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El ATP (adenosín trifosfato) es la única molécula que proporciona energía al organismo. Cuando esta se rompe, el músculo puede contraerse. También es necesario este ATP para otras funciones de la célula como el transporte a través de su membrana o la síntesis de macromoléculas, pero esta vez nos vamos a centrar en esta energía para el músculo. La concentración de ATP en el organismo es muy escasa y solo alcanza para una contracción muscular intensa de pocos segundos. Debido a ello es indispensable que haya diferentes sistemas energéticos que se encarguen de crear ATP para prolongar la actividad muscular.
Un sistema energético es la vía metabólica por la cual el músculo va a obtener energía (más ATP) para contraerse.
Existen tres sistemas energéticos: la vía de los fosfágenos (hidrólisis de la fosfocreatina o Pcr), la glucólisis (vía anaeróbica) y la fosforilación oxidativa (vía aeróbica).
Estos sistemas energéticos van a necesitar unos sustratos iniciales para llegar a crear el ATP y satisfacer las demandas del músculo. Los sustratos pueden provenir de las reservas del organismo y/o de la ingesta diaria de nutrientes.
Los principales sustratos mediante la ingesta son los hidratos de carbono, que al ser absorbidos en el intestino se utilizarán como glucosa o fructosa. En caso de utilizarse a partir de las reservas que ya tenemos en el organismo los sustratos serán a partir de los depósitos de glucógeno muscular y del hígado (proveniente de los hidratos de carbono), las grasas intramusculares y las que tenemos en el tejido adiposo y los aminoácidos de las proteínas musculares.
Sigue leyendo para conocer qué sustrato vas a utilizar dependiendo del tipo de ejercicio que hagas ya que a lo mejor es determinante para tu objetivo.
Estos tres sistemas energéticos actúan a la vez, pero dependiendo de la intensidad de la contracción, duración del ejercicio y la cantidad de sustrato almacenado, un tipo de vía es la predominante.
Es decir, el determinante común en todos los deportes es la fuerza que los músculos pueden proporcionar, la potencia que pueden alcanzar y durante cuánto tiempo pueden mantener su actividad. Cada actividad deportiva utiliza un sistema energético principal diferente o una combinación de estos dependiendo de la intensidad y duración que a continuación os explicaremos:
El sistema de los fosfágenos utiliza como sustrato principal la fosfocreatina (Pcr) y el ATP, libera energía de forma muy rápida e instantánea y no necesita oxígeno.
El ATP junto con la fosfocreatina pueden proporcionar la potencia muscular máxima durante alrededor de 10 segundos y son claves en actividades físicas de corta duración e intensidad máxima. Deportes de potencia, de carácter explosivo. Cuando pasa ese tiempo, los depósitos se acaban y habrá que esperar unos minutos para que se vuelvan a sintetizar. Vemos por lo tanto que esta vía tiene una desventaja y es la capacidad limitada.
El ATP se encuentra almacenado libremente en el músculo y la fosfocreatina es un compuesto que tiene un enlace de alta energía, incluso más que el ATP. Se descompone en creatina y un ion fosfato y al hacerlo libera grandes cantidades de energía (10 kcal/mol de Pcr a diferencia de 7 kcal del ATP). Además, la mayoría de las células musculares presentan de dos a cuatro veces más fosfocreatina que ATP.
La fosfocreatina se puede aportar mediante la alimentación ingiriendo pequeñas cantidades a partir de la carne y el pescado o sintetizarse endógenamente a través de otros aminoácidos (glicina, metionina, arginina), pero sus depósitos a partir de estos métodos no serán completos.
El monohidrato de creatina es un suplemento interesante para deportes en los que predomina esta vía energética ya que la evidencia científica ha demostrado que al aportar un extra a las células musculares se aumenta los depósitos de Pcr en el músculo hasta un 10% y de creatina en un 40%, lo cual puede mejorar el rendimiento. Si quieres saber más porque puede beneficiarte en tu deporte, tenemos este post que habla sobre este suplemento.
La glucólisis es una vía anaeróbica, por lo que como bien indica no necesita oxígeno para proporcionar energía. Empieza a aportar la energía pasados los 5 a 10 segundos (a diferencia de la anterior, que era instantánea).
Este sistema energético va a ser crucial en actividades físicas que demanden grandes cantidades de ATP en períodos breves de entre 1 minuto a alrededor de 10 minutos de máxima actividad, sin olvidar que se acompañaría de la vía de los fosfágenos pero con una potencia muscular algo menor. Es decir, serían actividades físicas que necesitan una alta intensidad en un período corto, pero más mantenido que 10 segundos.
El proceso consiste en romper la glucosa (glucólisis) para generar energía. Esta glucosa puede provenir de la que está libre en la sangre, de los depósitos que hay de glucógeno en el músculo y el hígado (que proviene de los hidratos de carbono ingeridos) y de otras vías glucolíticas. La glucosa se divide en 3-4 moléculas de ATP y en otras dos de ácido pirúvico (que se convierten finalmente en el subproducto ácido láctico y H+).
Hay que mencionar que el ácido láctico resultante de esta vía se acumula en el músculo y disminuirá el pH del músculo produciendo fallos en la contracción y estimulará la percepción del dolor, por lo que habrá que parar.
Esta vía es más rápida (2,5 veces más) que la aeróbica pero más lenta (la mitad) que la de los fosfágenos. Además, proporciona mucha más cantidad de ATP que la de los fosfágenos.
La glucosa libre en sangre es muy limitada y se utiliza principalmente el glucógeno que hay en el músculo y el hígado que, como hemos mencionado, dependerán de los depósitos de hidratos de carbono disponibles, por lo que es importante tenerlos llenos comiendo. En total se puede almacenar hasta alrededor de 400g de glucógeno (dependiendo del nivel del deportista).
Como ejemplo, un corredor de 800m obtiene alrededor del 60% de sus requerimientos energéticos totales a partir de este metabolismo anaeróbico y puede convertir 100g de carbohidratos en ácido láctico en menos de 2 minutos.
Si la intensidad del ejercicio es baja, cuando haya una cantidad de oxígeno disponible, el ácido pirúvico en vez de convertirse en ácido láctico pasa a utilizar la tercera vía (fosforilación oxidativa), que comentaremos en la siguiente sección.
Esta gran velocidad que tiene la vía glucolítica permite que se mantenga la contracción en las primeras fases, antes de que el sistema cardiovascular se haya ajustado a las demandas y se haya aportado el suficiente oxígeno en respuesta al estímulo del ejercicio. Por ello, aunque salgas a correr durante 1 hora a muy baja intensidad, aunque principalmente uses la vía aeróbica, al inicio también usarás un poco de esta vía anaeróbica.
Este sistema energético está limitado por las reservas de glucógeno por lo que es imprescindible tener los depósitos de glucógeno llenos y reponerlos durante un entrenamiento o competición para no disminuir el rendimiento. Esto se hace a partir de los hidratos de carbono, si quieres saber más, como las fuentes y cuántos hidratos de carbono hay que tomar durante el ejercicio tenemos este post y este que pueden ayudarte.
En esta vía tenemos dos suplementos muy interesantes. Como se ha comentado, el ácido láctico resultante puede limitar el rendimiento ya que acidifica el músculo. Para evitar esto, el propio organismo va moviendo este subproducto al exterior del músculo y con ayuda del bicarbonato que tenemos en el cuerpo se acelera este movimiento y se puede recuperar antes o se mantiene el esfuerzo un poco más.
Las investigaciones han observado que la ingesta extra de 0,3g de bicarbonato/kg de peso corporal una o dos horas antes del ejercicio que duran entre 2 a 6 minutos se mejora el rendimiento. No obstante, puede dar un efecto secundario de diarrea así que es recomendable probarlo aisladamente.
La carnosina es un dipéptido que también amortigua de la acidosis durante el ejercicio de alta intensidad. Los estudios han demostrado que la ingestión crónica oral de beta-alanina puede elevar el contenido de carnosina en el músculo por encima del 80% y provocan mejoras en el rendimiento.
La fosforilación oxidativa es la vía aeróbica la cual utiliza el oxígeno en la mitocondria para proporcionar energía a partir de sustratos diferentes (no como los anteriores sistemas que solo usaban uno): hidratos de carbono, grasas, proteínas y alcohol.
Proporciona energía a partir de 1 a 3 minutos y es el sistema energético que más cantidad de ATP produce, pero el más lento. El subproducto será agua y CO2 (lo expulsamos al respirar principalmente).
Esta vía se escoge cuando se realiza un esfuerzo a régimen constante y de poca intensidad, por ejemplo, al nadar o correr sin mucho esfuerzo.
Para producir energía mediante las grasas debe ser un ejercicio prolongado y al 50% del VO2max, es decir, que no te cueste respirar mucho. Se estimulará la lipólisis y aumentará el flujo sanguíneo. En cambio, si es un ejercicio más intenso, produces ácido láctico y te cuesta respirar un poco más (más del 60% del VO2max), el flujo sanguíneo disminuye y empezará a obtener energía a partir del glucógeno en vez de las grasas tanto mediante la fosforilación oxidativa como la vía anaeróbica.
En principal sustrato que se va a acabar son los depósitos de glucógeno, por lo que si la actividad física dura más de 45 minutos se recomienda reponer con la ingesta de alimentos ricos en hidratos de carbono. Si la duración es mayor se puede considerar la ingesta de grasas y proteínas. Recomendamos consultar a un dietista-nutricionista deportivo para saber las cantidades exactas.
Los hallazgos demuestran que el nitrato dietético (NO3) puede mejorar el rendimiento a una intensidad submáxima, por la vía de la reducción de los requerimientos de oxígeno. Se piensa que aumenta los niveles de óxido nítricos y nitrito, incrementando la eficiencia de la fosforilación oxidativa, por lo que reduce el coste de oxígeno durante el ejercicio. El nitrato se encuentra en varios vegetales y el más utilizado es la remolacha. El zumo de remolacha es un suplemento muy común en deportistas.
En la mayoría de las situaciones, los carbohidratos y las grasas aportan la mayor parte de los requerimientos energéticos para generar ATP como combustible del trabajo muscular. Los aminoácidos de las proteínas suelen proporcionar menos de un 5% de la energía para la actividad física. No obstante, durante el ayuno o cuando los depósitos de glucógeno están vacíos, el catabolismo proteico puede incrementarse de manera importante. Los que más se oxidan son la aspargina, aspartato, glutamato, isoleucina, leucina y valina.
Redactado por la Dietista-Nutricionista Deportiva de NERSPORT: Beatriz Quiroga
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