INTRODUCCIÓN
El cuerpo humano es una máquina muy compleja y como todo sistema necesita energía para funcionar y moverse. Ésta energía se obtiene de los enlaces químicos presentes en los alimentos, es almacenada y constituye la única fuente de energía que emplea el cuerpo humano durante la ejecución del deporte y cualquier actividad. Los macronutrientes existentes en los alimentos (Hidratos de carbono, proteínas, lípidos) contienen su energía en los enlaces químicos que ceden al cuerpo en las actividades metabólicas. Luego de la digestión y su absorción, la energía se almacena como enlaces químicos de fácil disponibilidad en los lípidos (grasas) y el glucógeno hepático.
El aparato locomotor está compuesto por huesos, articulaciones y músculos, y son estos últimos su elemento activo. Por tanto son los músculos los encargados de generar el movimiento; para ello, la célula muscular está especializada en la conversión de energía química en energía mecánica. Para ello debe utilizar con efectividad la energía almacenada en la molécula de ATP (Adenosín Trifosfato), y sobre todo tener muy desarrollados los mecanismos destinados a la resíntesis del ATP para poder volver a utilizarlo, ya que es sólo la descomposición del ATP lo que va a dar lugar a la energía necesaria para la contracción muscular:
ATP -----------> ADP + P + ENERGIA (reacción 1)
El problema es que los depósitos musculares de ATP son muy limitados, y además podríamos decir que el ATP es una moneda de cambio temporal. Es por ello que en el interior del músculo tienen lugar una serie de procesos tendientes a resintetizar (volver a formar) el ATP descompuesto mediante vías aeróbicas o anaeróbicas, el conjunto de los cuales denominamos metabolismo energético; es decir, se trata de volver atrás la reacción 1. Pero si en esta reacción obteníamos una cantidad de energía importante, en este caso tendremos que aportar esa misma cantidad de energía para que pueda resintetizarse el ATP, tal y como vemos en la siguiente ecuación:
ADP + P + ENERGIA -----------> ATP (reacción 2)
Esta formación de energía tendente a la resíntesis del ATP puede seguir diferentes vías que denominamos ATP y Fosfocreatina (Anaeróbica Aláctica), Glucólisis o Glicólisis (Anaeróbica Láctica) y Oxidativa (Aeróbica), vías que desarrollaremos en este trabajo y que en su conjunto se denominan Metabolismo Energético.
ATP y Fosfocreatina o Metabolismo Anaeróbico Aláctico
La primera vía de este metabolismo energético que se activa es el Anaeróbico Aláctico, se llama así porque no requiere oxígeno y tampoco produce ácido láctico. La única sustancia que el músculo puede aprovechar para producir trabajo directamente es el ATP.
La molécula ATP (Adenosina Trifosfato) que el organismo produce en las mitocondrias durante la respiración celular, es el "transportador" universal de energía de nuestro cuerpo, necesaria para la gran mayoría de las funciones de los seres vivos. Cuando la molécula de ATP se subdivide la alta carga energética acumulada en ella se libera, energía que utiliza luego el organismo para todo lo que precisa.
Esta molécula está formada por una base nitrogenada (adenida), un azúcar de cinco átomos de carbono (ribosa) y tres fosfatos. Cada grupo fosfato es un átomo de fósforo combinado con cuatro átomos de oxígeno, siendo uno de estos compartido por el otro grupo fosfato. Esto quiere decir que los tres grupos de fosfato están enlazados entre sí. Estos enlaces son fáciles de romper y además liberan gran cantidad de energía que será la utilizada por todas las células del organismo.
Cuando comienza la contracción muscular empieza a haber necesidades de energía para poder resintetizar el ATP utilizado, ya que la cantidad que posee el músculo es muy reducida. A los dos segundos (aprox.) de comenzado un ejercicio de alta intensidad se pone en marcha el proceso de descomposición o utilización de la Fosfocreatina (PC) que es también un compuesto de alta energía. Esta energía que surge en su descomposición es utilizada para que tenga lugar la reacción 2.
PCreatina --------> Creatina + P + ENERGIA
Y cuando se realizan simultáneamente las reacciones de resíntesis del ATP por esta vía, tenemos:
PCreatina + ADP --------> ATP + Creatina
La utilización de Fosfocreatina en la formación del ATP, no comienza cuando los depósitos de ATP se han agotado, sino que comienza según empieza a utilizarse el ATP, e incluso hay un mayor agotamiento de los depósitos de Fosfocreatina con respecto a los de ATP.
En él se observa cómo desde los primeros segundos la disminución de los depósitos de Fosfocreatina es mayor que la disminución de los depósitos de ATP. Cuando los depósitos de Fosfocreatina se encuentran en un nivel muy bajo, se exprimen un poco más los depósitos de ATP, no obstante sin llegar nunca a agotarse.
Este sistema de producción de energía tiene un flujo muy grande, dado que la velocidad de resíntesis del ATP a partir de la Fosfocreatina es muy alta y por ello, la energía por unidad de tiempo que es capaz de formar es enorme, pero por el contrario la cantidad total de energía que es capaz de formar es muy pequeña; esto hace que este sistema se agote rápidamente.
Este sistema de formación de energía nos permite mantener la actividad muscular durante aproximadamente 7-10 segundos a una gran intensidad. Esfuerzos de corta duración y máxima intensidad, como son, saltos, lanzamientos y pruebas cortas de velocidad utilizan esta vía energética.
Glicólisis o Metabolismo Anaeróbico Láctico
Lógicamente la actividad muscular no tiene por qué estar limitada a una duración de 10 segundos de forma contínua, por lo que el músculo tiene otras formas de obtener energía con el objetivo de resintetizar el ATP y de esta manera poder seguir manteniendo su actividad.
Otro mecanismo de producción de energía lo va a constituir la glicólisis anaeróbica, en la que la metabolización de la glucosa sin presencia de oxígeno, va a aportar energía direccionada a la resíntesis de ATP. A este sistema lo denominamos Anaeróbico láctico; Anaeróbico porque no utiliza oxígeno y láctico porque en su funcionamiento se produce ácido láctico; como sustrato energético se utiliza la glucosa.
La glucólisis o glicólisis (del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar o fermentar la glucosa (compuesto orgánico perteneciente al grupo de los azúcares que se encuentra en el citoplasma de la célula muscular, bien libre o almacenada en forma de glucógeno) y así obtener energía para la célula. Ésta consta de diez reacciones enzimáticas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, la cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.
Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos, y tiene tres funciones principales:
1.- La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y anaeróbica (ausencia de oxígeno).
2.- La generación de piruvato que pasará al Ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.
3.- La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser ocupados por otros procesos celulares.
La velocidad de proceso de esta reacción no es tan alta como en el caso anterior; es decir, no se está produciendo tanta energía por unidad de tiempo, lo que va a dar lugar a una resíntesis de ATP menor en un tiempo determinado, y ello va a condicionar la intensidad del ejercicio, que como puede suponerse va a ser inferior a la intensidad que nos permitía el metabolismo anaeróbico aláctico.
Cuando se inicia una actividad física y se activa la quema de glucosa, cada molécula de glucosa se convierte en dos de ácido pirúvico, si los requerimientos energéticos son muy altos (intensidad alta del ejercicio) esta molécula pasa a la glucólisis anaeróbica y da como resultado ácido láctico, en cambio si tenemos poca exigencias puede pasar junto con el oxigeno al ciclo de Krebs donde es convertida en energía.
El Acido Láctico (C3 H6 O3) es una molécula monocarboxílica orgánica que se produce en el curso del metabolismo anaeróbico láctico (glucólisis anaeróbica).
A pesar de que habitualmente tenemos la idea de que el ácido láctico es un compuesto negativo para al rendimiento físico, e incluso en ocasiones hay quien habla de un producto tóxico, el ácido láctico es un compuesto energético importante ya que su metabolización aeróbica da lugar a la formación de 17 ATP.
Vía Energética Oxidativa o Metabolismo Aeróbica
La vía oxidativa es el sistema que se utiliza como último de los recursos en la producción de energía. Consiste en un proceso, mediante el cual el cuerpo descompone combustible con la ayuda de oxigeno para generar energía. Por este motivo, se conoce como un proceso Aeróbico.
El oxígeno es el ingrediente vital que permite transformar el alimento en una fuente de energía utilizada por el músculo y es imposible sin su empleo desarrollar ejercicio físico por prolongados periodos de tiempo. La vía Oxidativa actúa sobre las grasas, carbohidratos y también sobre las proteínas para producir energía
A diferencia de la producción anaeróbica de ATP, el sistema oxidativo produce una tremenda cantidad de energía durante las pruebas de resistencia. Ésta energía la obtiene principalmente de la degradación de grasas y carbohidratos, la cual ocurre en la mitocondria que se encuentra en la célula muscular.
CICLO DE KREBS
El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una serie de reacciones químicas de gran importancia, que forman parte de la respiración celular en todas las células aerobias, es decir que utilizan oxígeno.
En organismos aeróbicos el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2 y agua, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y ATP).
El ciclo de Krebs se desarrolla en las mitocondrias. El ácido pirúvico formado durante la glucólisis se convierte en acetil CoA, el cual a través del ciclo de krebs se transforma en anhidrido carbónico. El paso de ácido pirúvico a acetil CoA tiene lugar en la matriz mitocondrial y es catalizado por la piruvato deshidrogenasa. El acetil CoA ahora entra en el ciclo de krebs uniendose al ácido oxalacético para formar el ácido cítrico, por medio de una isomerasa se transforma en isocítrico, el cual por medio de una descarboxilasa da lugar al alfa-cetoglutárico, este paso supone la liberación de anhídrido carbónico y NADH.
Conclusión
Nuestro cuerpo es tan inteligente que logra sacar la energía necesaria (ATP) para su funcionamiento desde distintos lugares de organismo según su requerimiento. Este tiene múltiples alternativas, pero todas ellas deben ir acompañadas de una buena alimentación, ya que sin ella no tendríamos un buen metabolismo y no podríamos elaborar la energía necesaria y de entrenamiento físico, que también trae muchos beneficios en la creación de ATP como son:
- Las mitocondrias del músculo esquelético entrenado tiene una capacidad mucho mayor para generar ATP aeróbicamente.
- Incrementos en la cantidad y actividad de las enzimas claves para controlar la fase anaeróbica de la degradación de la glucosa.
- Aumentos en la capacidad de tolerancia de los niveles de ácido láctico el ejercicio máximo después del entrenamiento anaeróbico.
En el ejercicio aeróbico: asociado al incremento de la capacidad para el consumo de oxígeno mitocondrial hay un aumento tanto en el número como en el tamaño de las mitocondrias del sistema aeróbico.
BIBLIOGRAFÍA
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