1. METABOLISMO Y
BIOENERGETICA DE LA
ACTIVIDAD FISICA
Dr. James Vallejo Quintero
Deportólogo
Asociado Facultad Medicina Deportiva Uni. Bosque
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2. Ciclo del Carbono y el Oxígeno
en la biosfera
GLUCOSA
ENERGIA
SOLAR
O2
CELULAS CELULAS
FOTOSINT. HETEROTR.
H2O
CO2
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3. METABOLISMO BIOENERGETICA
REACCIONES: SISTEMAS:
-CATABOLICAS -AN. ALACT. O FOSFAGENO
-ANABOLICAS
-ANFIBOLICAS -AN. LACT. O GLUCOLITICO
-EXERGONICAS
-ENDERGONICAS -AEROBICO U OXIDATIVO
-EXOTERMICAS
-ENDOTERMICAS
LEYES DE LA TERMODINAMICA
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4. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
DE LOS SISTEMAS BIOENERGÉTICOS
SIST-CARÁCT FUENTES DEM. EN INT INT.MAXIMA INT.IMPORT
FOSFÁGENO ATP-CP NULA 2 a 5" 0 a 15 "
INTRACEL.
GLUCOLÍTICO GLUCOSA 10 " 30 a 40 " 30 " a 2 ´
GLUCOGEN
OXIDATIVO GLUC.-LÍP. 1-3 ´ 2 A 5´ 2-3 ´ h/ Hs.
PROTEINAS
SIST-CARÁCT RECUPER. FACT.LIMIT. POT.MAX. CAPACIDAD
FOSFÁGENO 50%: 45 " AGOTAM. 9O Kcal/´ h/ 30 "
100%: 1-3´ CP
GLUCOLÍTICO E: 60-90 ´ ACIDOSIS 3O Kcal/´ h/ 3-4 ´
NE: 120-180´ METABÓL.
OXIDATIVO PERMAN. NUTRIENT 1O Kcal/´ Hs.- Dias
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5. ENZIMAS
APOENZIMA
-IONES: Mg++Mn++Cu++
HOLOENZIMA
Zn++Na+K+
COFACTOR
-COENZIMAS: FAD-FMN (B2)
ENZIMATICO
NAD-NADP (PP)
CoA (Ac.Pantot.)
APO
-GRUPOS PROST: HEM (Catal)
COF
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6. PROCESOS REDOX
METABOLISMO INTERMEDIO
SINTESIS=ANABOLISMO DEGRADAC.=CATABOLISMO
-ATP
+
-NADH+H+ -NAD+
COENZ. -NADPH+H+ COENZ. -NADP+
REDUC. -FADH2 OXIDAD -FAD+
-FMNH2 -FMN+
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7. FASES DEL METABOLISMO
PROTEINAS POLISACARIDOS LIPIDOS
FASE I
AMINOAC. HEX.-PENTOS. AC.GR.- GLIC
FASE II PIRUVATO
Piruvato Decarboxilasa
Tiamina(B1)
ACETIL CoA
Transaminasas FAD+
Piridoxina (B6) FADH2 H+ CoA Citrato Sintasa
Rivoflavina(B2) Citrato Ac.Pantoténico
FASE III KREBS
(ANFIB.) NAD+
H+
FOSF.OXID
NADH+H+ TR.. ELECTR
ADP+Pi
Niacina O2
ATP
NH3 H2O CO2
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8. O2 CICLO DEL ATP - ADP CO2
COMB.
CATABOLISMO H2O
ADP ATP
TRABAJO
MECANICO
Pi
TRABAJO
DE TRANSP.
Pi
TRABAJO
DE BIOSINT.
Pi
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9. METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOS
ATP CP
6 µmoles/g 20 µmoles/g
músculo músculo
ATPASA
1) ATP + H2O ADP + Pi + E (46KJ)
ADP Y AMP + CPK
2) ADP + PC ATP NH2
AK
3) ADP + ADP ATP + AMP IMP
AMP Deaminasa
+
4) C + Pi PC (en reposo)
ADP Y AMP y Ph bajo
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10. TRANSFERENCIA DE FOSFATO
P ~ NH NH
C=NH
CPK C=NH
H3CN H3CN
CH2 CH2
COOH ADP ATP COOH
FOSFOCREATINA CREATINA
P ~ P ~ P
ADENOSINTRIFOSFATO (ATP)
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11. TRANSFERENCIA DE P ALTA ENERGÍA
Fosfor.Oxidativa
Fosfoenol-Piruv.
Succinil CoA ~ P C ~P
1-3 Bifosfogl CREATINA
ENERGÍA LIBRE ESTÁNDAR DE LA HIDRÓLISIS
DE ALGUNOS FOSFATOS ORGÁNICOS
Variación de Energía Libre
COMPUESTO KJ/mol Kcal/mol
Fosfoenolpiruvato -61,9 -14,8
Carbamilfosfato
1,3 bifosfiglicerato
-51,4
-49,3
-12,3
-11,8 ~ P
Fosfocreatina -43,1 -10,3
CICLO ATP
ATP ADP + Pi -36,8 -8,8
Glucosa 1-Fosfato -20,9 -5 ATP-ADP -Glicerol 3-P
Fructosa 6-Fosfato -15,9 -3,8 ADP -Glucosa 6-P
Glucosa 6-Fosfato -13,8 -3,3
Glicerol 3-Fosfato -9,2 -2,2
-Glucosa 1-6 Bif.
-Otras fosforilaciones
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12. ENERGÍA DEL SISTEMA FOSFÁGENO EN EL ORGANISMO
TOTAL FOSF
Conc Musc ATP PC ATP+PC
mM/kg musc 6 17 23
mM m.m.total 180 510 690
Energ.Dispon ATP PC ATP+PC
kcal/kg musc 0,06 0,17 0,23
kcal m.m.Tot 1,8 5,1 6,9
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13. CONTENIDO DE ATP Y CP EN EL
CUADRICEPS HUMANO
mg por 100 g de músculo (peso seco)
8
8
7
6
5
[ ATP-CP] 4
4
(mg %) ATP
3 CP
2 2 2
2
1
0,05
0
REPOSO EJ.MOD EJ.INT.
SITUACION
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14. ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO
DEL SISTEMA FOSFÁGENO
INCREMENTO DE LA CONCENTRACION
MUSCULAR DE ATP-CP
AUMENTO DE LAS ENZIMAS CPK Y MK
INCREMENTO DE LA FUERZA
MUSCULAR
MEJORAMIENTO DE LA HABILIDAD Y
COORDINACIÓN (> GASTO ENERGÉTICO)
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15. METABOLISMO DE LOS HEPATOCITO
CARBOHIDRATOS INS + GLUCOGENO -
INS
- 3 4
1) GLUCOLISIS GLUCAG. +
GLUCAG
2) GLUCONEOGENESIS GLUCOSA CATECOL
GLUCAG
3) GLUCOGENOGENESIS CATECOL + +
STH 5 1 INS
4) GLUCOGENOLISIS - 2
5) GLUCOGENESIS INS
PIRUVATO LACT
ATP
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16. GLUCOLISIS PiruvatoDH
Niacina
D-GLUCOSA PIRUVATO AC.LACTICO LACTATO + H+
CHO COOH COOH COOH- + H+
HCOH C= O HOCH HOCH
HOCH CH3 CH3 CH3
HCOH
L- Isomero pK= 3,9
HCOH fisiológico disociado a pH=7
CH2OH
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17. Control de la
MUSC. HEP. Y MUSC.
Glucólisis -EXOKINASA -GLUCOKINASA
KM: 100µM KM: 10 mM
INSULINA
+
ADP - Pi - AMP
A) ENZIMAS LIMITANTES -PFK
CITR. - ATP - AGCL
B) DISPONIBILIDAD
DEL SUSTRATO -PIRUVATOKINASA
[GLUCOSA] p: 5 mM INSULINA
+
-PIRUV.DH -LDH (> actividad)
AEROBICA ANAEROBICA
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18. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA
VELOCIDAD DE CAPTACION DE GLUCOSA
1) AUTORREGULACION DE GLUCOSA PLASMATICA: > O < 150 mg %
2) > [AGL]: AYUNO : < VELOC. CAPT MUSC. CARDIACO Y ESQUEL.
(EF. RANDLE) PARA EVITAR DEFICIT CEREBRAL
3) TRAB. MUSCULAR: > VELOC. DE CAPT. MUSC. CARDIACO Y ESQUEL.
(NO DEPENDIENTE DE INSULINA)
4) EF. HORMONALES:
- INSULINA: > VEL.CAPT. MUSC. Y ADIP.(DIRECTAM) Y HEPAT. (IND.)
-GLUCOCORT.: < CAPT. EN TEJ. PERIF.
EF. PERMIS. SOBRE LIB. AGL (EF. RANDLE)
+ GLUCONEOG. (EF. PPAL.)
-CATECOL.: < CAPT. GLUC. > LIBER. AGL (EF. RANDLE) > PROD.HEPAT
-STH: EF. BIFASICO: AGUDO: SIMIL INS.
CRONIC (ACROMEG.): < CAPT < SENS INSUL > LIB AGL
(DBT II)
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19. Gluconeogénesis
1 3 6
GLUC. G6P F6P F 1-6 DIP PEP PIRUVATO
-
G 6 PASA F 1-6 DIPASA INSUL
PEPCK
+ - - + OA
INSULINA + GLUCAG
GLUCAGON
CATECOL. ASP MAL.
GLUCOC.
ASP MAL.
OA
PC
PIRUVATO
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20. GLUCAG(HEP) 4 AM Pc 5’ AMP
+
ADR.(MUSC) PDE
(RTA. L.) FKi
+
INSULINA
PK +
A
-
GLUCOGENO GSF
FKa P
activa inactiva P
b A
inact P UDP-GLUC GSK
aciva
FF UDP PIRO F GLUCOGENO SINTASA
GLUCOGENOFOSFORILASA
GLUCOSA- 1 P
+
FOSFOGLUCO
[CA++] MUTASA
(RTA. RAP.) METAB.
GLUCOSA- 6 P
GLUCOSA - 6 DEL
GLUCOKINASA
FOSFATASA EXOKINASA GLUCOGENO
+ GLUCOSA
- - +
GLUCAGON
INSULINA
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21. Efectos del entrenamiento sobre
el sistema glucolítico
- > ACT. FOSFORILASA Y EXOKINASA
- < ACT. LDH
- = O > ACT. PFK
- > SENSIB. BETA ADREN.
- > DEPOS. DE GLUCOG.
- CAMBIO DE LA CURVA DE POT. Y CAP. GLUCOL.
- DESPLAZ. DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA
- > CAPAC.OXIDATIVA CARDIACA DE LACTATO
- > CAPAC. ACLARAM. HEPATICO DE LACTATO
(> ENZ. GLUCONEO, > VMC, = Q HEPAT.)
- > ACLARAM. RENAL DE LACTATO
-> ACLARAM. MUSC. INACTIVOS DE LACTATO
--> [P- Y CH3O-] muscular (>amortiguación)
--> [LACT] musc. y sang. Y > TOLERANCIA
-- > FUERZA MUSCULAR
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22. ADAPTACIONES AL
ENTRENAMIENTO AEROBICO
CARDIOVASCULARES
RESPIRATORIAS
SANGUÍNEAS
MUSCULARES
DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS
METABÓLICAS
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23. ADAPTACIONES DE LAS
FUENTES ENERGÉTICAS
> CONCENTRACIÓN GLUCÓGENO
> CONTENIDO ENZ. GLUCOLÍTICAS
> UTILIZACIÓN EN EJERCICIO
> CONTENIDO TGIM: HASTA 1,8 VECES
> CONTENIDO PTAG Y CARNITINA TRANSLOCASA
< CONC. DE MALONIL Co-a (INHIB.CARNITINA)
> ACTIV. ENZ. LIPOLÍTICAS (LHS Y LPL adip: 70 %)
> CAPAC. LIBER. AGL DEL ADIPOCITO
> ACT. ENZ. BETAOXIDATIVAS (TIOLASA)
> CAPACIDAD OXIDATIVA AGL: 30 %
> UTIL. DE AGL CON AHORRO DE GLUCÓGENO
< [LEPTINA] P : FACTOR DE SACIEDAD
> ACTIV. ENZ. QUE OXIDAN LEUCINA h/ ACETIL-CoA
> ACTIV. ALANINA PIRUVATO TRANSAMINASA
< CATAB. DE A.A. (< NH4 - < UREA - < OXID. AA)
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24. METABOLISMO LIPÍDICO
MIOCITO
CAPILAR GLUCOSA
ADIPOCITO
TG
GLUCOSA
GLUCOSA
Catec G-3P
+ TG GLIC AGL
Cort LHS
STH TG PT
T4 GLIC AGL -
GLIC AGL CAT
LPL ATP
+ Malonil CoA
TG
Ins TG
GLIC AGL
GLIC AGL ENTEROCITO
HEPATOCITO
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25. Metabolismo lipídico
Interacción en el adipocito
CICLO TIGLICERIDO- ACIDO GRASO
PIRUVATO
TG
Alfa Glicero-P
GLUCÓLISIS
+ Reesterificación GLICEROL
Lactato
ACIL-CoA AGL
GLUCOSA
ADIPOCITO
MEMBRANA PLASMÁTICA
www.deporteymedicina.com.ar GLUCOSA AGL GLICEROL
SANGRE

26. Metabolismo lipídico
Regulación predominante en reposo, en músculo
CICLO GLUCOSA-ACIDOS GRASOS (DE RANDLE)
AGL Glucosa
Glucógeno
-
Glucosa 6-P
Fructosa 6-P PFK
CITOPLASMA
Fructosa 1-6-P
AGL -
Piruvato
Piruvato
CAT I PDH
BETAOXIDACIÓN
Acil CoA Acil CoA Acetil CoA
-
CAT II
Citrato
MITOCONDRIA CTC
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27. Metabolismo lipídico
Regulación predominante en ejercicio, en músculo
-
GLUCÓLISIS
ADRENALINA
GLUCOSA +
INSULINA ACC Acetil CoA
Malonil CoA
GLUCÓGENO -
Piruvato
CAT I
BETAOXIDACIÓN
AGCL AGCL Acetil CoA MITOCONDRIA
CAT II
Citrato
AGCM AGCM CTC
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28. Efecto de la Intensidad del Ejercicio
sobre el Metabolismo de las Grasas
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29. Entrenamiento y Oxidaciòn de
Àcidos Grasos
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30. LEPTINA Y EJERCICIO
SACIEDAD
RTA. INMUNE
CATECOLAM. HIPOTÁLAMO LIB.FACT.CRECIM.
DESARR. SEXUAL
+ R Ob-R LIB.CORTISOL
Sme.Resistencia a leptina en Obesos
R BETA3
LEPTINA LEPTINA
TEJIDO ADIPOSO PLASMÁTICA
- +
R BETA3
+
LEPTINA -FNT
-EJERCICIO
-OBESIDAD
PLAQUETAS -DIETA HIPOC.
-PERD. PESO
LEPTINA = SACIEDAD
AGREGACIÓN
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31. ADAPTACIONES SANGUÍNEAS
INCREMENTO ABSOLUTO DEL VOLUMEN
SANGUÍNEO, PLASMÁTICO Y DE LA HB.
AUMENTO DEL VOLUMEN INDIVIDUAL Y LA
CANTIDAD TOTALDE ERITROCITOS
DISMINUCIÓN DEL HTO Y HAPTOGLOBINA
DISMINUCIÓN DE FE++, TRANSFERRINA Y
FERRITINA
AUMENTO DEL 2-3 DPG
AUMENTO DE RETICULOCITOS POR EPO Y STH
DISMIN.DE FUNCIÓN LEUCOCITICA CON
INCREMENTO DE CELULAS NK
DISMINUCIÓN DE LOS MECAN. HEMOSTÁTICOS
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32. ADAPTACIONES MUSCULARES
CAMBIOS EN LOS SUBTIPOS DE FIBRAS SIN
CAMBIOS EN LOS PORCENTAJES
HIPERTROFIA DE FIBRAS ST
AUMENTO DE CAPILARES h/10-15%
AUMENTO DE MIOGLOBINA h/ 80%
CAMBIOS EN LA FUNCIÓN MITOCONDRIAL
(> TAMAÑO 35 % > No 15 %)
INCREM. ENZ. OXID. (CT-CS-SDH-MDH)
INCREM. QO2 h/ 2,7 VECES (h 4 l/h/g)
> SENSIBILIDAD A INSULINA
< [MALONIL Co A] (- ) de Carnitina Transferasa
AUMENTO DE LPL MUSCULAR
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33. OTRAS ADAPTACIONES
METABÓLICAS
DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA,
DEL UMBRAL LACTICO Y DE LA CAPACIDAD MÁXIMA DE
ACUMULACIÓN DE LACTATO
CAMBIOS EN LA RELACIÓN DE INTERCAMBIO GASEOSO:
R= VCO2/VO2, EN ESFUERZO SUBMÁXIMO ( ) Y MAXIMO
( ) POR > UTIL. DE AGL
INCREM. DE LA DIFER. ARTERIO-VENOSA DE O2
CAMBIOS EN VO2 MAX. EN EJERC. SUBMAX. ( )
Y MÁXIMO ( )
CAMBIOS EN LAS ENZIMAS PRESENTES EN LA SANGRE
(CPK-LDH-ALDOLASA- GOT-GPT) Y DE OTROS COMPON.
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34. FACTORES FISIOLOGICOS QUE
DETERMINAN LA CAPACIDAD
AEROBICA
FACT. FACT. FACT. FACT. FACT.
SANG. CARD MUSC. METAB. BIOMEC
RESPIR
GLOB.R. VMC % FSTI DEPOS. ECON.
LIP.GLU MOVIM
HTO. CAPIL. DENS. [LACT.] DISTRIB
MITOC. POT. Y
TECN.
HB. F.RESP. ENZ.CL. TRANS.
(ICDH) AE-AN.
(UL-UV)
VOLUM % VO2
PLASM. MAX.
CAPAC.
BUFFER
RESISTENCIA
AEROBICA
CORTA MEDIA LARGA
3-10’ 10-30’ > 30’
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35. FACTORES FISIOLOGICOS PARA LA
PERFOMANCE DE RESISTENCIA
E. COYLE
V E L .d e P E R F O M
CAPACIDADES R E S . a l M O V IM PO T. de PER F.
DE PERFOMANCE
2) r: 0,94 VO 2 de PER F. P O T .o V E L . U .L . 1) r: 0,97
CAPACIDADES 3) r: 0,91 V O 2 U .L . E C O N .M O V . E F IC .M E C A N .
FUNCIONALES 5) r: 0,59
4) r: 0,89 VO 2 M AX. D IS T .P O T .y T E C N % F .S T I 6) r: 0,54
D E N S .C A P . V O L .S IS T . AC T. EN Z. AER
COMPONENTES
MORFOLOGICOS
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36. ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA OXIDATIVO
- > CONCENTRACION Y ACTIV. ENZ. OXIDATIVAS MUSC.
- > NRO CRESTAS, TAMAÑO Y CANT.MITOCONDRIAL
- > DEPOSITO DE LIPIDOS Y GLUCOGENO INRACELULAR
- > CAPILARIZACION MUSCULAR Y > VMC
- < ACT. DE LA ENZ.2-OXOACIDO DH (AHORRO DE AA)
- < CATAB . DE AA: < PROD. NH4 - < PROD. UREA - < OXIC. AA
- MEJOR CAPACIDAD BUFFER PROTEICA (Hb) Y PLASMATICA
- > USO DE LIP. COMO COMB. CON < ACT. GLUCOLITICA:
EN REPOSO , EN EJERC.MOD., EN RECUP.:
1) > USO TG IM c/ < [AGL] PLASM.
2) > MOVIL. TG TEJ. ADIPOSO:
POR > SENSIB. BETA ADR. EN ESF.
Y > [CATEC.] Y < [INS] EN REPOSO
- < [LACT] c/ >VEL. U.L.
-DIFERENCIAS GENETICAS?
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37. TRANSICION AEROBIA - ANAEROBIA
U. AER. U. ANAER.
FASE 1 FASE 2 FASE 3
VE VE VE
FEO2 FEO2 FEO2
FECO2 FECO2 FECO2
=LACTATO LACTATO LACTATO
PRED. ST I PRED. FT II
40-60% VO2 MAX 70-90% VO2 MAX
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38. FENOMENOS CONCOMITANTES PARA
LA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICO
A) FENOMENOS METABOLICOS C) FENOMENOS
-VO2 NEUROMUSCULARES
-VCO2
-CO3- HB - ANHIDRASA CARBONICA -FIBRAS ST (I) VT1
-GLUCOG.-GLUC.- PIRUVATO - LACTATO -FIBRAS FT (II) VT2
-ATP - ENZ. OXIDATIVAS - ENZ.
GLUCOLITICAS D) FENOMENOS
B) FENOMENOS CARDIORESPIRATORIOS NEUROENDOCRINOS
-FC - VS - VMC
-PICO DE CATECOLAMINAS
-VE - VE/VO2 - VE/VCO2
-PETO2 - PETCO2
-R
-Regul. Resp: 1) SNC: corteza, bulbo
2) M.R. cv. o pulm.
3) Q.R. c. y p.
4) R. térmicos
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39. Presentación para uso de la web:
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Web Recomendada:
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