Metabolismo Energético en el Ejercicio
Sustratos Energéticos
Los sustratos energéticos son las grasas, hidratos de carbono y, en algunas ocasiones, las proteínas.
Bioenergética
Gran parte de nuestra energía se convierte en calor. Nuestro cuerpo no utiliza el calor, lo elimina.
Debemos mantener nuestra temperatura. Sobre 40ºC muchas de nuestras proteínas se destruyen.
Tipos de Reacciones Químicas
Reacciones Exergónicas
Procesos químicos que liberan energía.
Reacciones Endergónicas
Procesos químicos que requieren energía.
Mecanismos de Liberación de Energía para la Obtención de ATP
El músculo posee 3 mecanismos que liberan la energía necesaria para obtener ATP:
- A partir de la Fosfocreatina: Procesos anaeróbicos sin presencia de O2.
- Sistema de los Fosfágenos (anaeróbico aláctico)
- Glucólisis anaeróbica: Procesos anaeróbicos sin presencia de O2.
- Sistema anaeróbico láctico
- Fosforilación Oxidativa: Proceso aeróbico en presencia de O2.
- (Oxidación celular) Sistema aeróbico
Metabolismo de los Fosfágenos
Los fosfágenos son compuestos que se caracterizan por tener moléculas de fosfato.
Los fosfágenos tienen la capacidad de entregar alta cantidad de energía de forma rápida.
Son el adenosin trifosfato (ATP) y la fosfocreatina (PCr).
El músculo, al requerir energía de manera rápida, la obtiene del ATP y la PCr.
Corresponde a un sistema energético anaeróbico que entrega energía a los músculos de forma rápida.
Proporciona la energía para ejercicios explosivos, muy breves y de elevada intensidad.
Por ejemplo, 100 metros planos.
ATP
Fuente de energía más rápida e inmediata.
Las células tienen cierta cantidad de ATP que se mantiene constante para permitir la función.
El desprendimiento del último fosfato genera energía. El ATP pasa entonces a ser ADP (adenosin difosfato). Esta acción está mediada por una enzima llamada ATPasa. Luego, el ADP necesita una molécula de P para volver a convertirse en ATP (reacción endergónica). Las reservas de ATP en la célula son pequeñas y son repuestas después de la actividad muscular.
Fosfocreatina
Entrega energía para generar ATP.
Es un proceso rápido y anaeróbico.
Características del Metabolismo de los Fosfágenos
Se da en condiciones anaeróbicas.
Se basa en el consumo de las reservas celulares de ATP + las reservas de PCr.
Una vez acabadas las reservas de ATP, es la PCr la que permite mantener los niveles de ATP entregando energía.
Este sistema energético dura unos pocos segundos (10 seg), pero entrega energía inmediata a nuestros músculos.
Se observa en ejercicios de corta duración pero de alta intensidad.
Metabolismo de las Proteínas
Las proteínas están compuestas por aminoácidos. Cuando las necesidades energéticas lo requieren, el músculo puede degradar proteínas y convertirlas en glucosa. El aporte energético de las proteínas en el ejercicio no supera el 10% del total. El aporte de las proteínas varía en función de las reservas de otros sustratos energéticos. La utilización de aminoácidos es mayor cuando los niveles previos de glucógeno muscular son bajos.
Factores que Determinan la Mezcla de Sustratos Energéticos
Los principales factores que determinan la mezcla de sustratos energéticos son:
- Intensidad
- Duración
- Forma física
- Estado nutricional
El aporte de los carbohidratos es secuencial:
- Inicio: Glucógeno muscular
- Luego: Glucosa sanguínea
- Más tarde: Glucógeno hepático
Metabolismo de los Hidratos de Carbono
Ejercicio de duración media e intensidad media.
El principal carbohidrato consumido por la célula muscular es la glucosa, la cual proviene de la dieta o las reservas. Los carbohidratos nos permiten obtener energía tanto en condiciones anaeróbicas como aeróbicas. Los músculos utilizan la energía de la glucosa mediante un proceso llamado glucólisis.
El producto final de la glucólisis es el ácido láctico (lactato).
- Aeróbico (con O2) —— Fosforilación (mitocondria)
- Anaeróbico (sin O2) —— Glucólisis (citoplasma) —– lactato
Absorción y Distribución de los Carbohidratos
Los alimentos ricos en carbohidratos son:
- Pastas
- Cereales
- Fibra
- Papas
- Legumbres
Los carbohidratos son absorbidos a nivel intestinal, pasan a la sangre y están dispuestos para ser captados por el músculo u otras células. El mayor porcentaje de carbohidratos se lo llevan los músculos y el hígado. Los carbohidratos se convierten en glucosa al pasar a la sangre.
Cuando consumimos carbohidratos, aumenta la glucosa en sangre.
El páncreas secreta insulina para introducir la glucosa a las células.
Bajan los niveles de glucosa en sangre.
Niveles de Glucosa Sanguínea en el Ejercicio
La glucosa entra a la célula gracias a la acción de la insulina.
En el ejercicio actúan unos transportadores de glucosa llamados GLUT. El GLUT-4 corresponde al músculo.
Los GLUT-4 se activan cuando:
- En presencia de insulina
- Cuando se eleva la concentración de Ca2+ en la fibra muscular
La glucosa sanguínea entra a la fibra muscular gracias a la insulina. Si la célula no necesita ocupar la glucosa (reposo), ésta se almacena en forma de glucógeno (glucogénesis). Esto ocurre en el músculo y en el hígado. El hígado tiene un límite de almacenamiento de glucógeno. Cuando la glucosa absorbida supera la capacidad de almacenaje, el hígado la transforma en triglicéridos y son enviados al tejido adiposo.
Balance Energético
Balance Energético Óptimo
Las calorías ingeridas se aproximan a las calorías gastadas durante el curso del día.
Balance Energético Negativo
El consumo total de calorías es menor en relación al gasto, el individuo pierde peso.
Puede ser causado por un aumento en el ejercicio físico o una disminución en el consumo de calorías.
Balance Energético Positivo
Se ingieren más calorías que las gastadas. El exceso de calorías se almacena en forma de grasa.
Se ha estimado que por cada 3.500 Calorías que se consuman en exceso, una (1) libra de grasa (0.45 kg) se almacena en el cuerpo.
Ocurre por un aumento en el consumo de calorías o una disminución del ejercicio o actividad física.
Glucógeno Muscular
Corresponde a las reservas de glucosa en el músculo. Se almacena para que el músculo lo ocupe cuando sea necesario. La cantidad de glucógeno almacenado a nivel muscular puede variar entre 300-400 gr. en total.
Glucólisis
Proceso de degradación de la glucosa para obtener ATP.
Ocurre gracias a una serie de reacciones químicas que dan como resultado ácido láctico. Entrega 2 moléculas de ATP.
Metabolismo del Lactato en el Ejercicio
El lactato es el producto de la glucólisis anaeróbica. Se produce también en reposo. Su mayor producción está relacionada con ejercicio a alta intensidad. Luego de realizado el ejercicio (reposo), el lactato puede tomar 3 destinos distintos:
- Puede convertirse en glucosa en el mismo músculo.
- Puede ser llevado a otra célula para ser convertido en piruvato y obtener energía.
- Puede ser captado por el hígado para producir glucógeno hepático (Ciclo de Cori).
Metabolismo Aeróbico de la Glucosa
En presencia de oxígeno, el piruvato entra a la mitocondria y este se transforma en Acetil Coenzima A (Acetil CoA). A partir de esto se inician 2 cascadas de reacciones: Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa.
Estos dos procesos tienen por objetivo entregar ATP (energía) para que el músculo se continúe contrayendo.
Ciclo de Krebs
Tiene como objetivo extraer hidrógenos para ser utilizados en el último paso y producir energía. El Ciclo de Krebs entrega 2 ATP (GTP). Las moléculas de GTP producidas se transforman en 2 moléculas de ATP. Además, se producen 4 NADH (2x) y 1 FADH2 (2x). Corresponden a moléculas transportadoras de H+ dentro de la mitocondria. Cumplen un papel fundamental en la producción de energía.
Fosforilación Oxidativa
Corresponde a la fase final del metabolismo aeróbico. Ocurre dentro de la mitocondria. También llamada cadena transportadora de electrones. Compuesta por una serie de reacciones químicas que transforman los NADH y FADH2 en ATP:
- 1 NADH 3 Moléculas de ATP
- 1 FADH2 2 moléculas de ATP
Resumen: Metabolismo Aeróbico
- Glucólisis: Degradación de la glucosa para obtener energía.
- Glucogenólisis: Degradación del glucógeno para obtener energía.