SISTEMAS ENERGÉTICOS

1. Introducción:

Cualquier actividad física, intelectual o sensorial, incluso el reposo, necesita de aportación energética para llevarse a cabo. Dicha energía se extrae de los diferentes alimentos que ingerimos diariamente, los cuales son degradados en un largo y apasionante proceso que comienza en el intestino de nuestro estómago.

degradación alimento
Imagen 1. Degradación de los alimentos
Como hemos dicho, las células se proveen de energía a través de los alimentos ingeridos, pero éstos sufren distintas transformaciones antes de llegar a producir energía. Las células cuentan con recursos para formar moléculas más pequeñas a partir de moléculas grandes, y a este proceso se le llama catabolismo. Hay un proceso inverso, que consiste en la formación de moléculas más grandes, a partir de otras más pequeñas, que recibe el nombre de anabolismo. De forma general, a todo el conjunto de transformaciones que sufren las sustancias en el organismo o en una célula se le llama metabolismo.


El proceso de degradación es mucho más extenso y complejo que lo mostrado en el gráfico 1;éste es sólo el primer paso hacia donde en última instancia se utilizan las diferentes vía metabólicas para obtener energía. Sin embargo, hemos optado por no describirlo pues consideramos que no entra dentro de los propósitos de este artículo. No obstante sí mencionaremos de forma sucinta una explicación de qué es el ATP y cómo se forma.

2. ATP, la molécula de la vida:

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Imagen 2. Estructura química del ATP.
La molécula ATP (Adenosina Trifosfato) que el organismo produce en las mitocondrias durante la respiración celular, es el "transportador" universal de energía de nuestro cuerpo, necesaria para la gran mayoría de las funciones de los seres vivos y sin la cual la vida no sería concebible, al menos tal y como la conocemos. Cuando la molécula de ATP se subdivide la alta carga energética acumulada en ella se libera (como si de una bomba atómica se tratara), energía que utiliza luego el organismo para todo lo que precisa.

El ATP puede liberar dos grupos fosfato sucesivamente, aunque lo general es que se rompa uno de estos enlaces. En cada una de estas cesiones se libera una energía de aproximadamente 7.300 calorías, suficiente para realizar la contracción muscular.

Cuando se elimina por hidrólisis un grupo fostato, la molécula de ATP se convierte en ADP, (adenosina difostafo). Luego la molécula de ADP puede "recargarse" con un aporte de 7 kilocalorías por mol., de modo que recupera un tercer grupo fostato y vuelve a convertirse en ATP.

Las reservas que la célula posee almacenadas darían energía para que el músculo se contrajera durante tres segundos. Es por tanto evidente que deben existir otros mecanismos que produzcan ATP de forma continuada. Asimismo no todas las actividades necesitan de la misma cantidad de energía. Existen las que necesitan de una gran cantidad en poco tiempo: las pruebas de 50 metros es un ejemplo claro. En cambio, otras tienen un requerimiento moderado, pero constante y prolongado en el tiempo, el ejemplo más claro sería una prueba de 1500 metros libres.

Y entre estos dos extremos, existe una gran variedad de pruebas, actividades y deportes que combinan en diferentes proporciones, demandas altas y bajas de energía, prolongadas y breves.

3. Sistemas energéticos:

El músculo esquelético tiene tres tipos de fuentes energéticas cuya utilización varía en función de la actividad física desarrollada. Estas son:

Sistema anaeróbico aláctico o sistema de los fosfágeno: Conversión de las reservas de alta energía de la forma de fosfocreatina (PC) y ATP
Sistema Anaeróbico láctico, glucólisis anaeróbica o sistema glucógeno-lactato: Generación de ATP mediante glucólisis anaeróbica
Sistema Aeróbico o sistema oxidativo: Metabolismo oxidativo del acetil-CoA
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Imagen 3. Degradación de los alimentos
Los sistemas energéticos funcionan como un continuom energético (gráfico 3). Se puede definir a éste como la capacidad que posee el organismo de mantener simultáneamente activos a los tres sistemas energéticos en todo momento, pero otorgándole una predominancia a uno de ellos sobre el resto de acuerdo a:

Duración del ejercicio.
Intensidad de la contracción muscular.
Cantidad de substratos almacenados.

4. Sistema anaeróbico aláctico o sistema del fosfágeno:

Este sistema proporciona la energía necesaria para la contracción muscular al inicio del ejercicio y durante ejercicios de muy alta intensidad y corta duración, (ver tabla 1). Está limitado por la reserva de ATP (adenosintrifosfato) y PCr (fosfocreatina) intramuscular, que son compuestos de utilización directa para la obtención de energía.

Se le denomina aláctico porque no tiene acumulación de ácido láctico. El ácido láctico es un desecho metabólico que produce fatiga muscular.

El sistema del Fosfágeno funciona mediante el desmembramiento de un enlace de ATP. Este enlace puede almacenar hasta 7300 calorías;estas son liberadas en dos etapas, al subdividirse dos veces el ATP, primero en ADP (adenosindifosfato) y finalmente en AMP (adenosinmonofosfato).

El fosfato de creatina posee un enlace de fosfato de alta energía, unas 10.300 calorías por mol., lo cual le permite suministrar energía para la reconstitución de ATP y de esta manera permitir un mayor período de utilización de fuerza máxima de hasta diez segundos de duración, suficientes para realizar series cortas de movimientos a máxima velocidad y potencia, también aplicable a una serie de ejercicios básicos. De esta manera concluimos que el Sistema del Fosfágeno es utilizado para esfuerzos musculares breves y de máxima exigencia.

5. Sistema anaeróbico láctico o glucólisis anaeróbica:

Participa como fuente energética fundamental en ejercicios de sub-máxima intensidad (entre el 80 y el 90% de la CMI o capacidad máxima individual) y de una duración entre 30 segundos y 1 ó 2 minutos. Esta vía metabólica proporciona la máxima energía a los 20-35 segundos de ejercicio de alta intensidad y disminuye su tasa metabólica de forma progresiva conforme aumenta la tasa oxidativa alrededor de los 45-90 segundos.

Dependiendo de la duración del esfuerzo realizado se distinguen dos tipos de sistemas anaeróbicos.

Tabla 1: Características de los sistemas anaeróbicos
Sistema anaeróbico aláctico Sistema anaeróbico láctico
Actúa sin recibir oxígeno o en una cantidad inapreciable No produce ácido láctico
Actúa sin recibir oxígeno Se produce ácido láctico, provocando fatiga y disminuyendo la función celular
Utiliza la propia energía del músculo Se produce por degradación (lisis) del glucógeno (gluco) del músculo o de la glucosa proveniente del hígado, en ácido láctico (glucólisis)
La duración del esfuerzo de alta intensidad es de 0 a 15 - 20 segundos La duración del esfuerzo de alta intensidad varía de 15 - 20 segundos a 2 minutos
Aparecen dos vías:
ATP (dura 2 - 3 segundos) ATP ---> ADP + P + Energía
ATP + CP (dura de 2 a 15- 20 segundos) ADP + CP ---> ATP + C
Vía:
ATP + carencia de O2 ---> ácido láctico
El glucógeno almacenado en el músculo, tras la ingestión de glúcidos y en los momentos de poca actividad muscular, se puede degradar, cuando haga falta, por acción de la glucógeno fosforilasa en glucosa fosforilada, que es la utilizada para obtener energía.


6. Sistema aeróbico u oxidativo:

Cuando un individuo realiza un esfuerzo a régimen constante (por ejemplo, corre, camina, pedalea o nada a intensidad uniforme) y este esfuerzo dura por algunas o por muchas decenas de minutos, la energía empleada por sus músculos deriva toda de la combinación del oxígeno con los azúcares o también con las grasas.
Precisamente el mecanismo de producción de la energía que está a la base de estas combinaciones, oxígeno más azúcares, o también oxígeno más grasas, se llama "aeróbico".


7. Resumen de particularidades de los sistemas energéticos:

Tabla 2. Resumen sistemas energéticos
Sistema Tiempo de predomimancia Intensidad (CMI) Combustibe
Anaeróbico aláctico 0" - 30" Alta: 90-100% Fosfocreatina (PCr) y ATP
Anaeróbico láctico 30" - 60" Alta-media: 80-90% Glucógeno
Aeróbico más de 120" Media-baja: hasta el 75% Hidratos de carbono, grasas y proteínas
8. Artículos relacionados:

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La frecuencia cardíaca II.
Los músculos.
Hábitos higiénico sanitarios.