produccin y recambio de lactato(Bangsbo, 1998)

Arteria femoralFlujo sanguneo: 4.3 l/m

4.1 l/m

37mM/lCuadriceps

9.0 mM/l

Vena femoral 8.7 mM/l

Lactato: 5.0

mM/l0.2 l/m

Isquiotibiales/adductores

2mM/l

3.5 mM/l

Transportadores de lactato MCTClula muscular Medio externo Medio interno

H+C CProtena transportadora

H+ LacC H+ C H+Lac-

LacH+C H+Lac- C

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Transporte de lactato MCT Se han identificado 14 isoformas (desde 1986) MCT1 y MCT4 en msculo esqueltico MCT1 slo en msculo cardiaco MCT 2 en msculo esqueltico (?) MCT3 en tejido nervioso

Entrenamiento y MCT 1-4 1(Bonen, 2004) Bonen,Cambios en la cintica de lactato por modificacin MCT depende de:

Volumen Intensidad Frecuencia

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Transporte de lactato (Brooks, 2007) Transporte entre clulas Intercambio entre fibras I II Transporte asociado a glutamato en SNC Msculo corazn Msculo hgado (gluconeognesis)

Transporte intracelular: oxidacin mitocondrial (mitochondrial lactate oxidation complex) Sustrato gluconeognico Seal intracelular Incrementa produccin de ROS y regula 673 genes responsables de adaptacin muscular, translocacin de MCT 1 y biognesis mitocondrial (Brooks, 2007)

IIA

I IIX

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Relacin Lactato y H+ Causa efecto? (Wassermann, 1990)Lactato (mmol/L)

H+ (mmol/L)

FUENTES DE PRODUCCIN DE H+i

Hidrlisis ATP Gliclisis (cido Lctico???)

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TRANSPORTE DE H+ Lac / H+ Na+ / H+ HCO3- / H+

Efectos intracelulares de los H+ en el msculo (Rogberts, 2005) Alteracin del acoplamiento troponina Ca++:DISMINUCION DE FUERZA Aumento de la concentracin de Ca++ intracelular: DISMINUCION DE LA CAPACIDAD DE RELAJACION Alteracin en la actividad mitocondrial

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Efectos del incremento de H+ en LEC:

Estimulacin de terminaciones libres:

DOLOR

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MCT1

Peroxisome proliferator activated-receptor coactivator-1 (PGC1)

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Lactato y aumento en la expresin de 673 genes(disminucin en 3 genes)

1 hora: Up-regulation de genes asociados a metabolismo de glucosa y gluconeognesis Down-regulation genes asociados a metabolismo de lpidos (LDL) 6 horas: Up-regulation de genes responsables de biognesis mitocondrial Down-regulation de cAMP-dependent protein kinase inhibitor beta Up-regulation de genes asociados a transporte, estrs oxidativo, apoptosis, crecimiento celular y seales de Ca++

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Lactato: metabolito intermediario

GLICOLISIS

LACTATO

MITOCONDRIA

Revisin bibliogrfica (Sport Medicine, 2006)

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Mecanismo de resntesis de ATP aerbico

Masa eritrocitaria

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Haile Gebrselassie es el nuevo rey del maratn: 2:04:2634 aos, 1.64 metros de estatura y 53 kilogramos

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De qu factores biolgicos depende el rendimiento aerbico?VO2max(Coyle 1996)

Umbral Anaerbico

Eficiencia Mecnica

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Consumo de O2 VO2 Absoluto VO2 Relativo

L/min

ml/min/kg

VO2 R = VO2 A PC

VO2 max relativo en deportistas90 Fondo Ftbol Bsquetbol Voleibol Gimnasia 35

12

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Ejemplo con masa corporal y VO2 max. max.Sujeto mujer VO2 max A= 3000 ml/min. Condicin A: Masa= 60 kg; % grasa= 20% (12 kg) VO2 max Relativo = 50 ml/kg/min

Condicin B: Masa= 56 kg; % grasa =17% (3%, 9.5kg) VO2 max relativo = 53 ml/kg/min (+6%)

Aerobic endurance training improves soccer performanceMed Sci Sports Exerc. 2001 Nov;33(11):1925-31 Helgerud J, Engen LC, Wisloff U, Hoff J.

Nineteen male elite junior soccer players, age 18.1 +/- 0.8 yr training group (N = 9) and the control group (N = 10) interval training, four times 4 min at 90-95% of maximal heart rate, with a 3-min twice per week for 8 wk

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Resultados:Se encontr un incremento en: 11% VO2 max (58,1 64,3 ml/kg/min) 18 % el Umbral Anaerbico 20 % la distancia cubierta en partido 23 % el desempeo con el baln 100 % el nmero de sprintHelgerud J, 2001

Factores limitantes del Consumo de oxgeno (VO2)

VO2 = VE x (FIO2-FEO2)

VO2 = Q x a-v O2

Ecuacin de Haldane

Ecuacin de Fick

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Adaptaciones al entrenamiento de resistencia aerbicaAdaptaciones Centrales

Adaptaciones Perifricas

Trabajo ventilatorio y rendimiento fsico

Harms et al. (1998) J. Appl. Physiol. 85 (2): 609618

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Trabajo ventilatorioVO2VENT Alta Int. VO2VENT Int. moderada VO2VENT Reposo

2% VO2max

3-5% VO2max

10-18% VO2max

Intensidad del ejercicio

Dispositivo de Espacio Muerto (DEM)CO2 O2

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Protocolo del estudio

Espirometra

Ergoespirometra

Distancia mx.30min

ResultadosCON-pre FVC (L) FEV1 (L) MVV10 (Lmin-1) VO2max (mlkgmin1) VEmax (Lmin-1) VEVO2-1 max MAV (kmh-1) VO2 AT (mlkgmin1) VE AT (Lmin-1) VEVO2-1 AT Endurance test (m) 5.1 1.2 4.2 0.9 178.3 55.3 47.3 11.9 112.1 28.1 34.2 4.2 14.2 2 33.4 7.5 51.9 18 24.3 4.3 5190 835 CON-post EXP-pre EXP-post

4.9 0.7 5.1 0.9 5 0.9 4.1 0.6 4.3 0.7 4.2 0.7 188.2 30.6 178.3 183 38.8 56.8 29.3 57.6 9.6*** 10.2** 49.3 7.1 121.7 30.5 123.5 111.7 32 5.2 21.9* 26.9 15.3 1.2*** 33.2 3.5 34.7 6.5 38.9 5.4*** 15.1 2.1* 14 1 58 12.8 36.4 6.5 32.7 5.5 23.3