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1 Anatomía Aplicada LOS SISTEMAS DE APORTE Y UTILIZACIÓN DE ENERGÍA Partimos de la base de que nuestros músculos son los motores del movimiento, son los que nos permiten ejecutar los movimientos del cuerpo para cada modalidad deportiva y para la vida diaria en general. Estos músculos para “funcionar” necesitan ENERGÍA. En función de cómo sea la actividad que realicemos van a necesitar un tipo de energía u otra. Debemos tener en cuenta que nuestro cuerpo está continuamente funcionando, tenemos una serie de funciones básicas que aún en estado de reposo absoluto están en marcha, esto es el metabolismo basal. Para todas estas funciones (respirar, hacer la digestión, latidos del corazón, circulación sanguínea, para todas las funciones cerebrales: ver, oir, pensar, respirar…) necesitamos energía. Esta energía proviene del metabolismo de los principios inmediatos (hidratos de carbono, lípidos y proteínas) que nos brindan los alimentos. Pero la energía procedente de la descomposición de los alimentos no puede utilizarse directamente para la contracción muscular, se acumula primero en forma de un compuesto trifosfórico, cuyos enlaces entre los grupos fosfato son ricos en energía. Se trata del ATP que representa en el cuerpo humano, la unidad básica de utilización de la energía. Cuando el ATP se rompe obtiene ADP, un grupo fosfato y energía utilizable. Esta reacción es reversible, de tal forma que a partir del ADP y un grupo fosfato, aportando energía, podemos obtener ATP que puede ser almacenado en las células para utilizarlo cuando lo exijan las necesidades. Las fibra muscular utiliza el ATP durante el estado de reposo para llevar a cabo las funciones metabólicas basales de cualquier célula viva. Sin embargo, durante la contracción, las necesidades son mayores, ya que se ponen en marcha una serie de fenómenos que requieren el aporte de energía. Por una parte la recaptación de Calcio desde el sarcoplasma hacia las cisternas y el retículo sarcolplásmico, están propiciados por bombas de Calcio que trabajan contra gradiente de concentración y precisan ATP. Por otra, la formación de los puentes cruzados y el deslizamiento de los filamentos por la sucesión de golpes activos, no se materializa si no se dispone de ATP. Las reservas musculares de ATP son muy limitadas y condicionan el mantenimiento de la función muscular a que el ATP se vaya regenerando
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1 Anatomía Aplicada
LOS SISTEMAS DE APORTE Y UTILIZACIÓN DE ENERGÍA
Partimos de la base de que nuestros músculos son los motores del
movimiento, son los que nos permiten ejecutar los movimientos del cuerpo para
cada modalidad deportiva y para la vida diaria en general. Estos músculos para
“funcionar” necesitan ENERGÍA. En función de cómo sea la actividad que
realicemos van a necesitar un tipo de energía u otra. Debemos tener en cuenta que
nuestro cuerpo está continuamente funcionando, tenemos una serie de funciones
básicas que aún en estado de reposo absoluto están en marcha, esto es el
metabolismo basal. Para todas estas funciones (respirar, hacer la digestión, latidos
del corazón, circulación sanguínea, para todas las funciones cerebrales: ver, oir,
pensar, respirar…) necesitamos energía.
Esta energía proviene del metabolismo de los principios inmediatos (hidratos
de carbono, lípidos y proteínas) que nos brindan los alimentos. Pero la energía
procedente de la descomposición de los alimentos no puede utilizarse directamente
para la contracción muscular, se acumula primero en forma de un compuesto
trifosfórico, cuyos enlaces entre los grupos fosfato son ricos en energía. Se trata del
ATP que representa en el cuerpo humano, la unidad básica de utilización de la
energía. Cuando el ATP se rompe obtiene ADP, un grupo fosfato y energía
utilizable. Esta reacción es reversible, de tal forma que a partir del ADP y un grupo
fosfato, aportando energía, podemos obtener ATP que puede ser almacenado en
las células para utilizarlo cuando lo exijan las necesidades.
Las fibra muscular utiliza el ATP durante el estado de reposo para llevar a
cabo las funciones metabólicas basales de cualquier célula viva. Sin embargo,
durante la contracción, las necesidades son mayores, ya que se ponen en marcha
una serie de fenómenos que requieren el aporte de energía. Por una parte la
recaptación de Calcio desde el sarcoplasma hacia las cisternas y el retículo
sarcolplásmico, están propiciados por bombas de Calcio que trabajan contra
gradiente de concentración y precisan ATP. Por otra, la formación de los puentes
cruzados y el deslizamiento de los filamentos por la sucesión de golpes activos, no
se materializa si no se dispone de ATP.
Las reservas musculares de ATP son muy limitadas y condicionan el
mantenimiento de la función muscular a que el ATP se vaya regenerando
2 Anatomía Aplicada
constantemente. Esto se puede conseguir de tres formas diferentes que vamos a
estudiar a continuación.
PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Clásicamente se han dividido en dos:
Sistemas aeróbicos: Aeróbico significa con la participación de oxígeno.
Sistemas anaeróbicos: En ausencia de oxígeno o sin la participación
de oxígeno. Los sistemas anaeróbicos se dividen a su vez en:
ü Sistemas de fosfágenos: ATP y PC (anaeróbico aláctico).
ü Glucólisis anaeróbica: Utiliza glucosa y produce ácido láctico
(anaeróbico láctico).
Cada uno de estos sistemas tiene sus virtudes y sus limitaciones, de forma
que unos producen rápidamente ATP pero se agotan enseguida y otros al revés,
unos producen mucha energía y rápidamente pero también sustancias de desecho
que acidifican el medio interno y obligan a parar, y otros no acumulan sustancias
que obliguen a parar pero el ritmo de producción de ATP no es alto.
VÍAS ANAERÓBICAS PARA LA OBTENCIÓN DE ATP La utilización de la vía anaeróbica para obtener ATP supone la ausencia de
oxígeno en las reacciones metabólicas. El ATP se consigue rápidamente, pero son
vías que se agotan relativamente pronto.
El sistema de los fosfágenos (ATP-PC): en él intervienen el ATP y la
fosfocreatina (PC), sustancia que también es capaz de almacenar energía
en el enlace entre la creatina y el grupo fosfato. La fosfocreatina está
presente en el músculo donde puede almacenarse hasta tres veces más que
el ATP (al tándem ATP, PC que se encuentra en el músculo se le denomina
Pool de fosfágenos o fuente inmediata de energía). La ruptura de la PC
genera creatina, un grupo fosfato y energía que se utiliza para unir el P
liberado con una molécula de ADP y grupo fosfato y energía que se utiliza
para unir el P liberado con una molécula de ADP y formar así ATP. Esta
reacción está medida por la enzima creatin kinasa (CK), muy importante a la
hora de valorar el estado de fatiga y el daño muscular en el deportista. Por
otra parte, conviene señalar que esta reacción es reversible, es decir se
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puede reponer PC a partir de ATP. Es evidente que esto no es deseable ni
ocurre durante la actividad muscular, aunque si tiene sentido cuando se está
en periodo de reposo, en la recuperación, con el fin de reponer las reservas
de PC musculares agotadas durante el esfuerzo máximo.
CK
PC + ADP creatina + ATP
Cabe la posibilidad de formar ATP a partir de la reacción entre dos ADP,
puesto que esta molécula todavía conserva un enlace rico en energía. La
reacción está regulada por la miokinasa y se obtendría un ATP y un AMP. De
éste modo no se puede obtener más energía porque el último grupo fosfato
está unido a la adenosina mediante un enlace muy estable que no es
aprovechable como fuente de energía y que además, si se destruye, los
productos resultantes no son reaprovechables de inmediato en el sistema de
fosfágenos.
La cantidad de energía aportada por el sistema de fosfágenos es muy
limitada. En ejercicios muy intensos como en una carrera de 100 m, y en
todos aquellos en los que predominen las características de velocidad y
potencia, la contribución de esta vía sólo puede mantenerse un máximo de 6
segundos. Sin embargo, es una vía muy necesaria, ya que sin ella los
movimientos muy veloces, potentes y explosivos no podrían realizarse. En
ellos, importa más la rapidez en la disposición de energía utilizable, que la
cantidad que se aporta.
La rapidez se explica por varios motivos:
a) Ambos compuestos (ATP y PC) están almacenados en la
propia fibra muscular muy cerca del lugar donde se utilizan
durante el proceso contráctil y no tienen que ser aportados por
vía sanguínea.
b) Las reacciones metabólicas de las que se obtiene la energía
que almacenan no son complejas y se desarrollan con cierta
facilidad.
c) El aporte de oxígeno y su llegada al músculo no afecta a la
utilización de estos compuestos durante la contracción.
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La glucólisis: La segunda vía anaeróbica es la glucólisis: en ella se utiliza la
glucosa como sustrato para la obtención de ATP, en ausencia de Oxígeno
(vía Embden-Meyerhof). La glucosa procede del pool sanguíneo o de los
almacenes de glucógeno existentes en la fibra muscular. Su metabolismo se
realiza en el citoplasma dando como producto final ácido pirúvico que, en
ausencia de oxígeno no continúa la vía de los ácidos tricarboxílicos (Ciclo de
Krebs) sino que se convierte en ácido láctico, producto que al acumularse
conduce a una acidosis metabólica y autolimita esta vía. En esta serie de
reacciones, mucho más complejas que el sistema de los fosfágenos, se
desprende energía que se aprovecha para la resíntesis de ATP. Sin
embargo, resulta una vía poco rentable comparada con la que se desarrolla
en presencia de oxígeno. Aunque teóricamente con la glucólisis se pueden
obtener 2-3 moles de ATP por cada mol de glucosa utilizado (dependiendo de
si se utiliza glucosa sanguínea o la procedente del glucógeno almacenado en
el músculo, respectivamente), en la realidad el rendimiento no llega a los dos
moles de ATP por cada mol de glucosa, porque como ya se ha dicho, la vía
se autolimita y en cuanto el ácido láctico se acumula, la glucólisis se detiene.
Una de las enzimas inhibida por el acúmulo de lactato es la
fosfofrutokinasa, lo que ocasiona un bloqueo de la vía prácticamente desde
su comienzo. Las ventajas que presenta este sistema son la rapidez en la
producción de ATP y su duración, que perdura algo más en el tiempo, siendo
la vía protagonista en los aportes de energía para carreras de 400 y 800 m
lisos. A pesar de que se consigue una mayor capacidad de mantener el
rendimiento físico del individuo (entre 1 y 3 minutos), se trata de una vía del
todo insuficiente para afrontar ejercicios de cierta intensidad y muy
prolongados en el tiempo, como es una carrera de maratón.
5 Anatomía Aplicada
VÍA AERÓBICA PARA LA OBTENCIÓN DE ATP La vía aeróbica ofrece la posibilidad de metabolizar completamente en
presencia de oxígeno, glucosa, ácidos grasos y algunos aminoácidos para obtener
ATP; por lo tanto estudiaremos el catabolismo de cada uno de estos principios.
Catabolismo aeróbico de la glucosa. La oxidación de un mol de glucosa
por esta vía rinde un total de 38-39 moles de ATP, muy superior a lo obtenido
por las vías anaeróbicas. Las reacciones enzimáticas que tienen lugar son
mucho más complejas que las de los sistemas anaeróbicos, y se desarrollan
dentro de la mitocondria de la fibra muscular, una vez que la glucosa se ha
degradado hasta piruvato. En las crestas mitocondriales es donde se
encuentran todos los sistemas enzimáticos necesarios para el desarrollo de
las reacciones que tienen lugar en esta vía y se pueden dividir en tres etapas:
glucólisis aerobia, Ciclo de Krebs y cadena transportadora de electrones. 1. La glucolisis aerobia es un proceso idéntico a la anaeróbica, con la
salvedad de que la presencia de Oxígeno, impide la transformación de
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piruvato en lactato. Este hecho introduce una modificación en el
rendimiento energético, que ahora se iguala al teórico para esta fase
(2-3 ATP por cada mol de glucosa), puesto que al no acumularse ácido
láctico no se produce el estancamiento de esta vía. 2. Ciclo de Krebs. La conversión de piruvato en coenzima-A, ya dentro
de la mitocondria, da lugar al inicio del Ciclo de Krebs (conocido
también como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos
tricarboxílicos). Los aspectos más importantes son: a) Se generan moléculas de dióxido de carbono que serán
eliminadas por los pulmones. b) Los hidrogeniones (H+) que se van liberando son
captados por dos moléculas aceptoras, el NAD+ (nicotín
adenin dinucleótido) y el FAD+ (flavin adenin
dinucleótido), que se transforman en NADH y en FADH2,
respectivamente, para dirigirse a la cadena
transportadora de electrones. El rendimiento neto del
Ciclo de Krebs en sentido estricto es de 2 moles de ATP
por cada mol de glucosa. Sin embargo, la producción de
NADH y de FADH2, y su entrada en la cadena
trasportadora de electrones, explica el gran
aprovechamiento de esta vía. 3. Cadena trasportadora de electrones. En la fase de la cadena
transportadora de electrones, se va a producir la reacción entre el
hidrógeno, que forma parte de las moléculas NADH y de FADH2 y el
oxígeno respirado, gracias a la participación de un complejo sistema
enzimático que contiene hierro (sistema citocromo). El producto final
es el agua y la energía libre para la resíntesis de ATP, proceso que
recibe el nombre de fosforilación oxidativa. Cada NADH que entra en
la cadena rinde 3 ATP, mientras cada FADH2, rinde 2 ATP. El paso de
un mol de glucosa por la cadena respiratoria genera un total de 34
moles de ATP. Los productos finales de la metabolización de la glucosa en presencia de
oxígeno, son el agua y el CO2 , éstos son fácilmente manejables por el
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organismo, ya que el agua puede reutilizarla o eliminarla por la vía sudoral o
urinaria y el CO2 es expulsado por los pulmones.
En cuanto al aprovechamiento energético y en función de la procedencia de
la glucosa, sanguínea o almacenada como glucógeno muscular, un mol de
glucosa genera por esta vía 38 o 39 moles de ATP, respectivamente según el
siguiente desglose:
ü 2 o 3 ATP se generan en la glucolisis aerobia.
ü 2 ATP se producen en el propio Ciclo de Krebs.
ü 30 ATP proceden de la entrada de 10 NADH en la cadena respiratoria
ü 4 ATP de la entrada de 2 FADH2, en la misma.
Catabolismo de los lípidos. Las grasas depositadas representan el almacén
principal de energía del cuerpo. Comparadas con otros alimentos la cantidad
disponible para sacar energía es casi ilimitada. En cambio las reservas de
hidratos de carbono son limitadas 100 gr en hígado, 400 gramos fibra
muscular y sangre, el exceso de hidratos de carbono se almacena en forma
de grasa. Aunque una parte de la grasa está depositada en todas las células,
el suministrador más activo de moléculas de ácidos grasos es el tejido
adiposo. Los adipocitos están especializados en la síntesis y almacenaje de
los triglicéridos. Habitualmente ingerimos las grasas en forma de
triglicéridos, es decir, un compuesto químico formado por una molécula de
glicerol y tres de ácidos grasos. Antes de la liberación de energía
procedente de la grasa, se separa la molécula de triglicérido en glicerol y tres
moléculas de ácidos grasos, a través de una reacción catalizada por la
enzima lipasa. El glicerol puede ser aceptado en las reacciones anaeróbicas
de la glucólisis como gliceraldehído-3-fosfato y degradado para formar ácido
pirúvico. En este proceso se forma ATP mediante la fosforilación del sustrato
y los átomos de h se liberan al NAD+; el ácido pirúvico luego es oxidado en el
Ciclo de Krebs. En total se sintetizan 22 moléculas de ATP en la degradación
completa de la molécula de glicerol. La molécula de ácido graso sufre una
transformación en Acetil-CoA en el proceso mitocondrial denominado Beta-oxidación. Este proceso implica la liberación sucesiva de 2 fragmentos de
acetil con dos carbonos separados de la larga cadena del ácido graso. Se
utiliza el ATP para fosforilar las reacciones, se añade agua, se pasan los H al
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NAD y al FAD, y el fragmento acetil se une a la coenzima A para formar
acetil-CoA. Este proceso se repite una y otra vez hasta que toda la molécula
de ácido graso se degrada a acetil-CoA, que entonces entra directamente en
el Ciclo de Krebs para ser metabolizada. Los H liberados durante el
catabolismo del ácido graso se oxidan mediante la cadena respiratoria. Es
importante notar que la degradación de los ácidos grasos está directamente
asociada al consumo de oxígeno. El oxígeno debe estar disponible para
aceptar H para que pueda operar la Beta-oxidación. En condiciones
anaeróbicas, el hidrógeno se queda con el NAD y el FAD y se para el
catabolismo de las grasas. Los ácidos grasos que habitualmente ingerimos tienen entre 16 y 18
átomos de carbono como por ejemplo, el palmítico con 16 y el esteárico con
18. Según el número de carbonos que tenga el ácido graso utilizado para la
obtención de energía variará el número de ATP. Veremos como ejemplo el
balance energético del ácido esteárico. Por cada molécula de ácido graso
con 18 carbones se obtienen 147 ATP, durante la Beta-oxidación y el
metabolismo del Ciclo de Krebs. Dado que hay tres moléculas de ácidos
grasos en cada molécula de triglicérido, se forman 441 moléculas de ATP
(3X147). También dado que 22 moléculas de ATP se forman durante el
catabolismo del glicerol, un total de 463 moléculas de ATP son generadas por
cada molécula de grasa catabolizada para la energía. Esta es una producción
considerable de energía ya que sólo se forman 36 ATP durante el
catabolismo de la molécula de glucosa.
Catabolismo aeróbico de las proteínas. La contribución de las proteínas es
su fraccionamiento en los aminoácidos que las componen. El catabolismo de
los aminoácidos supone diferentes reacciones, la primera de las cuales es la
transaminación que consiste en la cesión del grupo amino desde el
aminoácido a otro compuesto receptor. Las transaminasas (GOT, GPT) son
las enzimas que catalizan estas reacciones y pueden realizar su función en
el hígado y en el músculo, tanto esquelético como cardiaco. Los restos
carbonados que quedan después de la transaminación pueden incorporarse
a los diferentes pasos del Ciclo de Krebs con lo que el rendimiento energético
es muy variable. Dada la complejidad de todos estos procesos conviene
concretar que la alanina es el principal precursor de la glucosa sintetizada a
9 Anatomía Aplicada
partir de las proteínas (gluconeogénesis). Su aprovechamiento energético se
hace esencialmente a partir del ciclo de la alnina-glucosa, estableciéndose un
circuito de ida y vuelta entre el músculo y el hígado. Sin entrar en detalles, el
proceso se resume en que del músculo sale alanina, sintetizada a partir de la
transaminación de piruvato, que en el hígado se convierte en glucosa. Ésta
vuelve al músculo como fuente energética. De esta forma, mientras que en el
catabolismo de la glucosa a piruvato sólo renta 2 moles de ATP por mol de
glucosa, la conversión en alanina rinde hasta 8 moles de ATP. Si lo que se
catabolizan son aminoácidos ramificados, el aprovechamiento energético se
multiplica alcanzando los 30-40 moles de ATP por mol de aminoácido
ramificado oxidado. Del proceso de transaminación se deriva un compuesto
muy tóxico, el amoniaco, que es transformado en urea, menos tóxica, por un
conjunto de reacciones desarrolladas en el hígado y denominadas Ciclo de la
Urea. La utilización de aminoácidos durante el ejercicios prolongados debe
hacer pensar en los aportes nutricionales diarios para no entrar en un
balance negativo que pueda perjudicar el rendimiento deportivo.
Por último, cabe decir que todos los procesos de energía están regulados por un único factor: la concentración de ADP celular. El aumento de ADP advierte de la necesidad de reponer ATP.
SISTEMA AERÓBICO Y ANAERÓBICO EN RELACIÓN CON LA ACTIVIDAD FÍSICA La actividad física supone, con mucho, la mayor demanda de energía. Por
ejemplo, en las carreras de velocidad y natación la producción de energía de los
músculos que trabajan puede ser unas 120 veces la de reposo. Durante el ejercicio
menos intenso pero prolongado, tal como correr una maratón, la necesidad de
energía aumenta de 20 a 30 veces la de reposo. Según la intensidad y duración del
ejercicio, y la condición física del sujeto, las contribuciones de los varios medios
corporales para transferir la energía difieren de manera significativa.
En condiciones de reposo, las grasas proporcionan 2/3 de la energía
necesaria, el resto proviene de los hidratos de carbono. El único sistema que se
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utiliza es el sistema aeróbico. También se produce una pequeña cantidad de ácido
láctico, pero no se acumula.
Según Fox (“Fisiología del Deporte”), no existen cambios bruscos en los
sistemas de resíntesis de ATP, sino que éstos se solapan entre sí formando un
continuum energético en el cual las actividades físicas formarían ATP a partir de la
participación más o menos predominante de las vías aeróbica y anaeróbica.
Las actividades que requieren la participación de los dos sistemas
(aeróbicos-anaeróbicos) son las más difíciles para el atleta. Por ejemplo, los 1500m,
los sistemas anaeróbicos proporcionan el ATP al inicio y al sprint final de la carrera;
el sistema aeróbico predomina en la parte media de la misma. El entrenamiento de
este atleta tiene que desarrollar ambos sistemas.
El sistema anaeróbico aláctico corresponde con el metabolismo de los
fosfágenos. El ATP muscular y la PC muscular proporcionan energía para los
ejercicios de máxima intensidad y duración 7-10 (0,3 el ATP y con la PC hasta 10).
La no participación de la glucolisis anaeróbica hace que no se acumule ácido
láctico. Todos los movimientos explosivos, salidas, saltos, lanzamientos, utilizan
esta vía preponderantemente, va asociada a altos niveles de fuerza (fuerza máxima
y fuerza velocidad) y a un predominio de fibras blancas. Todas las acciones
explosivas de los deportes colectivos y de adversario requieren este sistema.
A partir de este tiempo al persistir en el esfuerzo e intensidad, entra en acción
el Sistema Anaeróbico Láctico (glucólisis anaeróbica): los esfuerzos entre 10 y 35
segundos se consideran de potencia anaeróbica láctica ( lo determinante es la
velocidad de producción, cantidad de energía producida por unidad de tiempo)
también se habla de velocidad resistencia una vez superados los tiempos de
velocidad. Entre las especialidades deportivas de este sistema: 50m natación, 200m
en atletismo y piragüismo. Entre 35 segundos y 2 minutos hablaremos de capacidad
anaeróbica láctica (aquí lo importante es la capacidad de energía total, no la
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velocidad de producción y aquí se dan los niveles más altos de acumulación de
ácido láctico). Esfuerzos máximos de esta duración son 500m en piragüismo, 100m
en natación, judo.
De los 2-3 minutos, sin que desaparezca el sistema anaeróbico, el sistema
aeróbico (ciclo de Krebs, para la combustión de la glucosa en primer lugar y grasas
más adelante), empieza a cobrar más importancia. Es el trabajo de resistencia que
Zint clasifica en:
Resistencia de corta duración: trabajos entre 3-9 minutos, el porcentaje
anaeróbico se sitúa en el 30%, pero la contribución aeróbica es la
fundamental; también hablan de resistencia protagonizada por el VO2 máximo. Durante ese tiempo es posible mantener el VO2 en su valor
máximo. Por eso al referirse a este tipo de actividades se habla de trabajos
de potencia aeróbica, pues representa la mayor velocidad de producción de
energía por esta vía. La participación energética es toda de los Hidratos de
Carbono. Ej. 1500 m. en atletismo.
Resistencia de larga duración I: el rango de tiempo va de los 9-10 minutos
a los 25-30 minutos. El factor determinante es el Umbral Anaeróbico, que
paradójicamente es el indicador de máxima capacidad aeróbica. A la máxima
capacidad constante durante este tiempo el ácido láctico permanece estable
por encima de los valores de reposo pero sin incrementarse. Se sitúa en
4mmol. aunque es un factor individual. Su mejora (hasta el 50%) es uno de
los principales efectos del trabajo de resistencia. En deportistas muy
entrenados el ritmo de RDL I se sitúa al 80% del VO2 y en torno a 170
pulsaciones. Con su mejora, a igual concentración, la velocidad de
desplazamiento es mayor, signo inequívoco de mayor eficacia aeróbica. Ej.
5000m en piragüismo.
Resistencia de larga duración II: esfuerzos entre 30 y 60 minutos. Es de
destacar que hasta ahora, es el glucógeno el principal combustible muscular.
También lo es en el rango: 80% hidratos de carbono frente al 20% grasas.
Aunque a partir de los 30 minutos las grasas colaboran en la producción de
energía (es por ello que la actividad física con objetivo de pérdida de peso ha
de ser dilatada; aunque para acercarse o superar esos 30 minutos de
ejercicio físico continuo y subir hacia duraciones que impliquen quemar más
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ácidos grasos necesita de una progresión). Esta RLD II, conlleva el concepto
de umbral aeróbico, situado en 2 ml.
Resistencia de larga duración III: entre 90 minutos y 6 horas. La
participación de los ácidos grasos se acerca al 50-70% en el límite superior y
al 30-50% en el límite inferior. Es decir, aún aquí la importancia de los HC es
muy grande. Es de destacar que en este nivel se localiza también la
contribución proteica al metabolismo energético, detectado por el nivel de
Urea Sérica en la orina. Esta es la resistencia de los maratones.
Resistencia de larga duración IV: por encima de 6 horas. Ej:
ultramaratones, pruebas extremas de triatlón. Aquí el aporte de ácidos grasos
es prácticamente total, la frecuencia cardiaca, no obstante no baja de 120
pulsaciones y la necesidad tanto de hidratar (antes, durante y después del
ejercicio) como de ingerir glucosa durante el ejercicio, nunca antes, se hace
imprescindible.
ADAPTACIONES DEL ENTRENAMIENTO En el rendimiento en resistencia además de un predominio de fibras lentas, el
VO2 máx. es indicador de la capacidad aeróbica de la persona (se aumenta entre
un 15 y un 20% con el entrenamiento, por tanto tiene mucho de genético), no
obstante el entrenamiento continuado produce importantes adaptaciones que
aumentan de forma importante el nivel de esta capacidad física. Tanto a nivel
muscular (aumento del tamaño y número de mitocondrias, aumento de la
capilarización), como central, aumento del tamaño del corazón y de la saturación de
sangre. De igual forma el entrenamiento anaeróbico aumenta la capacidad de las
fibras blancas, glucolíticas, aumenta la hipertrofia muscular y la actividad ATPásica.
En definitiva como es sabido el entrenamiento no invierte las características de las
fibras (aunque inclina las tipo IIA) pero si aumenta sus prestaciones.
13 Anatomía Aplicada
FACTORES LIMITANTES DEL EJERCICIO Los factores limitantes del ejercicio son:
A. Los niveles de glucosa.
B. La capacidad de absorción de oxígeno.
C. La deuda de oxígeno.
D. La acumulación y eliminación del ácido láctico.
A. LOS NIVELES DEL GLUCOSA El agotamiento de las reservas de glucosa tiene efectos negativos tanto en
los ejercicios de baja intensidad y larga duración, como en los ejercicios de alta
intensidad:
ü Ejercicios de baja intensidad y larga duración: aunque se utilicen
grasas el factor limitante siguen siendo la glucosa, ya que no se puede
“quemar” grasa sin glucosa.
ü Ejercicios de alta intensidad: A medida que aumenta la intensidad de
los ejercicios, aumenta la contribución de la vía glucolítica anaeróbica,
vaciando las reservas y aumentando la producción de ácido láctico
(depende del entrenamiento del sujeto, podrá oxidar más o menos
ácido láctico).
Conforme ocurra una reducción en las reservas musculares de glucógeno baja
el nivel de la ejecución deportiva. No se puede mantener un alto nivel de trabajo
debido a que los hidratos de carbono producen 5% más energía por litro de oxígeno
consumido que las grasas. Además, los hidratos de carbono son necesarios para
mantener los intermediarios (principalmente oxalacetato) del ciclo de Ácido Cítrico (o
Ciclo de Krebs). Como resultado, la disminución en las reservas musculares de los
hidratos de carbono (glucógeno) induce a la reducción en el oxalacetato. Esto
provoca una reducción en la entrada de los grupos de Acetil, lo cual a su vez
disminuye la formación de citrato y la utilización de los ácidos grasos.
B. LA CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE OXÍGENO. Su mejora va a determinar la capacidad de rendimiento de un deportista. Al
consumo máximo de oxígeno se la puede considerar la mayor cantidad de oxígeno
que un individuo puede utilizar durante un trabajo físico y respirando aire
atmosférico. Se mide entre la diferencia del oxígeno inspirado durante el ejercicio y
el oxígeno espirado. Depende de varios factores: nivel de entrenamiento, sexo,
edad, etc.
14 Anatomía Aplicada
C. LA DEUDA DE OXÍGENO Hay que distinguir dos conceptos: déficit y deuda de oxígeno. El sujeto en
reposo tiene un consumo de oxígeno estable, que variará con la actividad física de
la siguiente forma. Al principio el metabolismo aeróbico no está suficientemente
activo y no puede proporcionar toda la energía que necesita, por lo que contribuye el
sistema anaeróbico, dando un préstamo de energía al sistema aeróbico (déficit de
oxígeno) que luego deberá devolver al acabar el ejercicio (deuda de oxígeno). El
consumo de oxígeno va a aumentar hasta que se vuelve a estabilizar (cuando el
consumo de oxígeno es suficiente para la energía que necesita), pero si hubiera
cambios de ritmo volvería a contribuir el sistema anaeróbico creándose otro déficit
de oxígeno. Al parar el consumo de oxígeno va disminuyendo paulatinamente hasta
llegar al nivel estable inicial (no cae verticalmente hasta los niveles iniciales de
reposo).
Se define déficit de oxígeno, como la cantidad de energía que necesita
nuestro organismo para mantener un determinado trabajo y que no es capaz de
suministrarle el metabolismo aeróbico, proporcionándola por tanto el sistema
anaeróbico (más rápido pero que proporciona menos energía). Este préstamo de
energía supone un déficit de oxígeno, por lo que al parar el ejercicio el consumo de
oxígeno no vuelve a los niveles de reposo inmediatamente sino paulatinamente,
este exceso de consumo de oxígeno tras el ejercicio (deuda de oxígeno) nos
permite devolver la energía prestada por el sistema anaeróbico. Definimos pues
“deuda de oxígeno” como el exceso de oxígeno por encima del metabolismo basal
que consumimos al acabar un esfuerzo o ejercicio. Cuanto mayor se el déficit de
oxígeno durante el ejercicio, mayor será la deuda de oxígeno al terminarlo. Pero la
deuda de oxígeno siempre será mayor que el déficit ya que el aumento de consumo
de oxígeno tras el ejercicio tiene además otras funciones:
ü Reponer (fosfágenos, niveles de ácido láctico iniciales, reservas de oxígeno..)
ü El aumento de la temperatura durante el ejercicio.
ü Aumento o alteración hormonal durante el ejercicio.
ü Reponer pequeños daños causados durante el ejercicio.
ü Reequilibrar la homeostasis.
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D. LA ACUMULACIÓN Y ELIMINACIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO La acumulación de ácido láctico provoca la disminución del pH, que a su vez
inhibe la acción de la fosfofructoquinasa, haciendo que se paralicen los procesos de
obtención de energía. Algunas células soportan una mayor concentración de ácido
láctico gracias al entrenamiento (soportan pH más bajos). Por eso midiendo el
lactato en sangre se puede medir el nivel de aptitud física de un sujeto. Así el
entrenamiento influye sobre el nivel de lactato en dos sentidos:
ü Sujetos no entrenados: menor formación de ácido láctico.
ü Sujetos entrenados: soportan mayores niveles de ácido láctico, por lo que
pueden soportar potencias de trabajo superiores a las de los sujetos no
entrenados.
La eliminación del lactato puede seguir diferentes caminos:
Cuando las condiciones lo permiten pasa a piruvato y entre en el ciclo de
Krebs (disminuye la intensidad del ejercicio y hay disponibilidad de
oxígeno).
Si aumenta la intensidad pasa a las células vecinas inactivas, que
guardan una parte de lactato y lo utilizan cuando las condiciones lo
permitan.
Pasa a la sangre y es tamponado por el bicarbonato dando agua y CO2.
Una pequeña parte es eliminada por el riñón y el sudor.
Parte es llevado al hígado donde se utilizará como sustrato en las vías de
la neoglucogénesis (formación de nueva glucosa).
