9.Metabolismo, energía y sistemas básicos de energía

El ser humano debe obtener la energía necesaria para realizar todas sus actividades diarias (gasto metabólico basal, efecto térmico de los alimentos y actividad física) por ello, es importante reconocer los sistemas de energía al momento de realizar una sesión de entrenamiento físico. Para identificar los metabolismos en cada metodología de entrenamiento. A continuación se explica de forma breve y resumida las principales. 

Fuentes energéticas

El famoso adenosintrifosfato (ATP) es el compuesto que produce energía en el cuerpo (hiperenergético), a partir de la que se obtiene de los alimentos ingeridos y que se almacenan o liberan en las células:

• Hidratos de carbono: Su ultima instancia es un monosacárido.
• Lípidos: La última instancia son un triacilglicerol o, glicerol y ácidos grasos.
• Proteínas: Su última instancia son los aminoácidos.

La clave el catabolismo (destrucción) o anabolismo (construcción) de enzimas en diferentes compuestos, se expresa con el concepto "llave y cerradura". Donde principalmente las enzimas acaban con el sufijo -asa y son las principales en la intervención del metabolismo.

Bioenergética: Producción de ATP 

El ATP se produce de diferentes maneras en el cuerpo, dependiendo de la intensidad y tiempo que conlleva. Principalmente se hacen de dos maneras: Metabolismo anaeróbico (sin presencia de oxígeno) y metabolismo aeróbico (con presencia de oxígeno).

A continuación van los 3 métodos para generar ATP:

• Sistema ATP-PC: Se utiliza en cuestión de 8 a 12 segundos, es rápida para su producción pero lenta para su regeneración. La fosfocreatina o PC se almacena en la célula. LA producción de energía es de 1 mmol ATP por 1mmol de PC. 

• Sistema glucolítico o glucólisis: LA glucosa o el glucógeno se descomponen en ácido pirúvico. Cuando se lleva a cabo sin oxígeno el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico. Un mmol de glucosa produce 2 moles de ATP y 1 mol de glucógeno produce 3 moles de ATP. 

Nota: El glucógeno es sintetizado a partir de la glucosa (Glucogénesis) y cuando el glucógeno se descompone en glucosa-1-fosfato (Glucogenólisis).

• Sistema Oxidativo: Es el más complejo de los 3, debido a que descompone los 3 macronutrientes en energía con oxígeno.

Oxidación de los Hidratos de carbono

Para la oxidación de los hidratos de carbono, consta de 3 procesos: Glucólisis (que da como resultado el ácido pirúvico convirtiéndose en acetil-CoA) , ciclo de Krebs (que da H+ y CO2)  y cadena de transporte de electrones (que da ADP por medio de la fosforilación oxidativa).

El resultado final de la oxidación de los hidratos de carbono es H20, CO2 y 38 ó 39 moléculas de ATP por cada molécula de hidrato de carbono. Es el principal metabolismo que utiliza el cuerpo.

Oxidación de las grasas

Es muy similar en los últimos pasos al de los hidratos de carbono (Ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones) sin embargo, lo que caracteriza a la oxidación de las grasas -recordando los 3 moléculas de ácidos grasos libres y 1 molécula de glicerol- es que viajan por la sangre hasta llegar al músculo, para que posteriormente se haga la Betaoxidación (catabolismo de las grasas) dando como resultado ácido acético que se produce en acetil-CoA.

El problema del metabolismo de los lípidos es que cuesta más tiempo y oxígeno, a diferencia del de los hidratos de carbono. Aunque en actividades extremas la producción a partir de la oxidación de ácido palmítico -por ejemplo una grasa muy conocida- da como resultado 129 moléculas de ATP. A su vez este sistema de grasas se utiliza en los deportistas de mayor tiempo y menor intensidad (comparada con la vía glucolítica).

Oxidación de proteínas

Es más compleja porque se desecha el Nitrógeno, debido a que no se puede oxidar. Éste es la última vía metabólica que el cuerpo humano puede utilizar, en momentos de supervivencia donde hay escasez de energía. Cabe recordad que los aminoácidos son los ladrillos de nuestro cuerpo (haciendo la metáfora del edificio). 

Algunos aminoácidos pueden convertirse en glucosa (mediante la gluconeogénesis).

Actividad enzimática

El éxito deportivo tiene como base una buena metodología de entrenamiento, para ello es necesario identificar cuáles son las adaptaciones que tiene con el músculo (acorde al tipo de fibras musculares); debido, a que cada sistema energético va a ser predominante de uno o varios en cada deporte.  

Por ello, la capacidad oxidativa de los músculos depende de sus niveles de enzimas oxidativas, de su composición en cuanto a tipos de fibras y de la disponibilidad de oxígeno.

Medición de la utilización de energía durante el ejercicio

La producción de energía en el músculo no puede medirse directamente, por ello varios investigadores han realizado diferentes protocolos:

• Calorimetría directa: Supone el uso de un calorímetro para medir directamente el calor producido por el cuerpo.
• Calorimetría indirecta: Supone la medición del consumo del O2 y de la liberación de CO2 calculando el valor de R (la relación de las mediciones de estos dos gases), comparándolo con valores estándar para determinar los alimentos que se están oxidando, y calcular luego la energía gastada por litro de oxígeno consumido. El índice mayor es de HCO, posteriormente lípidos y al finalizar proteínas. 
• Mediciones isotópicas del metabolismo energético: Se inyectan en el cuerpo o se ingieren, y se rastrean luego conforme van moviéndose dentro del cuerpo

Consumo energético en reposo y durante el ejercicio

Entendiendo los sistemas de energía durante el ejercicio, se puede interpretar en las pruebas de esfuerzo para conocer en nivel de condición física del atleta:

• El índice metabólico basal (IMB) es la cantidad mínima de energía requerida por el cuerpo humano para mantener las funciones celulares básicas.
• El consumo de oxígeno: Es la mejor medición singular de la resistencia cardiorrespiratoria y la capacidad aeróbica. Debido a que aumenta el metabolismo con la intensidad. El punto es aguantar el mayor tiempo posible cerca al porcentaje máximo.
• El exceso del consumo de oxígeno, después del ejercicio supone la elevación del índice metabólico por encima de los niveles en reposo (pos ejercicio).
• El umbral del lactato: Es el punto en que la producción de lactato en sangre comienza a superar la capacidad del cuerpo para eliminarlo. Dando como resultado una lactacidemia por encima de los niveles de reposo con el cuerpo.

Las actividades deportivas buscan ejercitarse con una economía de esfuerzo y trabajar específicamente  para su disciplina. Por último, se mencionan algunas causas que ocasionan la fatiga de la persona, debido a que va a ser el origen del cansancio durante cualquier actividad.

Principales causas de la fatiga

Generalmente se involucra todo el cuerpo para vencer el esfuerzo requerido; sin embargo, como se ha visto en este blog, las causas son a nivel metabólico:

• Al agotamiento de la PC o del glucógeno, afectando a la creación de ATP.
• El ácido láctico es un desecho de la glucólisis anaeróbica, generando iones de H+, que son los causantes de la acidificación muscular, afectando la contracción.

A parte, también se ha visto que la insuficiencia de la transmisión nerviosa puede ser otra causa de fatiga. Debido a que el SNC ocupa un mecanismo de protección en intensidades de cualquier deporte.

Conclusión

El Lic. en Cu.Fi.De. debe tener presente el metabolismo de la energía y su producción, debido a que será determinante al momento de una planificación del entrenamiento. En este blog se mencionó de manera sencilla las principales fuentes de energía, cómo se mide durante el ejercicio, la importancia del consumo máx. de oxígeno, umbral anaeróbico y las principales causas de la fatiga. En futuros blogs se explicará cómo interviene todo esto en la creación de macrociclos.

Referencia bibliográfica 

Referencia bibliográfica: Willmore, J. & Costill, D. (2010). Fisiología del esfuerzo y deporte (6ta ed.). Paidotribo