domingo, 2 de septiembre de 2012

Prof. Abel Inchuste: el entrenamiento deportivo III


ENTRENAMIENTO DEPORTIVO (III)

FISIOLOGÍA DEL EJERCICIO FÍSICO               
                                   
Sistema Energético
.

En función de la actividad desarrollada por el deportista y su especialidad, la valoración del metabolismo energético, del que depende en gran medida la realización del esfuerzo, se deberá tener en cuenta como objetivo prioritario.

Los requisitos energéticos del cuerpo se satisfacen mediante el desdoblamiento del ATP  ( adenosin trifosfato) disponible en la fibra muscular. Dado que las reservas de ATP de los músculos son limitadas, se hace una síntesis continua del ATP por distintas vías. Cuando el ATP se rompe se obtiene ADP ( adenosin difosfato ), un grupo de fosfato y energía capaz de ser utilizado por el organismo. Esta reacción es reversible de tal forma que a partir de ADP y un grupo fosfato, aportando energía, podemos obtener ATP, que puede ser almacenado en las células para ser utilizado en el momento necesario.

El ATP se puede conseguir de tres formas distintas:
1) sistema ATP-PC o de fosfágenos. En este sistema intervienen ATP y la fosfocreatina, PC, sustancia que también es capaz de generar energía en el enlace entre la creatina y el  grupo fosfato. La PC está presente en el músculo donde puede almacenarse hasta tres veces más que el ATP. La ruptura de la PC genera creatina, un grupo fosfato y energía que se utiliza en la generación de una molécula de ATP. Esta reacción está mediada por la enzima creatinakinasa CK, muy importante a la hora de valorar el estado de fatiga y cuando existe daño muscular. La cantidad de energía aportada por el sistema de los fosfágenos es muy limitada. En ejercicios en que predomina la velocidad y la potencia la contribución de esta forma energética sólo se puede mantener un máximo de 6 segundos. Sin embargo es una manera muy útil y necesaria ya que sin ella los movimientos más veloces, potentes y explosivos no podrían realizarse. Por ejemplo en una carrera de 100 metros está rápida disposición de energía es fundamental.

2) glucolisis anaerobia . En esta vía se utiliza la glucosa como sustrato para la obtención de ATP, en ausencia de oxígeno. La glucosa procede de la corriente sanguínea o del glucógeno existente en la fibra muscular. Su metabolismo se realiza 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 cuya acumulación conduce a una acidosis metabólica limitante del proceso ya que cuando se acumula ácido láctico la glucolisis se detiene. En esta serie de reacciones, más compleja que el sistema de los fosfágenos, se desprende energía que se aprovecha por la resíntesis de ATP. En cualquier caso es una forma poco rentable si se compara con la desarrollada en presencia de oxígeno (fosforilización oxidativa). Las ventajas que presenta este sistema son  la rapidez en la producción de ATP y su duración ya que se mantiene durante más tiempo. Esta vía cumple un importante papel, por ejemplo, en pruebas de 400 y 800 mts. lisos. A pesar de que se consigue una mayor capacidad de mantener el rendimiento físico (entre 1 y 3 minutos) no es suficiente para afrontar esfuerzos de mayor exigencia y  prolongados en el tiempo, como en el caso de las carreras de larga distancia.



3) sistema aeróbico de la fosforilización oxidativa. La glucolisis aerobia es un proceso idéntico a la anaerobia con la diferencia que la presencia de oxígeno impide la transformación de piruvato en lactato. Esta circunstancia introduce una modificación en el rendimiento energético, (2-3 moles de ATP por cada mol de glucosa)* ya que al no acumularse ácido láctico no se produce estancamiento de esta vía. La conversión de piruvato en coenzima A, dentro de la mitocondria, da lugar al ciclo de Kreps (ciclo de los ácidos tricarboxílicos). Durante este proceso, se generan moléculas de CO2 que se elimina por los pulmones y los hidrogeniones ( H+ ) que se van liberando son captados por las moléculas aceptoras, el NAD+ y FAD+ que se transforman en NADH y en FADH2 respectivamente para dirigirse a la cadena transportadora de electrones. El rendimiento del ciclo de Kreps es de 2 moles de ATP por cada mol de glucosa. Sin embargo la producción de NADH+ y FADH2 y su participación en la cadena de electrones explica el gran aprovechamiento energético de esta via. 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 . El producto final es agua y la energía libre para la resíntesis de ATP, proceso conocido con el nombre de fosforilización oxidativa. Cada NADH  que entra en la cadena rinde 3 ATP, mientras que cada FADH2  rinde 2 ATP. El ciclo de un mol de glucosa por la cadena respiratoria genera un total de 34 moles de ATP.

En relación 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 o39 moles de ATP: 2 o 3 ATP se generan en la glucolisis aerobia; 2 ATP se producen en el propio ciclo de Krebs; 30 ATP proceden de la entrada de 10 NADH en la cadena respiratoria y 4 ATP de la entrada de FADH2 en la misma.

Este proceso necesita oxígeno en una cantidad aproximada a los 3,5 litros de gas por cada mol de ATP regenerado, lo que en situación de reposo supone una duración de 15 minutos en contraposición al minuto empleado cuando se está realizando un ejercicio máximo. (A. Córdoba- F.Navas, Pag. 60-62)

Es importante subrayar que la intensidad del trabajo muscular y por consiguiente la velocidad de la contracción de las fibras, puede variar en función del sustrato utilizado y su aporte energético, ya que además de la glucosa, como hemos visto, hay otros nutrientes que pueden ser metabolisados para suministrar energía al organismo. Por ejemplo, los ácidos grasos y las proteínas en forma de aminoácidos. ( Keul-Kinderman y Simon). El análisis de estos procesos, a pesar de su importancia, no será desarrollado en este trabajo por entender que excede el propósito del mismo.






* El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.




El Consumo de Energía


El gasto energético está en función de la actividad física y como hemos visto la vía más económica es la combustión de los elementos precursores en presencia de 02. El volumen de 02 utilizado por un individuo para ello y referido a la unidad de tiempo (minuto) ya sea en situación de reposo o realizando ejercicio se denomina Consumo de Oxígeno (V02 ).

El metabolismo basal hace referencia a las necesidades energéticas mínimas de una persona en reposo absoluto, para mantener sus funciones vitales. Debido a las diferencias individuales el V02 suele expresarse en función del tiempo y el peso, ML/Kg.Min.

El V02 en actividades de esfuerzo moderado es directamente proporcional a la intensidad del esfuerzo, estableciéndose una relación lineal entre ambos parámetros. Cuando la actividad es progresivamente creciente en el esfuerzo (aumento de la velocidad o de la potencia del trabajo a lo largo del tiempo) se observará una progresión ascendente del V02. De esta manera si medimos el volumen de V02, que se está consumiendo, tendremos una idea de la intensidad del trabajo que se está realizando.

Durante el desarrollo de un ejercicio físico con cargas progresivas, llega un momento en el que el V02 se hace constante, manteniéndose uniforme a pesar del incremento de la carga de trabajo que se imponga. Este valor recibe el nombre de Consumo Máximo de Oxígeno (V02 Max) y representa la máxima capacidad individual de obtener energía por vía aeróbica. Constituye uno de los factores determinantes de la capacidad del individuo para mantener un ejercicio de alto nivel más allá de 4-5 minutos. Alcanzado este punto sólo se puede conseguir energía por vía anaeróbica, con la consiguiente producción de ácido láctico cuya acumulación, como hemos dicho, es uno de los factores limitantes y determinantes en la fatiga muscular.

El V02 Max. representa entonces la máxima capacidad del organismo para transportar y utilizar el oxígeno de las diferentes circunstancias que limitan las posibilidades de realización de este valor y en este sentido cabe señalarlas: a) la velocidad del transporte de nutrientes y oxígeno hacia los tejidos en actividad, dependiente de la función cardiovascular y respiratoria; b) la capacidad de difusión de oxígeno en los pulmones;
c) las relaciones entre la ventilación alveolar y la perfusión capilar pulmonar; d) la capacidad de utilización del oxígeno por las células activas; y e) la edad, el sexo, la composición corporal, el estado físico y de salud.


La Deuda de Oxígeno o exceso de consumo de oxígeno post-ejercicio


Este concepto hace referencia esencialmente a la recuperación de los sistemas metabólicos musculares y de los depósitos de oxígeno V02 después del ejercicio. Finalizada la actividad física el V02 desciende gradualmente en un tiempo que depende de la intensidad y la duración del esfuerzo. Al finalizar la actividad el organismo consume más oxígeno que el que necesita en estado de reposo. La deuda de oxígeno se definiría por tanto como “la cantidad de oxígeno consumida después del ejercicio por encima del gasto basal”. El organismo en reposo tiene unas reservas de oxígeno, V02 que consume en su totalidad por el metabolismo aeróbico dentro del primer minuto de actividad, debiendo el organismo recurrir, en caso de necesidad, a las reservas de este gas que se encuentra entre la mioglobina muscular, la hemoglobina sanguínea y el residual de la capacidad pulmonar. Todo este oxígeno debe ser recuperado para devolver el equilibrio homeostático al organismo.



El entrenamiento puede modificar la capacidad de acumular y tolerar la deuda de oxígeno. Los deportistas de pruebas de resistencia logran adaptar sus vías metabólicas aeróbicas para equilibrar con más rapidez la oferta de ATP a las demandas exigidas en ejercicios submáximos. En algunos tipos de entrenamiento es posible conseguir que el deportista soporte cifras altas de lactato antes de aparecer la fatiga, observándose a su vez, un lento componente de deuda que puede prolongar hasta más de 24 horas.





Bibliografía

Entrenamiento Óptimo.                                                J. Weineck
Ed. Hispanoeuropea


Fisiología Deportiva                                                    A. Córdoba – F. Navas
Ed. Gimnos                                                                  


Fisiología del Ejercicio                                               L. Morehouse – A. Miller
Ed. El Ateneo

Fisiología del Ejercicio                                                   J. López – A. Fernandez
Ed. Panamericana

Fisiología del esfuerzo y del Deporte                        J. Wilmore –D. Costill
Ed. Paidotrigo

The Relationship between Circulation                       J. Keul
And Metabolism during Exercise
Ed. Med. and Science in Sports




Abel Inchuste

Barcelona, septiembre 2012













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