energía y sistemas energéticos

La acción correcta en el momento equivocado, es una acción incorrecta.

Joshua Harris

Energía y sistemas energéticos

¡Hey! Aquí os traigo un nuevo artículo en el que explicaré la forma que tiene el organismo de obtener energía, según la disponibilidad de los sutratos y el tipo de ejercicio.

Veo importante conocer aunque sea de forma muy básica los sistemas energéticos del organismo y los sustratos a partir de los cuáles obtiene la energía, nos ayudará a comprender explicaciones futuras sobre el funcionamiento de algunos complementos o tipos de entrenamiento y a ayudarnos en la llegada a nuestros objetivos entre otras cosas. También para argumentar como debemos de alimentarnos en base a nuestra actividad física.

Sin más preámbulos vamos al lío.

El ATP

Lo primero que hay que saber es que cualquier contracción muscular es llevada a cabo gracias a una molécula llamada adenosin trifosfato (ATP). Al combinarse con agua (hidrólisis), el último de los tres grupos fosfato se libera, produciendo así energía.

Hidrólisis del ATP energía

Moléculas a partir de las cuáles se obtiene esta energía

En las fibras musculares se encuentra energía en forma de ATP almacenada, pero de forma muy escasa, aportando energía para contracciones intensas durante 3-4 segundos.

Para continuar la actividad muscular se necesita sintetizar más ATP, entran aquí en juego otras moléculas más complejas.

Creatinfosfato muscular o fosfocreatina (PCr)

Es un compuesto energético almacenado en el músculo, pese a encontrarse en concentraciones 5-6 veces superior que el ATP proporciona energía como máximo durante 10 segundos.

Permite obtener energía mediante la fosforilación del ADP presente, sin oxígeno, cede su grupo fosfato al ADP→ATP, permitiendo así la contracción muscular.

fosfocreatina energía

Aunque la cantidad de ATP que genera es muy escasa (0,6 moles en el hombre y 0,3 en la mujer), es el primer sustrato en ser utilizado en una actividad muscular intensa, manteniéndose el ATP constante durante los primeros segundos.

uso fosfocreatina como energía

J. González Gallego, P. Sánchez Collado y J.Mataix Verdú, 2006:149

La recarga de Cr→ PCr se realiza por medio del ATP neoformado (energía o ATP procedente del combustible alimentario), mientras está en relajación muscular, tarda unos 3-5 minutos en regenerarse por completo.

Glucógeno muscular

El glucógeno muscular es una forma de almacenamiento de la glucosa en músculos e hígado, supone unas 1.500-2.000 calorías.

Es usada también para la obtención de energía de forma rápida, sin oxígeno. Lo consigue a través del prceso denominado fosforilación a nivel de substrato:

glucólisis anaeróbica energía

Un punto negativo de esta forma de obtener energía es el ácido láctico que se genera, el cuál reduce el pH del músculo y dificulta su contracción. Por ello la producción máxima de ATP es de 1-1,2 moles.

Hidratos de carbono, grasas y proteínas

Estos sustratos permiten la obtención de energía mediante oxígeno de una forma rentable y prolongada.

  • Hidratos de carbono (glucosa): Se consigue mediante la fosforilación oxidativa. Supone una combustión completa mediante la mitocondria (ciclo de Krebs). Se transfieren los electrones por la cadena respiratoria hasta el oxígeno. Como se puede observar la cantidad de ATP generada es mucho mayor que con los métodos anteriores y como resultado solo se obtiene CO2 y H2O.

glucólisis aeróbica energía

  • Grasa: La grasa que es usada como combustible es aquella que se almacena como grasa subcutánea, grasa visceral e intermuscular, almacenados en forma de triglicéridos, así como la grasa circulante en forma de ácidos grasos (suponen unas 100.000 calorías en termino medio). Entran en la mitocondria y por medio de la β-oxidación mitocondrial se obtiene Acetil-coA que entra al ciclo de Krebs. Cada ácido graso puede llegar a generar hasta 100-150ATP.
  • Proteína: Algunos aminoácidos pueden transformarse directamente en glucosa por medio de la gluconeogénesis, mientras otros se transforman en intermediarios metabólicos (piruvato, Acetil-CoA…).

Pese a suponer una gran provisión energética, si las reservas de carbohidratos y de lípidos (grasas) son suficientes la participación de las proteínas para la obtención de energía es escasa.

Los tres sistemas energéticos

Explicaré ahora pues como obtenemos dicha energía según el entrenamiento que realizamos:

  • Sistema de fosfágenos (o anaeróbico aláctico): Este sistema utiliza la pequeña cantidad de ATP y de fosfocreatina que almacenan nuestros músculos. De esta forma consigue energía de manera inmediata pero durante muy poco tiempo (8-10 segundos), es decir al comienzo de un sprint o en un movimiento explosivo. No requiere oxígeno. Los mejores sprinters son aquellos que consiguen alargar este sistema y retrasar la entrada del glucolítico.
  • Sistema glucolítico (o anaeróbico láctico): En este caso se utiliza la propia glucosa que circula por el torrente sanguíneo o la glucosa almacenada en forma de glucógeno en músculos e hígado, transformándolo en glucosa y mediante la glucólisis anaeróbica se obtiene ácido láctico y 2ATP. Tampoco requiere oxígeno.

Es el sistema utilizado en actividad intensa (menos que el anterior) pero de mayor duración (2-3 minutos).

  • Sistema oxidativo (o aeróbico): Por último cuando nuestras reservas de glucógeno disminuyen se utiliza este sistema que requiere oxígeno para funcionar. Es una forma lenta de obtención de ATP, pero puede funcionar durante horas. Menos energía pero más duración.

sistemas obtención energía

J. González Gallego, P. Sánchez Collado y J.Mataix Verdú, 2006:150

sistemas energéticos

Como puedes ver en el último gráfico todos ellos son activados ante cualquier actividad, lo que dicta cual de ellos predomina sobre los demás es el tiempo y la intensidad del ejercicio.

Uso de sustratos según la intensidad del ejercicio

A muy baja intensidad el principal sustrato energético utilizado son las grasas, según va aumentando la intensidad aumenta el consumo de las mismas hasta aproximadamente un 65% del VO2máx, pudiendo ser algo más elevada en sujetos entrenados en resistencia, y algo menos en sujetos sedentarios.

Si el ejercicio es muy intenso, el uso de hidratos de carbono aumenta en detrimento de la oxidación de las grasas. El uso de HC se realiza mediante la glucólisis aeróbica, quedando relegada la glucólisis anaeróbica y la PCr para intensidades muy elevadas cercanas al 100% del VO2máx.

uso sustratos energéticos

José López Chicharro, Almudena Fernández Vaquero, 2006:216

Una de las hipótesis que se baraja de esta diferencia en el uso de un sustrato sobre el otro es la velocidad a la que se recupera el ATP, siendo mayor en el uso de HC que de las grasas.

No obstante cabe destacar que exceptuando extremos, el uso de un sustrato sobre el otro no indica que el otro no se continue utilizando en menor medida.

Uso de sustratos según la duración del ejercicio

Como acabamos de ver en los ejercicios de baja/moderada intensidad prima el uso de las grasas, y a mayor duración de ejercicio mayor uso de grasas se produce, pudiendo llegar hasta un 90% de uso de grasas.

uso sustratos según tiempo

José López Chicharro, Almudena Fernández Vaquero, 2006:216

Un determinante a tener en cuenta en el uso de grasas como combustible es la disponibilidad de glucógeno muscular, a menor glucógeno con el transcurso del tiempo, mayor es el uso de grasas como combustible.

Uso de sustratos según la dieta

Como siempre la dieta es una importante variable a tener en cuenta, y en este caso no iba a ser menos.

En líneas generales según Chicharro y Vaquero 2006, a mayor consumo de HC mayor es la cantidad de glucógeno almacenado, por lo que el uso del mismo aumenta y la fatiga aparece más tarde.

Mientras que en el caso de dietas bajas en HC y ricas en grasas el uso de ácidos grasos aumenta, pero la fatiga llega más temprano.

Resumen y conclusión

Te dejo un cuadro resumen con todos los conceptos clave que he tratado, si te queda alguna duda puedes dejar un comentario! (y si te ha gustado también :D):

  • La molecula usada como fuente de energía para cualquier contracción muscular es el ATP.
  • Este ATP se consigue a partir de distintos sustratos y moléculas.
  • Existen tres sistemas de obtención de energía en el organismo: fosfágeno, glucolítico y oxidativo, cada uno de ellos utiliza uno u otro sustrato/molécula.
  • La preponderancia de unos sobre otros depende tanto de la intensidad como de la duración del ejercicio y de la adaptación al uso de los mismos (flexibilidad metabólica).

Conclusión: Las conclusiones personales que saco de lo expuesto en este artículo siguen la filosofía evolutiva, nuestra mayor reserva energética son las grasas, esto tiene bastante sentido para nuestros antepasados que andaban durante varias horas buscando presas y una vez encontrada realizaba ejercicios explosivos (sprint, atacar), usando nuestras “pequeñas” reservas de hidratos.

Pero pese a que nuestro principal sustrato energético a baja intensidad son las grasas, tenemos esta vía “atascada” por la gran ingesta de hidratos de carbono que padecemos debido a la nefasta pirámide nutricional que nos han colado (y siguen colando) durante décadas.

En sujetos sedentarios o en días de descanso (salvo dietas especiales como por ejemplo en las que busquemos aumentar las reservas energéticas de este sustrato o algún refeed programado) se hace absurdo el consumo masivo de hidratos, pues no vamos a hacer uso de los mismos como sustrato principal.

 Referencias

J. González Gallego, P. Sánchez Collado y J.Mataix Verdú, 2006. Nutrición en el deporte, ayudas ergogénicas y dopaje. Editorial: Fundación Universitaria Iberoamericana.

José López Chicharro, Almudena Fernández Vaquero, 2006. Fisiología del ejercicio. 3ª edición. Editorial: Panamericana.

Fuente 1

Fuente 2

Fuente 3

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