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
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Ed. Paidotrigo
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