La actividad deportiva es uno de los procesos que más energía
consume. El (aparentemente) simple acto de correr, es propiciado por el
movimiento de un sinfín de palancas, accionadas por la sincronización
perfecta entre músculos y huesos mediante impulsos nerviosos.
Para generar los impulsos nerviosos y movilizar todo este mecanismo
musculoesquelético, el cuerpo humano utiliza la energía (ATP) que
obtiene de los nutrientes que ingerimos. Pero,
¿sabes cómo se obtiene el ATP, la energía que mueve al Runner, a partir de los alimentos?
En este artículo te explicaré cómo tu cuerpo es capaz de transformar
los alimentos mediante procesos químicos complejos en moléculas de ATP,
generando así la energía necesaria para realizar todas las actividades
que realizas. ¡Descúbrelo!
Mitocondrias: las centrales energéticas de la célula
Partes de la mitocondria por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
La asociación simbiótica entre la célula y la mitocondria ocurrida
hace millones de años fue un gran paso para la evolución de la vida, a
partir de este momento la célula adquirió autonomía propia, es decir
tenía su propia central de energía y además recargable.
Un mililitro de mitocondrias desarrolla una potencia de 1
watio, consume 4,32 litros de oxigeno, produce 20 kilocalorías de
calor, sintetiza alrededor de 1,25 Kg. de ATP degradando 5 gramos de
glucosa.
La respiración celular
Tiene como finalidad obtener de energía a través de una serie de reacciones de oxidación-reducción (transferencia electrónica).
El ser humano en reposo consume aproximadamente 40 Kg. de ATP al día y una persona que hace deporte consume ½ Kg. más por minuto de práctica.
La respiración celular por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
Los nutrientes
Hidratos de carbono (o glúcidos)
Provenientes del mundo vegetal, los hidratos de carbono se degradan
en monosacáridos como productos finales, son llevados al hígado y los
músculos donde se transforman en glucógeno.
Las grasas (o lípidos)
El organismo emplea las grasas para obtener energía, pero en este
caso se trata de una reserva energética orientada más a largo plazo.
Las proteínas
Aportadas por la dieta, deben ser degradadas en el estómago por
enzimas reduciéndose a aminoácidos. Éstos constituyen el elemento
estructural básico de todas las células de nuestros tejidos. La
generación de energía (ATP) no es, por tanto, la finalidad principal de
las proteínas, salvo en circunstancias excepcionales, sino de las grasas
e hidratos de carbono.
El metabolismo
El organismo ha evolucionado de tal manera que puede utilizar tanto
procesos aeróbicos (con Oxígeno) como
anaeróbicos
(sin Oxígeno) para obtener energía. En ambos casos, el inicio del
proceso parte de la molécula de glucosa, la cual se debe romper para
obtener energía (ATP).
1 molécula de glucosa en condiciones anaeróbicas produce 65 calorías.
1 molécula de glucosa en condiciones aeróbicas produce 656 calorías.
Nuestro organismo consume 160 gramos de glucosa al día.
La cantidad de glucosa que podemos almacenar es de unos 190 a 200
gramos entre el glucógeno hepático y el glucógenos del músculo
esquelético y de 15 a 20 gramos en el resto de fluidos corporales. Esto
quiere decir que tenemos
reservas para un día, por ello hay que estar continuamente sintetizándola.
Cada molécula de ATP produce 30,6 kilojulios y esta energía se libera
cuando uno de los enlaces de fósforo (-P) se rompe. El ATP no se usa
para almacenar energía, sino como un donador inmediato, siendo su
duración de tan solo un minuto.
Los principales sistemas de obtención de energía son:
- El sistema de Fosfágenos o Anaeróbico Aláctico.
- El sistema del Glucógeno: Glucólisis Anaeróbica o Fermentación Láctica.
- El sistema Oxidativo: Glucólisis Aeróbica-Ciclo de Krebs-Transporte
de electrones-Fosforilación Oxidativa.
Sistema de Fosfágenos
El sistema de Fosfágenos obtiene energía por rotura directa de los enlaces de fósforo.
El organismo tiene la capacidad cuando tiene una demanda rápida, brusca y grande de energía de obtenerla por dos caminos:
- De la molécula de Adenosín Trifosfato (ATP).
- De la molécula de Fosfocreatina.
A partir de moléculas de ATP (Adenosín trifosfato) mediante su hidrólis, obtenemos unas 7.000 calorias por mol.
ATP + H2O ——————————– ADP + P
(+Energía)
La cantidad de ATP que se puede almacenar en los músculos
es muy pequeña, solamente nos da para mantener la potencia muscular
durante unos 3 segundos, es decir para correr unos 25 metros.
A partir de moléculas de Fosfocreatina (PC) por
rotura del enlace de fósforo se genera energía ATP, en cantidad superior
al proceso anterior, del orden de 10.300 calorías por mol.
El cuerpo tiene entre 2 y 4 veces más Fosfocreatina que
ATP. La utilización de esta vía nos proporciona suficiente energía para
recorrer unos 75 metros, es decir, podemos mantener la potencia muscular de 7 a 8 segundos.
Por ambas vías simultáneamente nuestro cuerpo es capaz de obtener
energía de una manera explosiva e intensa para un período de 8 a 12
segundos, es decir para recorrer unos 100 metros.
Metabolismo energético por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
Sistema del Glucógeno
El glucógeno almacenado en el hígado y en el tejido muscular, se desdobla en glucosa en un medio con déficit de O2.
Glucólisis Anaeróbica o Fermentación Láctica: en ausencia de oxígeno
El tejido muscular utiliza con frecuencia el camino de la
fermentación láctica o glucólisis. Se forman moléculas de ATP a una
velocidad 2,5 veces mayor de la que proporciona el mecanismo oxidativo
de la mitocondria. Se utiliza en esfuerzos intensos y de corta duración.
La acción combinada de los dos sistemas, permiten a los
músculos generar movimiento durante los primeros minutos de intensidad
elevada.
Ciclo de Cori por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
Para profundizar más en este tema te recomiendo que leas mi entrada sobre
la importancia del ácido láctico en el organismo.
Sistema Oxidativo: en presencia de oxigeno
La glucosa transformada en dos moléculas de piruvato cuando están en presencia de oxigeno pasan al
interior de la mitocondria y siguen un camino distinto al anterior, llamado Ciclo de Krebs, del Ácido Cítrico o de los Ácidos Tricarboxílicos
ATP: El ciclo de Krebs por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
El balance final por molécula de glucosa de este ciclo es de
2ATP+4CO2+6
NADN+2FADH2, siendo estos dos últimos compuestos coenzimas
transportadoras de electrones de alta energía y las responsables de
trasladar los electrones al siguiente paso, el Sistema de Transporte de
Electrones.
Sistema de Transporte de Electrones y Fosforilación Oxidativa
Se desarrolla en la
membrana interna de las mitocondrias.
Se trata realmente de un proceso de transferencia electrónica que
conserva gran parte de la energía libre de los electrones en forma de
energía de enlace fosfato (ATP). Para entender mejor la Fosforilación
Oxidativa, te recomiendo ver el siguiente vídeo.
Conclusiones
La eficiencia de todos los procesos descritos juntos: Glucólisis (por
la vía aeróbica), Ciclo de Krebs, Cadena Respiratoria y Fosforilación
Oxidativa, es la obtención de
36 ATP a partir de una simple molécula de glucosa,
lo cual permite a las células del tejido muscular obtener suficiente
energía para realizar trabajos de gran intensidad y larga duración.
6 CO2 + H2O + 36 ATP
A modo de resumen, he realizado la siguiente tabla relacionando el
grado de intensidad de la actividad física que desarrollemos y el
sistema de obtención de energía que utilizará nuestro organismo para
satisfacer la demanda energética.
ATP: Tabla de Sistemas Energéticos por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
Si la actividad física se prolonga, la potencia va disminuyendo hasta el punto que se produce un perfecto acoplamiento del
Sistema Cardio-Respiratorio y el
Sistema Nervioso Vegetativo, por lo que las contracciones musculares se harán más espaciadas, llegándose a un estado estable donde
los procesos de degradación se igualan a los procesos de síntesis
y la demanda de oxígeno se hace muy pequeña. Tanto es así, que en las
carreras de larda duración se pasa muy fácilmente de una potencia a
otra, según los obstáculos que se van encontrando a lo largo del
recorrido. De esta manera se pueden realizar grandes esfuerzos durante
períodos largos de tiempo.
Espero que este artículo te haya resultado interesante, y te permita
conocer mejor la forma en que nuestro cuerpo obtiene la energía que
utilizas para correr, pensar y en definitiva, para estar vivo. De esta
forma comprenderás que el cuerpo humano es un regalo maravilloso, una
máquina perfecta. ¡Cuídalo!
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En un próximo artículo te hablaré acerca del siguiente paso:
Cómo transforma el cuerpo la energía (ATP) en movimiento muscular. ¡No te lo pierdas!
Saludos,
Teodoro Vázquez
La esencia de la pliometría radica en lograr que los músculos apliquen la mayor fuerza posible en el menor tiempo. El entrenamiento, por lo tanto, consiste en un desarrollo de la fuerza de los músculos.
El entrenamiento
pliométrico tiene el objetivo de disminuir el tiempo que se requiere
entre la contracción muscular excéntrica y el comienzo de la
concéntrica. Se conoce con el nombre de ciclo de estiramiento y acortamiento
a la paridad que existe entre ambos tipos de contracción, y éste se
divide en propiedades elásticas de la fibra muscular y reflejos
propioceptivos.
