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Los sistemas energéticos en el deporte

Enviado por belkisantoinette



  1. Hidratos de Carbono
  2. Grasas
  3. Proteínas
  4. Producción de ácido láctico
  5. Oxidación de los hidratos de las grasas
  6. Cuadro Resumen de los Sistemas de Energía
  7. Conclusiones
  8. Bibliografía

Considerando que para la práctica de deportes en general siempre se aplica una determina energía, ella y todas las energías que aplica el ser humano tiene su base en los Sistemas Energéticos..

La importancia de uno de los componentes altamente energético, el ATP (adenosin trifosfato), en el cuál como veremos, se separa un fosfato cuando se libera una gran cantidad de energía para dar paso al adenosin difosfato (ADP), explicaremos como la capacidad oxidativa de nuestros músculos depende de los niveles de sus propias enzimas oxidativas, de su composición en cuanto a tipos de fibras y de la disponibilidad del oxígeno de su sistema pulmonar y d su abastecimiento al sistema muscular y a todo el organismo humano .

Este tema se abarca en diversos textos deportivos y se enfoca en los estudios de: Fisiología del Esfuerzo y del Deporte, anatomía funcional, bioquímica del ejercicio, cineantropometría, biomecánica, evaluación del rendimiento físico y deportivo .

ENERGÍA.

Muchos autores coinciden, que el término energía, es la habilidad o capacidad de realizar trabajos físicos. pero esto equivale a tener que explicar todo sobre las diferentes funciones biológicas que dependen de la producción y liberación de energía. A continuación enunciamos algunas definiciones de energía:

Para Fox, es la capacidad de realizar un trabajo.Si bien la definición resulta simple, el concepto de energía no es tan fácil de captar. De las seis formas de energía nos interesa sólo la mecánica y la química.

Para nuestro modesto criterio: es la capacidad o habilidad de realizar trabajos o de colocar fuerzas de acción para producir movimientos que a su vez producen trabajo.

Y así como las definiciones ya mencionadas, podemos encontrar muchas más, en resumen podemos trabajar con lo que anteriormente hemos conceptualizado.

La energía puede adoptar un cierto número de formas, tales como: química, eléctrica, electromagnética, térmica, mecánica y nuclear.

Según las leyes de la termodinámica, todas las formas de energía son intercambiables. La energía química, por ejemplo, puede usarse para crear la energía eléctrica almacenada en una batería, que puede usarse entonces para realizar un trabajo mecánico proporcionando potencia a un motor. La energía no se crea ni se destruye jamás. En vez de esto, sufre una degradación continuada pasando de una forma a otra, convirtiéndose finalmente en calor. Normalmente, entre el 60 y el 70% de la energía total del cuerpo humano se degrada a calor. ¿Cómo emplea nuestro cuerpo la energía antes de que la misma alcance esta fase final?.

Energía para la Actividad Celular.

Las reacciones químicas convierten la luz en energía química almacenada. A su vez, nosotros obtenemos energía comiendo plantas, o animales que se alimentan de ellas. La energía se almacena en los alimentos en forma de hidratos de carbono, grasas y proteínas. Estos componentes alimenticios básicos se descomponen en nuestras células para liberar la energía acumulada.

Puesto que toda la energía se degrada finalmente en calor, la cantidad de energía liberada en una reacción biológica se calcula a partir de la cantidad de calor producido. La energía en los sistemas biológicos se mide en kilocalorías (kcal). Por definición,

1 kcal equivale a la cantidad de energía precisa para elevar la temperatura de 1 kg. De agua desde 1 °C hasta 15 °C. La combustión de una cerilla, por ejemplo, libera aproximadamente 0.5 kcal, mientras que la combustión completa de un gramo de hidratos de carbono genera aproximadamente 4.0 kcal.

En las células se usa alguna energía libre para el crecimiento y la reparación a lo largo del cuerpo. Tales procesos, aumentan la masa muscular dentro del entrenamiento y reparan los daños musculares después de la finalización del ejercicio o de haberse producido una lesión. También se necesita energía para el transporte activo de muchas sustancias, tales como la glucosa y los carbohidratos, a través de las membranas celulares.

El transporte activo tiene una importancia especial y crítica para la supervivencia de las células y para el mantenimiento de la homeostasis

(Entendida como equilibrio orgánico ). Una parte de la energía liberada en nuestro cuerpo es usada también por las miofibrillas para producir el deslizamiento de los filamentos de actina y miosina, dando como resultado la acción muscular y la generación de fuerza.

Los alimentos se componen principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno y, en el caso de las proteínas, nitrógeno. Los enlaces celulares en los alimentos son relativamente débiles y proporcionan poca energía cuando se descomponen. En consecuencia, los alimentos no se usan directamente para las operaciones celulares.

En lugar de esto, en los enlaces de las moléculas de los comestibles, la energía se libera químicamente dentro de nuestras células, almacenándose luego en forma de un compuesto altamente energético denominado trifosfato de adenosina o adenosin trifosfato (ATP).

En reposo, la energía que nuestro cuerpo necesita se obtiene casi por un igual de la descomposición de hidratos de carbono y de grasas. Las proteínas se asemejan a los ladrillos con los que se construye nuestro cuerpo, proporcionando generalmente poca energía para la función celular. Al pasar de la realización de un esfuerzo muscular suave a otro agudo, se emplean progresivamente más hidratos de carbono, dependiendo menos de las grasas. En los ejercicios máximos de corta duración, el ATP se genera casi exclusivamente a partir de los hidratos de carbono.

Hidratos de Carbono.

Se les puede llamar también Carbohidratos, químicamente son formaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno (CHO), los cuales tienen la capacidad de liberar energía en forma rápida, lo más comunes son los azucares. La dependencia de nuestros músculos respecto a los hidratos de carbono durante el ejercicio está relacionada con la disponibilidad de hidratos de carbono y con que el sistema muscular esté bien desarrollado para su metabolismo. Los hidratos de carbono se convierten en última instancia en glucosa, un monosacárido (azúcar de una sola unidad) que es transportado por la sangre a los tejidos activos, donde se metaboliza.

Las reservas de glucógeno en el hígado y en los músculos son limitadas y pueden agotarse rápidamente, a menos que la dieta contenga una razonable cantidad de hidratos de carbono. Por lo tanto, dependemos fuertemente de nuestras fuentes dietéticas de almidones y azúcares para reponer nuestras reservas de hidratos de carbono. Sin una ingestión adecuada de ellos, los músculos y el hígado pueden quedar desprovistos de su principal fuente de energía.

Grasas.

Las grasas también se usan como fuentes energéticas, nuestro cuerpo acumula mucha más grasa que hidratos de carbono. Tal como se ve en la tabla N° 01, las reservas energéticas del cuerpo en grasas es mucho mayor que las de hidratos de carbono.

 

 

g

Kcal

Hidratos de Carbono

 

 

 

Glucógeno Hepático

 

110

451

Glucógeno Muscular

 

250

1.025

Glucógeno en fluidos corporales

 

15

62

 

Total

375

1.538

Grasa

 

 

 

Subcutánea

 

7,800

70.980

Intramuscular

 

161

1.465

 

Total

7.961

72.445

Nota: Estas estimaciones están basadas en un peso corporal medio de 65Kg. con un 12% de grasa corporal

Cuadro N° 01 Reservas corporales de combustibles y energía

Pero las grasas son poco accesibles para el metabolismo celular, porque primero deben ser reducidas desde su forma compleja (triglicéridos) a sus componentes básicos: glicerol y ácidos grasos libres. Sólo éstos se usan para formar ATP.

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 Tal como se ve en la Figura N° 01, se obtiene sustancialmente más energía de una cantidad determinada de grasa (9 kcal/g) que de la misma cantidad de hidratos de carbono (4 kcal/g). No obstante, el ritmo de liberación de energía de estos compuestos es demasiado lentos para satisfacer todas las demandas de energía de la actividad muscular interna.

Proteínas.

Son compuestos del organismo formado por azufre, fósforo, carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrogeno. Estas son formadas por componentes simples llamados aminoácidos, y son usados en el crecimiento y regeneración del protoplasma celular.

Tienen gran importancia por que poseen la propiedad de contraerse y relajarse. Las proteínas del músculo se ven representadas por tres tipos: las sarcoplasmáticas (solubles), las miofibrillas (poco solubles) y las proteínas del estroma (insolubles).

El proceso por el que las proteínas o las grasas se convierten en glucosa recibe el nombre de gluconeogénesis. Alternativamente, las proteínas pueden convertirse, a través de una serie de reacciones, en ácidos grasos. Esto recibe el nombre de lipogénesis.

Las proteínas pueden aportar entre el 5 y el 10% de la energía necesaria para mantener un ejercicio prolongado. Sólo las unidades más básicas de las proteínas (los aminoácidos pueden usarse para obtener energía)

Ritmo de liberación de energía.

para ser útil, la energía libre debe liberarse a partir de compuestos químicos a un ritmo controlado. este ritmo viene parcialmente determinado por la elección de la fuente primaria de combustible. grandes cantidades de un combustible determinado pueden hacer que las células dependan más de esta fuente que de otras alternativas. esta influencia de las disponibilidad de energía recibe la denominación de efecto de acción de masa.

Enzimas específicas proporcionan un mayor control estructurado del ritmo de liberación de energía libre. Muchas de estas proteínas especiales facilitan la descomposición (catabolismo) de los compuestos químicos. Aunque los nombres de las enzimas son muy complejos, todos acaban con el sufijo -asa. Por ejemplo, una enzima importante que actúa sobre el ATP se llama adenosintrifosfatasa (ATPasa).

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Figura N° 02. (a) Composición Estructural de una molécula de ATP, mostrando los enlaces de fosfato de alta energía, y (b) liberación de energía

Ahora que tenemos las fuentes energéticas, podemos mirar cómo se almacena esta energía. En el capítulo siguiente, examinaremos los diferentes sistemas de energía (resíntesis del compuesto ATP).

Una molécula de ATP (figura N° 02) se compone de adenosina (una molécula de adenina unida a una molécula de ribosa) combinada con tres grupos de fosfatos (Pi) inorgánicos.

Cuando la enzima ATPasa actúa sobre ellos, el último grupo fosfato se separa de la molécula ATP, liberando rápidamente una gran cantidad de energía (7.6 kcal/mol de esto reduce el ATP a ADP (difosfato de adenosina) y Pi (Figura N° 02b).

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Figura N° 03 - Mantenimiento de los niveles de ATP a partir de la energía acumulada en PC.

¿Pero cómo se acumuló originalmente esta energía? El proceso de almacenaje de energía formando ATP a partir de otras fuentes químicas recibe el nombre de fosforilación. Mediante varias reacciones químicas, un grupo fosfato se añade a un compuesto relativamente bajo en energía, el difosfato de adenosina (ADP), convirtiéndose en trifosfato de adenosina (ATP). Cuando estas reacciones se producen sin oxígeno, el proceso recibe el nombre de metabolismo anaeróbico. Cuando estas reacciones tienen lugar con la ayuda de oxígeno, el proceso global se denomina metabolismo aeróbico, y la conversión aeróbica de ADP a ATP es la fosforolización oxidativa.

Las células generan ATP mediante tres métodos:

  1. El sistema ATP-PC
  2. El sistema del Acido Láctico
  3. El sistema Oxidativo

Dentro de los diferentes sistemas energéticos tenemos :

Sistema ATP-PC.

El ATP se forma rápidamente a través de otro componente energético que también está almacenado en el músculo y se denominada fosfocreatina o PC (llamada también fosfato de creatina). A diferencia del ATP, la energía liberada por la descomposición del PC no se usa directamente para realizar trabajo celular. En vez de esto, reconstruye el ATP para mantener un suministro relativamente constante.

La liberación de energía por parte del PC es facilitada por la enzima creatinkinasa (CK), que actúa sobre el PC para separar el Pi de la creatina. La energía liberada puede usarse entonces para unir Pi a una molécula de ADP, formando ATP. En la figura N° 03, se representa este proceso. Con este sistema, cuando la energía es liberada por el ATP mediante la división de un grupo fosfato, nuestras células pueden evitar el agotamiento del ATP reduciendo PC, proporcionando energía para formar más ATP.

Este proceso es rápido y puede llevarse a cabo sin ninguna estructura especial dentro de la célula. Aunque puede ocurrir en presencia del oxígeno, este proceso no lo requiere, por lo cual se dice que el sistema ATP-PC es anaeróbico.

Durante los primeros pocos segundos de actividad muscular intensa, como puede ser el sprint, el ATP se mantiene a un nivel relativamente uniforme, pero el nivel de PC declina de forma constante cuando se usa el compuesto para reponer el ATP agotado. Cuando se llega al agotamiento, no obstante, tanto el nivel de ATP como el de PC es muy bajo, y no pueden proporcionar energía para más contracciones y relajaciones.

Los esfuerzos que caracterizan este sistema de producción de energía son los que se ejecutan a máxima intensidad en un período muy corto (10 segundos o menos). También se denomina inmediato. Este sistema es de gran valor en distancias cortas.

Sin embargo, es necesario tener en cuenta que en los músculos sólo se pueden almacenar pequeñas cantidades de ATP y PC, entre ambos compuestos en su conjunto, si la intensidad de trabajo es muy grande, el esfuerzo sólo podría mantenerse durante un tiempo no superior a 30 segundos, ya que las fuentes energéticas quedarían agotadas. Más allá de este punto, los músculos deben depender de otros procesos para la formación de ATP: la combustión de ácido láctico y oxidativa de combustibles.

PRODUCCIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO

Este sistema es conocido como glucólisis anaeróbica. El término "glucólisis" se refiere a la degradación del azúcar. En este sistema, la descomposición del azúcar ( hidratos de carbono, una de las sustancias alimenticias) provee la energía necesaria con la cual se elabora el ATP, cuando el azúcar sólo está parcialmente descompuesto, uno de los productos finales es el ácido láctico (de ahí el nombre de "sistema del ácido láctico).

La glucosa es el 99% de la cantidad total de azúcares que circulan por la sangre. La glucosa de la sangre procede de la digestión de los hidratos de carbono y de la descomposición del glucógeno hepático. El glucógeno es sintetizado a partir de la glucosa por un proceso llamado glucogénesis. Se almacena en el hígado o en los músculos hasta que se necesita. En este momento, el glucógeno se descompone en glucosa - 1 - fosfato a través del proceso de la glucogenólisis.

Antes de que la glucosa o el glucógeno puedan usarse para generar energía, deben convertirse en un compuesto llamado glucosa-6-fosfato. La conversión de una molécula de glucosa requiere una molécula de ATP. En la conversión del glucógeno, se forma glucosa-6-fosfato a partir de glucosa-1-fosfato sin este gasto de energía. La glucólisis comienza una vez se ha formado la glucosa-6-fosfato.

La glucólisis produce al final el ácido pirúvico. Este proceso no requiere oxígeno, pero el uso de oxígeno determina el destino del ácido pirúvico formado por la glucólisis.

Al referirnos al sistema glucolítico nos estamos refiriendo a los procesos de glucólisis cuando ocurre sin la intervención del oxígeno. En este caso, un ácido llamado pirúvico se convierte en ácido láctico.

La glucólisis, que es mucho más compleja que el sistema ATP-PC, requiere 12 reacciones enzimáticas para la descomposición de glucógeno en ácido láctico. Todas estas enzimas operan dentro del citoplasma de las células.

La ganancia neta de este proceso es de 3 moles de ATP formado por cada molécula de glucógeno descompuesto. Si se usa glucosa en lugar de glucógeno, el beneficio es de sólo 2 moles de ATP porque se usa 1 mol para la conversión de glucosa en glucosa-6-fosfato.

Este sistema de energía no produce grandes cantidades de ATP. A pesar de esta limitación, las acciones combinadas de los sistemas ATP-PC y glucolítico permiten a los músculos generar fuerza incluso cuando el aporte de oxígeno es limitado. Estos dos sistemas predominan durante los primeros minutos de ejercicio de intensidad elevada.

Otra importante limitación de la glucólisis anaeróbica es que ocasiona una acumulación de ácido láctico en los músculos y en los fluidos corporales.

La energía que se produce a través del metabolismo anaeróbico láctico requiere esfuerzos de gran intensidad y de una duración de uno a tres minutos. Por otro lado, se ha comprobado que el entrenamiento de distancias largas disminuye ligeramente la acción de las enzimas anaeróbicas en el músculo.

Una buena dieta de hidratos de carbono compuestos (papas, frutas, cereales, harinas no refinadas, etc.) facilitará un mejor almacenamiento de glucógeno en el músculo. Los carbohidratos sencillos como la miel, el azúcar, las bebidas gaseosas y las harinas refinadas deben evitarse. Los entrenadores que aconsejan a sus DEPORTISTAS la eliminación en su dieta de todo tipo de hidratos de carbono con el fin de mantener el peso, están privando a éstos de una de las principales fuentes de energía disponible.

El ritmo de utilización de energía de una fibra muscular durante el ejercicio puede ser hasta 200 veces superior al ritmo de uso de energía en reposo. Los sistemas ATP-PC y glucolítico no pueden, por sí solos, satisfacer todas las necesidades de energía. Sin otro sistema de energía, nuestra capacidad para realizar ejercicios puede quedar limitada a unos pocos minutos.

Sistema Oxidativo.

El mismo nombre lo dice, dentro de este sistema entra a tallar el oxígeno, existe la descomposición completa del glucógeno en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), los cuales producen una cantidad de energía suficiente para elaborar una gran cantidad de moles de ATP.

El sistema final de producción de energía celular es el sistema oxidativo. Éste es el más complejo de los tres sistemas energéticos, El proceso mediante el cual el cuerpo descompone combustibles con la ayuda de oxígeno para generar energía se llama respiración celular.

Dado que se emplea oxígeno, éste es un proceso aeróbico. Esta producción oxidativa de ATP se produce dentro de organismos especiales de la célula: las mitocondrias. En los músculos, son adyacentes a las miofibrillas y se hallan también distribuidas por el sarcoplasma.

Los músculos necesitan un aporte constante de energía para producir continuamente la fuerza necesaria durante las actividades de larga duración.

A diferencia de la producción anaeróbica de ATP, el sistema oxidativo produce una tremenda cantidad de energía, por lo que el metabolismo aeróbico es el método principal de producción de energía durante las pruebas de resistencia. Esto impone considerables demandas a la capacidad del cuerpo para liberar oxígeno es los músculos activos.

Oxidación de los Hidratos de Carbono.

La producción oxidativa del ATP abarca tres procesos:

  1. Glucólisis
  2. Ciclo de Krebs
  3. Cadena de transporte de electrones.

Glucólisis

En el metabolismo de los hidratos de carbono, +glucólisis desempeña un papel importante en la producción anaeróbica y aeróbica de ATP. El proceso de glucólisis es el mismo tanto si hay oxígeno presente como si no. Recordemos que la glucólisis anaeróbica produce ácido láctico y solamente 3 moles de ATP por mol de glucógeno.

No obstante, en presencia de oxígeno, el ácido pirúvico se convierte en un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA).

Ciclo de Krebs.

Una vez formado, el acetil CoA entra en el Ciclo de Krebs (ciclo de ácido cítrico), una serie compleja de reacciones químicas que permiten la oxidación completa de acetil CoA. Al final del ciclo de Krebs, se han formado 2 moles de ATP y el sustrato (el compuesto sobre el que actúan las enzimas -en este caso los hidratos de carbono originales-) se ha descompuesto en carbono y en hidrógeno.

El carbono restante se combina entonces con oxígeno para formar dióxido de carbono. Este CO2 se difunde fácilmente fuera de las células y es transportado por la sangre hasta los pulmones para ser espirado.

Cadena de transporte de electrones.

Durante la glucólisis, se libera hidrógeno mientras se metaboliza la glucosa, convirtiéndose en ácido pirúvico. Durante el ciclo de Krebs se libera más hidrógeno. si permanece en el sistema, el interior de la célula se vuelve demasiado ácido. ¿Qué le sucede a este hidrógeno?

El ciclo de Krebs va unido a una serie de reacciones conocidas como la cadena de transporte de electrones.

El hidrógeno liberado durante la glucólisis y durante el ciclo de Krebs se combina con dos coenzimas: NAS (nicotinamida-adenín-dinucleótido) y FAD (flavo-adenín-dinucleótido). Estas llevan los átomos de hidrógeno hacia la cadena de transporte de electrones, donde se dividen en protones y electrones. Al final de la cadena, el H+ se combina con oxígeno para formar agua, impidiendo así la acidificación.Los electrones separados del hidrógeno pasan por una serie de reacciones, de aquí el nombre de cadena de transporte de electrones, y finalmente proporcionan energía para la fosforilación de ADP, formando así ATP. Puesto que este proceso precisa oxígeno, recibe la denominación de fosforilación oxidativa.

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 Figura N° 04- Oxidación de los hidratos de carbono

Producción de energía a partir de los hidratos de carbono.

El sistema oxidativo de producción de energía puede generar hasta 39 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucógeno. Si el proceso comienza con glucosa, el beneficio neto es de 38 moléculas de ATP (recordemos que antes de que la glucólisis comience se utiliza una molécula de ATP para convertirla en glucosa-6-fosfato). En la tabla N° 02 se resume la energía obtenida.

 

ATP producido por 1 mol

de glucógeno hepático

Fase del Proceso

Directo

Por fosforilización oxidativa

Glucólisis (glucosa en ácido

pirúvico)

3

6

Ácido pirúvico

en acetil CoA

0

6

Ciclo de Krebs

2

22

Subtotal

5

34

Total

39

* Hace referencia al ATP producido por H+ y electrones transferidos a la cadena de transporte de electrones.

Tabla N° 02. Producción de energía a partir de la oxidación del glucógeno hepático

OXIDACIÓN DE LOS HIDRATOS DE LAS GRASAS.

Aunque muchos compuestos químicos (tales como los triglicéridos, los fosfolípidos y el colesterol) se clasifican como grasa, sólo los triglicéridos son fuentes energéticas importantes. Los triglicéridos se almacenan en las células grasas y en las fibras musculares esqueléticas.

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 Para usar su energía, los triglicéridos deben descomponerse en sus unidades básicas: una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos libres. Este proceso se llama lipólisis, y lo llevan a cabo unas enzimas conocidas como lipasas. Los ácidos grasos libres (AGL) son la fuente energética principal, por lo que centraremos nuestra atención en ellos

Una vez liberados de glicerol, los ácidos grasos libres pueden entrar en la sangre y ser transportados por el cuerpo, entrando en las fibras musculares por difusión. Su ritmo de entrada en las fibras musculares depende del grado de concentración. El aumento de la concentración de ácidos grasos libres en sangre los impulsa hacia las fibras musculares.

Betaoxidación.

Aunque los diversos ácidos grasos libres en el cuerpo difieren estructuralmente, su metabolismo es esencialmente el mismo, tal como se ve en la figura N° 05. Al entrar en las fibras musculares, los ácidos grasos libres son activados enzimáticamente con energía del ATP, preparándolos para el catabolismo (descomposición) dentro de las mitocondrias.

Este catabolismo enzimático de las grasas por las mitocondrías recibe la denominación de betaoxidación (oxidación $ ).

En este proceso, la cadena de carbono de un ácido graso libre es dividida en unidades 2-carbono separadas de ácido acético. Por ejemplo, si un ácido graso libre tiene una cadena 16-carbono, la betaoxidación produce 8 moléculas de ácido acético. Cada molécula de ácido acético se convierte entonces en acetil CoA.

Importancia Relativa de las diferentes reservas de Energía.

Un peso dado de un compuesto orgánico contiene una cantidad fija de energía potencial encerrada en las ligaduras entre los átomos de sus moléculas. El conocimiento de la cantidad de esos compuestos disponibles y de su contenido energético nos suministras las reservas de energía de nuestro cuerpo. La tabla N° 03 sintetiza datos que, no obstante, resultan aproximados y están sometido a grandes fluctuaciones individuales, en particular el contenido de grasa.

A pesar de estas diferencias individuales, se puede recalcar algunas generalidades acerca de la importancia relativa de los distintos compuestos. Su importancia específica depende en gran medida de la intensidad y de la duración del trabajo.

Durante la etapa de máximo ejercicio, la demanda de energía puede exceder las 50 kilocalorías. El suministro proveniente de una descomposición de todo el ATP disponible sólo alcanzaría para un esfuerzo a nivel máximo de alrededor de un segundo, y la producción de ATP por descomposición de toda la fosfocreatina sólo aseguraría algunos otros segundos de esfuerzo máximo.

Está bien establecido que la velocidad máxima sólo puede mantenerse durante menos de 10 segundos, es decir, durante un período menor del que se necesita para correr los 100 metros planos, y la explicación puede residir en que ya no se dispone de "energía rápida" a causa de un agotamiento de la fosfocreatina y, con el tiempo, también el ATP. Además de la energía que proviene directamente de las reservas de ATP y fosfocreatina, una parte de la energía en una carrera de 100 metros proviene de la gluconeogénesis, que se acelera con rapidez durante el esfuerzo, originando crecientes cantidades de lactato.

Normalmente no se considera el lactato como una forma de energía almacenada. Sin embargo, cuando se ha realizado una cierta cantidad de trabajo anaeróbico, la producción concomitante de lactato no se derrocha de ningún modo.

Si se reduce la intensidad del trabajo a condiciones aeróbicas, el lactato se vuelve a convertir con rapidez en piruvato en los músculos que trabajan y se puede oxidar en las mitocondrias, reemplazando el glucógeno como combustible.

Por otra parte, si el trabajo anaeróbico es seguido por un descanso, el lactato obtenido a través del piruvato se convierte de nuevo en glucógeno en el hígado, y probablemente también en los propios músculos.

La cantidad total de energía que se puede obtener de las reservas de ATP, fosfocreatina y lactato resulta ser de importancia limitada cuando el período de trabajo excede los 15 a 30 minutos. En esta situación, la demanda de energía se puede encontrar en el orden de 20 a 40 kilocalorías, y se observa que tanto la concentración de ATP como la de fosfocreatina se reducen tan sólo en forma moderadas. Los niveles de lactato son asimismo modestos en comparación con el que se observa en el trabajo máximo.

En consecuencia, resulta evidente que durante un trabajo prolongado, la rápida y continua producción de energía a partir de la oxidación del glucógeno y de los ácidos grasos resulta sumamente importante.

 

Energía mol

Concentrac

Energía total en seres humanos

 

 

 

mmol Kg

músculo

(peso corporal 75 Kg.

peso muscular 20 Kg.)

 

Kj

Kcal

húmedo

Kj

Kcal

ATP

42

10

5

4

1

Fosfocreatina

44

10,5

17

15

3,6

Glucógeno

2.900

700

80

4.600

1.100

Grasa

10.000

2.400

--

300.000

75.000

Tabla N° 03 - Las figuras son muy aproximadas. La concentración de glucógeno puede tener cualquier valor, desde casi 0 hasta 250 mmol kg, y sin duda alguna el contenido de grasa está sometido a grandes variaciones. Se presume que sólo se activa una parte de la masa muscular.

En tanto que un trabajo máximo de corta duración, en esencia, depende tan sólo de las reservas de ATP y fosfocreatina, mientras que el ejercicio prolongado sólo depende de la oxidación del glucógeno y la grasa (ácidos grasos libres), el ejercicio de una duración de 1 a 10 minutos es mucho más complejo desde el punto de vista de la utilización de combustibles.

Cuando se realiza un ejercicio hasta el agotamiento durante este intervalo, probablemente todas las reservas de combustibles se utilizan al mismo tiempo, pero la cantidad relativa de cada combustible se modifica de segundo a segundo. Al comienzo de un ejercicio vigoroso, predomina la utilización de ATP y de la fosfocreatina; luego ocupa cada vez más el primer plano la conversión anaeróbica del glucógeno en lactato, y hacia el final del ejercicio predominará la oxidación del glucógeno y finalmente de la grasa.

Cuadro Resumen de los Sistemas de Energía.

El fisiólogo del ejercicio americano, Bartels, describió el concepto de especificidad del entrenamiento con la frase: "Si deseas aprender a tocar el violín, no practiques con la tuba". Esto mismo es aplicable en todos los deportes, en este caso realizaremos la comparación con la natación… si deseas desarrollar velocistas, no entrenes de 10.000 a 15.000 metros diarios.

Desgraciadamente muchos entrenadores enfatizan el entrenamiento de sobre distancias en los velocistas y en aquellos nadadores cuyas pruebas duran menos de 2.30 minutos, con lo cual no aprovechan de forma máxima los sistemas de energía de los cuales principalmente dependen.

Mark Spitz ganó siete medallas en la Olímpiada de Munich . En todas las pruebas la energía predominante era la del sistema anaeróbico, aún en las de 200 mariposa y 200 metros libres. La energía producida en los distintos estilos es bastante similar en todos los estilos de natación .

La forma más importante de determinar la fuente de energía en las distintas pruebas es la duración de las mismas en un esfuerzo máximo. Sobre estas bases se puede decir que:

  1. Pruebas de duración inferior a 35 segundos, el sistema predominante será el anaeróbico aláctico .
  2. Pruebas de duración entre 35 segundos y 2 minutos y medio, el sistema predominante será el anaeróbico láctico o de ácido láctico.
  3. Pruebas de duración superior a tres minutos, el sistema predominante será el aeróbico.

En la tabla N° 04, se puede observar un resumen de las características más notables de los distintos sistemas de energía ya descritos:

VARIABLE

ALACTICO

LACTICO

AEROBICO

Duración de la prueba

Menos de 0:35

0:35 - 2:30

Más de 3:00

Ejemplo de la prueba

50 m. Libres

100 m. braza

1.500 m. Libres

Sistema predominante

ATP, PC

Glucosa, glucógeno

Glucosa, glucógeno grasa

Almacenamiento de energía

Músculo

Músculo

Músculo, sangre, hígado

Necesidad de suministro sangre

Ninguna

Poca

Grande

Necesidad de oxígeno

No

No

Factor limitante para continuar el ejercicio

ATP/PC

Glucógeno

Oxígeno

Tabla N° 04 - Sistemas de Energía

Una aproximación al grado de intervención que cada uno de los sistemas de energía tienen en el rendimiento de las pruebas de natación se puede observar en la siguiente tabla:

DISTANCIA (metros)

SISTEMA ALACTICO

SISTEMA LACTICO

SISTEMA AEROBICO

50

90-60%

10%

0%

100

30-60%

20-40%

20-30%

200

15-30%

35-45%

35-55%

400

8-15%

15-25%

60-75%

800

5-8%

6-12%

80-90%

1.500

3-6%

3-6%

88-94%

Tabla N° 05 - Intervención de los distintos Sistemas de Energía en

las pruebas de Natación

CONCLUSIONES

  1. La ciencia del movimiento y del Deporte coinciden en analizar la producción de energía humana. dentro de la misma óptica como un sistema energético especializado.
  2. La resíntesis del ATP proviene de la energía emitida durante la descomposición de los alimentos y de otros productos químicos en el organismo humano. El acoplamiento de la liberación de energía y el uso de la energía, es el principio fundamental que interviene en la producción metabólica de ATP.
  3. El entrenamiento sistemático y planificado de los Sistemas Energéticos nos permiten mejorar las capacidades y las cualidades físicas de los deportistas
  4. El ATP-PC es el producto de un sistema energético anaeróbico que resintetiza el ATP a partir de la energía liberada cuando se descompone la fosfocreatina (PC), así mismo es una fuente muy rápida pero de corta tiempo o limitada de ATP, que se utiliza en forma predominante durante el desarrollo de actividades de corta duración y de gran potencia.
  5. La producción de Acido Láctico, es parte de un proceso bioquímico con un alto porcentaje de ejecución de acciones de tipo anaeróbico. el ATP se forma a partir de la energía liberada durante la descomposición del glucógeno (azúcar) en ácido láctico. La acumulación de este último origina la fatiga muscular pro vía aeróbica.
  6. El sistema oxidativo, utiliza tanto el glucógeno (muscular o hepático) así como las grasas como combustibles para la resíntesis del ATP. Mediante una serie de reacciones que realizan las mitocondrias de las células, el sistema produce grandes cantidades de ATP pero sin subproductos que originen fatiga.
  7. Es preciso tener en cuenta la importancia de la oxidación de los hidratos de carbono, pues trae consigo la glucólisis, como parte integrante del ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Y en la oxidación de grasas comienza con la betaoxidación de los ácidos grasos.
  8. La producción de energía para la oxidación de las grasa requiere de una mayor participación del oxigeno que consume el organismo es por ello que nos es muy económica su producción en relación a la oxidación de los hidratos de carbono, y varía cuando se oxidan ácidos grasos libres.

BIBLIOGRAFÍA

  1. ASTRAND, Per-Olof y Kaare RODAHL - Fisiología del Trabajo Físico, 2da ed. Edit. Médica Panamericana, Buenos Aires, 1986, 488 pp.
  2. AVERHOFF, Ricardo y Marcial LEON - Bioquímica de los Ejercicios Físicos, 1era ed. - Edit. Pueblo y Educación, La Habana, 1981, 174 pp.
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  5. GROSSER, Manfred et al: El movimiento deportivo, 2ª ed. , Edit. Martínez Roca S.A., Barcelona, 1991, 197 pp.
  6. INTERNET: www.efdeportes.com/efd7/saaww73.htm
  7. INTERNET: www.planetadeportivo.com/energia/sistemas.htm
  8. RODRÍGUEZ VELÁSQUEZ, Jaime Ricardo - Diccionario Enciclopédico de Ciencias y Técnicas Deportivas, Universidad Nacional de Educación "Enrique Guzmán y Valle" - EDIUNE, 1999, 201 pp.
  9. WILMORE, Jack H. y David COSTILL - Fisiología del Esfuerzo y del Deporte, Editorial Paidotribo, 1998, 546 pp

 

Rodríguez Guanilo, Belkis Antoinette

Jesús María


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