Producción de energía durante el ejercicio física

1. Fisiología del ejercicio Producción de energía
FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO
TEMA 1. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
1. INTRODUCCIÓN.
Se llama energía a todo aquello que es capaz de producir un trabajo. En
el mundo del ejercicio físico, el concepto de energía se asocia de alguna
manera a los conceptos de fuerza, vigor, movimiento, vida.
La energía puede manifestarse de varias formas, nuclear, eléctrica,
luminosa, térmica, química y mecánica. La forma en que estos tipos de energía
se transforman unas en otras queda expresada por la 1ª ley de la
termodinámica: “la energía ni se crea ni se destruye, solamente se transforma”.
En este tema nos centraremos principalmente en como la energía química
almacenada en los alimentos es transformada para su utilización por el
organismo humano y más específicamente por el músculo.
Para poder utilizar la energía química de los alimentos el cuerpo humano
requiere que sea almacenada en un compuesto conocido por las siglas ATP
(adenosín trifosfato). Este compuesto es un nucleótido de los denominados de
alta energía y a los que también se les conoce con el nombre de compuestos
macroérgicos, precisamente porque al desdoblarse su molécula es capaz de
producir una gran cantidad de energía. La forma en que el ATP proporciona
energía puede esquematizarse de la manera siguiente:
La energía producida es utilizada por el organismo para diferentes
funciones biológicas, entre otras, para la contracción muscular.
2. SÍNTESIS DE ATP.
El músculo posee cierta cantidad de ATP que utiliza como reserva
energética. Esta cantidad, al no ser muy abundante sólo sería capaz de
proporcionar energía durante muy pocos segundos, si no fuera porque es
resintetizada muy rápidamente a expensas de otro compuesto macroérgico que
se encuentra almacenado en el músculo. Se trata del fosfato de creatina (PC).
De esta manera el ATP resintetizado podría proporcionar de nuevo
energía de una manera inmediata. Esta manera de sintetizar ATP sin
intervención del oxígeno recibe el nombre de ANAERÓBICA ALÁCTICA.
Javier Pérez de la Peña 1
ATP ⇒ ADP + Pi + Energía (Pi = Fosfato inorgánico)
ATP ⇒ ADP + Pi + Energía
ADP + PC ⇒ ATP + C

2. Fisiología del ejercicio Producción de energía
La segunda forma que tiene el organismo de sintetizar ATP es mediante
la GLUCÓLISIS ANAERÓBICA. Para ello, el músculo utiliza las reservas que
tiene de glucógeno degradándolas a glucosa y ácido pirúvico. Al no haberse
producido un ajuste cardiovascular, la disponibilidad de oxígeno es bastante
reducida, y el ácido pirúvico no puede seguir la vía oxidativa aeróbica; pero
existe un mecanismo de emergencia que genera ATP mediante la formación de
ácido láctico.
La producción de ATP no es muy grande (2 o 3 dependiendo de si la
glucosa es de origen sanguíneo o muscular), aunque permite obtener energía
de manera rápida a costa de una veloz acumulación de ácido láctico (altera el
equilibrio ácido-base de la célula muscular). A esta forma de sistetizar ATP se
le denomina ANAERÓBOCA LÁCTICA.
La tercera forma de sintetizar ATP es mediante la VÍA OXIDATIVA
AERÓBICA, la serie de reacciones conocidas como ciclo de Krebs y cadena
respiratoria. En esta serie de reacciones los substratos son completamente
oxidados hasta formar CO2 y H2O. Esta forma de sintetizar ATP va cobrando
más y más importancia como consecuencia del ajuste cardiovascular que
posibilita un mayor aporte de oxígeno. De esta forma la glucosa y los ácidos
grasos pueden oxidarse aeróbicamente, produciendo mayor cantidad de
energía (cerca de 40 ATP en el caso de la glucosa). A esta fuente energética
en la que interviene el oxígeno se le denomina AERÓBICA.
Javier Pérez de la Peña 2
Glucogeno muscular
⇓
Glucosa ⇐ Glucosa
sanguínea
⇓
2 A. Pirúvico
3 ATP ⇓ 2 ATP
2 A. Láctico
Glucógeno

Glucosa

A. pirúvico

Acetil Co.A  Ácidos grasos

Ciclo de Krebs
Y
Cadena Respiratoria

CO2 H2O

3. Fisiología del ejercicio Producción de energía
3. APORTE ENERGÉTICO DE LAS DIFERENTES VÍAS
METABÓLICAS
La predominancia de una u otra vía metabólica va a depender de la
INTENSIDAD y la DURACIÓN del ejercicio.
En REPOSO, la fibra muscular recibe el oxígeno suficiente y producir así
el ATP necesario para mantener el tono muscular.
En EJERCICIOS SUAVES el músculo puede utilizar la vía aeróbica para
producir el ATP necesario. La respiración y la circulación pueden ajustarse
proporcionando el oxígeno necesario. No obstante el ajuste cardio-respiratorio
requerirá cierto tiempo y puede producirse al principio un pequeño
desequilibrio.
En EJERCICIOS DE INTENSIDAD MODERADA tardará más tiempo en
producirse el ajuste cardio-repiratorio y tendrá que obtenerse energía al
principio por medio de las vías anaeróbicas. Una vez producido el ajuste los
procesos aeróbicos pueden relevar a los anteriores y si la intensidad no es muy
elevada un gasto de oxígeno ligeramente por encima de lo necesario podría ir
eliminando el ácido láctico acumulado al principio del ejercicio; esto permitiría
mantener el ejercicio durante mucho tiempo.
En EJERCICIOS DE INTENSIDAD ALTA las vías anaeróbicas deberán
activarse al principio del ejercicio. Puede que una vez que se haya producido el
ajuste cardio-repiratorio este no pueda suministrar toda la energía necesaria y
se siga produciendo ácido láctico. Por tanto, estos ejercicios no podrán
mantenerse mucho tiempo a no ser que disminuya la intensidad.
Los EJERCICIOS MÁXIMOS duran muy pocos segundos. Primero se
utiliza la vía anaeróbica aláctica y cuando se agota se empieza con la vía
anaeróbica láctica produciéndose gran cantidad de ácido láctico que en pocos
minutos obliga al sujeto a parar.
Es importante resaltar que los procesos aeróbicos y anaeróbicos se
producen de manera simultánea. La utilización de las reservas energéticas del
músculo se produce de la manera siguiente: ATP  PC  GLUCÓGENO 
GRASAS. Sin embargo, antes de que un elemento de reserva se agote ya se
esta movilizando y consiguiendo energía del siguiente.
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4. Fisiología del ejercicio Producción de energía
El siguiente gráfico muestra esquemáticamente como se movilizarían las
reservas energéticas en situaciones de ejercicios que comienzan a gran
intensidad y van disminuyendo de manera progresiva.
Proporción de energía suministrada por las diferentes fuentes
energéticas
0
20
40
60
80
100
120
0
3
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Segundos
proporcióndeenergía
producida
ATP PC Glucolisis Oxidación
Al principio la energía se consigue del ATP y PC almacenado en el
músculo pero el porcentaje que esta fuente proporciona disminuye muy
rápidamente a partir de los 20 segundos. Puede observarse también que la
glucólisis anaeróbica se activa muy pronto también pero que no alcanza su
máximo hasta los 30 – 40 segundos. Por último los procesos oxidativos
aeróbicos adquieren más importancia hasta hacerse casi la única fuente capaz
de proporcionar energía a partir de los 2 minutos.
4. CLASIFICACIÓN METOBÓLICA DE LOS EJERCICIOS
Los ejercicios, desde un punto de vista metabólico, pueden ser:
a) Ejercicios de POTENCIA ANAERÓBICA. Usan principalmente
ATP y PC. Como ejemplo de estas actividades podrían
señalarse las carreras de 100 metros. A máxima intensidad
estas fuentes podrían proporcionar energía para esfuerzos de
unos 12 – 15 segundos y en atletas de élite hasta 20
segundos. A los 15 – 20 segundos puede considerarse que
empieza a acumularse ácido láctico.
b) Ejercicios de RESISTENCIA ANAERÓBICA. Usan
principalmente la glucólisis anaeróbica y, por tanto, se produce
gran cantidad de ácido láctico. Mediante la utilización de estas
fuentes metabólicas puede obtenerse energía con una
duración máxima de 2 – 3 minutos. Algunos ejemplos de estos
tipos de actividades podrían ser las pruebas de 100 y 200
metros en natación y las carreras de 400 y 800 metros.
c) Ejercicios de POTENCIA AERÓBICA. Son ejercicios que usan
simultáneamente la oxidación aeróbica y la glucólisis
Javier Pérez de la Peña 4

5. Fisiología del ejercicio Producción de energía
anaeróbica; siempre predominando la aeróbica según se
aumente la duración del ejercicio, que podría situarse, un poco
arbitrariamente, entre los 3 y los 6 minutos. Un ejemplo claro
de este tipo de ejercicios sería la prueba de 1500 metros en
atletismo.
d) Ejercicios de RESISTENCIA AERÓBICA. Usan principalmente
la vía oxidativa aeróbica y son ejercicios largos (más de 6
minutos) y que hay que realizar, por tanto a intensidades
moderadas.
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6. Fisiología del ejercicio Producción de energía
anaeróbica; siempre predominando la aeróbica según se
aumente la duración del ejercicio, que podría situarse, un poco
arbitrariamente, entre los 3 y los 6 minutos. Un ejemplo claro
de este tipo de ejercicios sería la prueba de 1500 metros en
atletismo.
d) Ejercicios de RESISTENCIA AERÓBICA. Usan principalmente
la vía oxidativa aeróbica y son ejercicios largos (más de 6
minutos) y que hay que realizar, por tanto a intensidades
moderadas.
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