RUTAS O VÍAS METABÓLICAS

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.

 Si bien se agotan pronto estas reservas, también se recuperan de forma rápida en el periodo de descanso. Se recupera hasta el 80 – 90 % del valor inicial durante el primer minuto de reposo.

 Glucolisis anaeróbica o vía anaeróbica láctica

 Cuando las reservas de ATP – PC se agotan el músculo resintetiza ATP a partir de la glucosa, en un proceso químico de degradación de este azúcar que se denomina glucolisis. La glucosa que se utiliza inicialmente está dentro del músculo en forma de glucógeno muscular y posteriormente procede del glucógeno hepático o de la existente en el torrente sanguíneo.

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.

 El acúmulo de ácido láctico resulta limitante para poder continuar con el ejercicio y precisamente una de las adaptaciones fisiológicas al entrenamiento es el aumento de la tolerancia a este compuesto.

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.

En resumen, se puede decir que la forma en que nuestro organismo obtiene la energía necesaria para la realización de un determinado ejercicio depende tanto de la intensidad como de la duración del ejercicio y de ahí la importancia de planificar el entrenamiento y conocer las vías de obtención de energía (sustratos energéticos).

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.

1. Ejercicios de 0 a 30 s. vía principal y al principio casi exclusiva ATP-PC. carreras velocidad, lanzamientos, saltos, golpes golf…
2. Ejercicios entre 30 s. y 1,5 min. vías principales ATP-PC y ac. Láctico. carreras 200 y 400 m. natación 100 m.
3. 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
4. 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