1. Cambios energeticos y
metabolicos durante el
ejercicio
Jose Galgani, PhD
Profesor Asistente
Dept. de Nutricion, FM, U. Chile
jgalgani@med.uchile.cl

2. Contenidos
 Determinantes celulares de ATP
 Capacidad oxidativa y adaptacion al
ejercicio
 Sensores metabolicos
 Determinantes de la adaptacion metabolica
 Fuentes y sistemas de generacion de ATP
 Flujo de sustratos durante el ejercicio
 Estudio del metabolismo energetico durante
ejercicio

3. Produccion y gasto de ATP

4. Gasto energetico en ejercicio
14
12
MET (GEact/GEbasal)
10
8
6
4
2
0

5. Capacidad oxidativa muscular
y capacidad aerobica maxima
35
r = 0.66
Citrate synthase activity
(nmol/min/mg protein)
p = 0.002
30
25
20
15
10
35 40 45 50 55 60
VO2max (ml O2/kg FFM/min)

6. Adaptacion al ejercicio

7. Mayor flujo sanguineo y
nutricional al musculo

8. Endocrinology 2003

9. AMPK Regulation and Actions
Ruderman&Prentki Nature Rev 2004
Hypoxia Glucose
Exercise ? deprivation
AMP
AMPKK PPases
+ -
AMPK
ATP generation ATP usage
Fatty acid, TG, cholesterol
Fatty acid oxidation
& protein synthesis
Glucose transport (muscle) Gluconeogenesis
Glycolysis (heart) Ion transport

10. Mecanismo de accion de AMPK:
metabolismo de glucosa

11. Mecanismo de accion de AMPK:
metabolismo de acidos grasos

12. Mutantes de AMPK
Costford et al. Plos 2007

13. Mutantes de AMPK tienen menor
contenido de glicogeno
Costford et al. Plos 2007

14. Mutantes de AMPK tienen similar
composicion de fibras musculares y
menor contenido de TG
Costford et al. Plos 2007

15. Determinantes de los cambios
metabolicos durante el ejercicio
• Intensidad y duracion
• Contenido de sustratos energeticos (ej, contenido
de glicogeno muscular)
• Nivel de entrenamiento (ej, atleta)
• Condiciones geneticas (ej, mutantes de AMPK)
• Otros (ej, sexo, estado nutricional, diabetes, etc.)

16. Determinantes de los cambios
metabolicos durante el ejercicio
• Intensidad y duracion
• Contenido de sustratos energeticos (ej, contenido
de glicogeno muscular)
• Nivel de entrenamiento (ej, atleta)
• Condiciones geneticas (ej, mutantes de AMPK)
• Otros (ej, sexo, estado nutricional, diabetes, etc.)

17. Determinantes de los cambios
metabolicos durante el ejercicio
• Intensidad y duracion
• Contenido de sustratos energeticos (ej, contenido
de glicogeno muscular)
• Nivel de entrenamiento (ej, atleta)
• Condiciones geneticas (ej, mutantes de AMPK)
• Otros (ej, sexo, estado nutricional, diabetes, etc.)

18. Flexibilidad metabolica y
resistencia insulinica
Galgani et al. Diabetes 2008

19. Influence of glucose disposal rate
Not valid comparison of IR
CO2
glucose oxidation with
different amount of glucose.
1.00
Respiratory quotient
IS
0.95
0.90 IR IS CO2
0.85
0.80
0.75
0.70
Fasting Insulin
Galgani et al. AJP 2008

20. Fuentes de energia durante
el ejercicio
• Fosfocreatina
• Glicolisis
• Oxidacion de glucosa y acidos
grasos

21. Fuentes de energia durante
el ejercicio
• Fosfocreatina
• Glicolisis
• Oxidacion de glucosa y acidos
grasos

22. Metabolismo de creatina

23. Fosfocreatina durante ejercicio

24. Respuesta al ejercicio
en sujetos con Miotonia

26. Fuentes de energia durante
el ejercicio
• Fosfocreatina
• Glicolisis
• Oxidacion de glucosa y acidos
grasos

27. Glicolisis

28. Ciclo de Krebs

29. Integracion del metabolismo
energetico

30. Ejercicio de variada
intensidad y corta duracion
(VO2max)

31. Cuociente respiratorio
durante VO2max
1.4
Cuociente respiratorio (VCO2/VO2)
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tiempo (min)

32. Oxidacion de glucosa y acidos grasos
respecto a la intensidad del ejercicio
Venables et al. AJP 2005

33. Ejercicio de variada
intensidad y larga duracion

34. Concentracion arterial de glucosa y
lactato durante el ejercicio
6
Arterial concentration (mmol/l)
5
4 Gluc_65
Gluc_130
3 Gluc_196
Lact_65
2 Lact_130
Lact_196
1
0
Reposo 5 10 20 30 40
Wahren et al. JCI 1971

35. Concentracion arterial de acidos grasos
libres durante el ejercicio
0.8
Arterial concentration (mmol/l)
0.7
0.6
0.5
FFA_65
0.4
FFA_130
0.3 FFA_196
0.2
0.1
0
Reposo 10 20 40
Wahren et al. JCI 1971

36. Tasa lipolitica durante ejercicio

37. Diferencia arterio-venosa (musculo) de
glucosa y lactato durante el ejercicio
0.6
A-V [femoral] (mmol/l)
0.4
Gluc_65
0.2 Gluc_130
Gluc_196
0.0 Lact_65
Lact_130
Lact_196
-0.2
-0.4
Reposo 5 10 20 30 40
Wahren et al. JCI 1971

38. Diferencia arterio-venosa (higado) de
glucosa y lactato durante el ejercicio
4
A-V [higado] (mmol/l)
2
0 Gluc_65
Gluc_130
-2 Gluc_196
Lact_65
-4 Lact_130
Lact_196
-6
-8
Reposo 5 10 20 30 40
Wahren et al. JCI 1971

39. Flujo de glucosa muscular en
funcion de la carga de trabajo

40. Efecto de la glucosa exogena
de glucosa y acidos grasos
sobre la oxidacion de sustratos
durante el ejercicio

41. Efecto de la infusion de lipidos
Ravussin et al. AJP 1986

42. Efecto de la ingestion de glucosa
Ravussin et al. AJP 1986

43. Glucosa es el principal
combustible durante el ejercicio
Ravussin et al. AJP 1986

44. La intensidad determina la cantidad y
procedencia de los lipidos oxidados

45. Integracion de las fuentes de
energia durante el ejercicio

46. Influencia del contenido mitocondrial sobre la
oxidacion de lipidos durante ejercicio

47. Influencia del contenido mitocondrial sobre la
oxidacion de lipidos durante ejercicio

48. Respuesta
plasmatica

50. Oxidacion de lipidos y concentracion
plasmatica de acidos grasos libres