El ATP es la fuente inmediata de
energía para producir la contracción muscular y se obtiene a través de tres
rutas o vías metabólicas, las dos primeras de naturaleza anaeróbica (sin
presencia de oxígeno) y la tercera aeróbica.
1. Sistema de los fosfágenos o vía anaeróbica aláctica
2. Glucolisis anaeróbica o vía anaeróbica láctica
3. Vía aeróbica u oxidativa
Sistema de los Fosfágenos ATP – PC
Es el sistema de aporte energético más inmediato
cuando se inicia una actividad física, se obtiene energía sin necesidad de oxígeno
y sin producir sustancias residuales.
La célula muscular al iniciar el trabajo “echa
mano” en primer lugar del ATP que se encuentra en el músculo para obtener la
energía necesaria para la contracción sin embargo la cantidad de ATP muscular
es muy pequeña (5 – 6 milimoles / Kg. músculo fresco ) y solo permite realizar
un trabajo intenso durante 6 segundos. Inmediatamente después el músculo
resintetiza el ATP a partir de otro compuesto que está en el músculo llamado
Fosfocreatina que pierde el grupo fosfato pasando a Creatina.
La cantidad de Fosfocreatina muscular también es
pequeña (16 mili moles / Kg. de músculo) y permite aportar E. para mantener el
ejercicio hasta 25 ó 30 segundos.
Esta ruta metabólica se realiza en el citoplasma,
tiene un rendimiento de 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y como
producto desecho se libera ácido láctico, que se acumula en músculo y sangre
provocando una gran fatiga muscular.
Este sistema se utiliza entre los 30 segundos y los
2 – 3 minutos de trabajo intenso.
Vía Aeróbica u Oxidativa
Los nutrientes, sobre todo glúcidos y lípidos, las
proteínas solo en casos excepcionales se degradan hasta Acetil coenzima A y se
introducen en la mitocondria donde se inicia una ruta metabólica en la que es
imprescindible la presencia de oxígeno y en la que los nutrientes se
descomponen hasta CO2 y H2 O y se obtienen en total 38
moléculas de ATP si el combustible es la glucosa y bastantes más si se utiliza
un ácido graso por ej. 135 ATP si se degrada el ac. palmítico.
La producción de energía mediante esta vía se
inicia cuando empieza el ejercicio pero no se completa hasta tres minutos
después, aunque puede continuar mientras duren los nutrientes y llegue
suficiente oxígeno a las células. Mientras el músculo consume energía la va
reponiendo continuamente y se puede mantener el esfuerzo durante mucho tiempo
dado que los productos de desecho son completamente inocuos para la célula (CO2
que se elimina por la respiración y agua que es un componente celular). Es la
vía de aporte energético única para ejercicios prolongados que superen los 3
minutos de duración.
Rendimiento energético de la glucolisis anaeróbica
y aeróbica y de la oxidación de los ácidos grasos
Por cada mol de glucógeno (180 g) se obtienen 38
ATP. Si analizamos el rendimiento en calorías se observa una pérdida
energética. Si cada g de glucosa oxidado rinde casi 4 calorías como hemos visto
la oxidación de los 180 debe generar unas 700 calorías ( concretamente genera
686 ) sin embargo de esta energía atrapamos en forma de ATP unas 300 ( 38 ATP x
8 calorías ) El resto ( algo más del 50%) se elimina en forma de calor. (Efecto
del calentamiento).
Por cada mol de ac. Palmítico (256 g) se obtienen
135 ATP. 2.304 cal. de las cuales algo más del 50% se disipan en forma de calor
APORTE ENERGÉTICO DURANTE EL EJERCICIO: CONTINUUM
ENERGÉTICO
Aunque existen tres vías de aporte energético
claramente diferenciadas cuando se inicia una actividad física el aporte de
energía para poder realizarla no está parcelado sino que es un proceso continuo
en el que la energía es aportada por una o varias vías en función del tiempo de
duración del ejercicio y de la intensidad del mismo.
Al iniciarse un ejercicio intenso de forma
inmediata se ponen en marcha las tres vías, sin embargo, la vía láctica y la
aeróbica necesitan un tiempo para poder aportar ATP, por tanto es la vía de los
fosfágenos la primera que interviene en ejercicios muy cortos p.ej. en una carrera de 60 m. ni siquiera se utilizará
la fosfocreatina ya que el ejercicio se puede realizar con las reservas de ATP
muscular. Si el ejercicio se prolonga se utilizará la fosfocreatina y la
degradación de la glucosa hasta ac. láctico (carreras de 200 y 400 m ).
Finalmente si el ejercicio continua el oxígeno que llega al músculo permite
eliminar el ácido láctico (pasa a pirúvico) y producir la energía necesaria por
medio de la vía aeróbica.
- Ejercicios de 0 a
30 s. vía principal y al principio casi exclusiva ATP-PC. carreras
velocidad, lanzamientos, saltos, golpes golf…
- Ejercicios entre 30
s. y 1,5 min. vías principales ATP-PC y ac. Láctico. carreras 200 y 400 m.
natación 100 m.
- Ejercicios entre
1,5 y 3 min. vía anaeróbica láctica y vía aeróbica. carreras 800 y 1500 m.
natación 200 y 400 m. asaltos boxeo y lucha
- Ejercicios de más
de 3 min. la vía principal es la Aeróbica. marcha, ciclismo, esquí de
fondo, maratón…
Aporte
energético de las diversas vías en distintas pruebas y deportes
El aporte energético correspondiente a cada ruta
metabólica se establece para ejercicios de alta intensidad,(alta potencia ) de
salida por ejemplo si iniciamos una carrera continua muy suave, el primer aporte energético se realiza a partir del ATP muscular
pero los requerimientos de energía son muy bajos y la síntesis de ATP se cubre
desde muy pronto mediante la vía aeróbica, de forma que a los dos minutos de
trote no se realiza un aporte significativo a través de la vía anaeróbica
láctica, no se acumula este producto de desecho y no se produce fatiga
muscular. Por tanto se podría establecer una distribución diferente de las
rutas de aporte energético en función no tanto del tiempo sino de la intensidad
del ejercicio.
En
Reposo La única actividad muscular es la de mantener el tono, esta se
realiza mediante la vía aeróbica, utilizando como sustrato los ácidos
grasos.
Ejercicio
Ligero Aumenta la demanda de ATP que se cubre a través del ATP muscular y
este se resintetiza a través de la vía aeróbica. Oxígeno de la Mioglobina y un mayor
aporte de O2 al producirse un reajuste cardiovascular que aumenta el
flujo sanguíneo en el músculo.
Ejercicio
Moderado Al iniciarse el ejercicio la demanda de ATP es suficientemente alta
como para que se activen las vías anaeróbicas, se consumen los fosfágenos y se
acumula algo de ac. láctico, pero rápidamente tras el ajuste cardiocirculatorio
la vía aeróbica sustituye a las otras dos y con un consumo de O2
algo mayor del necesario para ese ejercicio se elimina el ac. láctico acumulado
y se puede mantener el sistema en equilibrio durante horas.
Ejercicio
Pesado: La demanda de ATP no puede cubrirse aeróbicamente, se activan las
rutas ATP-PC y del ac. láctico. El ajuste cardiovascular se retrasa (vasos
musculares colapsados) y cuando se produce, a pesar del aporte de ATP por la
vía aeróbica se sigue acumulando ac. Láctico.
Ejercicios
Máximos duran pocos segundos, no da tiempo a que se produzca el ajuste cardiocirculatorio,
El aporte energético es casi exclusivamente del ATP-PC. (carrera de 100 m). En ejercicios
más prolongados se activa la vía láctica y al cabo de pocos minutos el nivel
del ácido láctico en sangre obliga al individuo a pararse
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