Metabolismo y utilización de sustratos en el ejercicio

Para el ser humano que realiza ejercicio es de suma importancia saber como el músculo esquelético satisface sus demandas energéticas durante el ejercicio, esto es a través de sustratos que provienen bien de las reservas del organismo bien de la ingesta diaria de nutrientes; fundamentalmente grasas e hidratos de carbono, y siendo el consumo de proteínas con fines energéticos poco relevantes. El músculo esquelético tiene tres tipos de fuentes energéticas cuya utilización varia en función de la actividad física desarrollada.

En actividades de potencia (pocos segundos de duración y de elevada intensidad) el músculo utilizará el llamado sistema de los fosfagenos, donde encontramos el ATP y la fosfocreatina un ejemplo para este tipo de actividad es el levantamiento de pesas.( metabolismo anaeróbico alactico)

Para actividades de alrededor de 60 segundos de duración a la máxima intensidad posible, utilizara preferentemente las fuentes de energía glucoliticas, no oxidativas, un ejemplo para esto puede ser la carrera de 200 metros. (metabolismo anaeróbico láctico)

Para actividades de mas de 120 segundos, el sistema aeróbico (metabolismo aeróbico) será el que soporte fundamentalmente las demandas energéticas, en este tipo de actividades podemos encontrar el nadar, trotar, andar en bicicleta.

La utilización de sustratos durante el ejercicio dependen de diferentes factores ya sea la intensidad del ejercicio y la duración del ejercicio; al aumentar la intensidad el ejercicio, aumenta la contribución de los hidratos de carbono a la producción de la energía total necesaria para que se produzca la contracción muscular y al aumentar la duración del mismo, aumenta la contribución de las grasas como fuente de energía.

En humanos tanto grasas como carbohidratos son almacenados. Los carbohidratos son almacenados como glucógeno en los músculos y en el hígado. El glucógeno muscular puede ser utilizado directamente como combustible de los procesos contráctiles, mientras que la glucosa del glucógeno hepático primero tiene que ser transportada por la sangre, y tomada por el músculo antes que esta pueda ser oxidada. Los sustratos gluconeogénicos como lactato, glicerol y aminoácidos pueden ser convertidos en glucosa en el hígado, y pueden servir indirectamente como sustrato energético. Además, las fuentes exógenas de carbohidratos también pueden proveer glucosa para los procesos oxidativos en el músculo, luego de haber sido absorbidas en el intestino y de haber entrado en la circulación.

Ahora que ya sabemos cuales son los distintos tipos de de nutrientes que se utilizan cuando realizamos ejercicio podemos diferenciar cada uno, dependiendo el deporte que realizamos ya sea cuando queremos llevar una vida saludable o de alto rendimiento.

Principios de bioenergética

Principio de Bioenergética conceptos

La Bioenergética es la ciencia que se encarga de estudiar las transformaciones energéticas en los sistemas vivientes. Es decir, del estudio, adquisición y aplicación de conocimientos relacionados a los cambios de energías que se asocian a las reacciones químicas que ocurren en el organismo humano. Algo, que está regido por ciertas leyes y principios termodinámicos. De ahí, que dicha rama sea también denominada Termodinámica Bioquímica. Es comprensible, que dicha rama científica sea imprescindible en el ámbito de la actividad física y el deporte, teniendo en cuenta que uno de los aspectos decisivos en la salud y el desempeño físico sistemático de los practicantes y atletas, radica en lograr alcanzar un eficiente aprovechamiento de los distintos sustratos energéticos que aparecen asociados a la biomasa; lo que implica convertir de forma eficaz la energía química almacenada en estos, en una energía aprovechable que se traducirá en la realización de trabajo biológico (mecánico o contráctil, por ejemplo). La Bioquímica, y la Bioenergética en particular, resultan ser portadoras de contenidos que resultan habitualmente complejos para profesores y estudiantes de la Educación Física. Muchas veces incluso, los que inician su estudio en carreras relacionadas a este perfil, minimizan su importancia teórico-práctica o suponen que podrían llegar a ser buenos atletas, entrenadores y profesionales de la pedagogía deportiva, sin una necesidad real de transitar por ellas. Algo, que sólo es verdaderamente superado durante su estudio progresivo y durante el desempeño práctico posterior. Todo ello, refuerza la importancia de perfeccionar y contextualizar más aún la enseñanza de las Ciencias Biológicas, a partir de una profundización científica en los contenidos temáticos.

Los organismos obtienen la energía de dos formas distintas que son denominadas: nutrición autótrofa y nutrición heterótrofa. La primera se refiere exclusivamente a los organismos autótrofos por excelencia ya que existen unos organismos como las sulfobacterias y las ferrobacterias que solo cumplen en transformar la materia mineral en orgánica, ya que la energía que utilizan no es la luminosa sino la química, y a estos se les denomina quimiocinteticos, con respecto a los organismos autótrofos por excelencia son los vegetales verdes o fotolitotrofos que realizan esta transformación de la materia inorgánica en orgánica gracias a le existencia de una función clorofílica ( fotosíntesis ). La nutricion heterótrofa por “excelencia”, ya que existe un organismo como las bacterias purpúreas que a pesar de tener carácter heterótrofo pueden utilizar la energía luminosa para transformar en materia propia los materiales orgánicos que toman del medio, lo que les vale la denominación de fotoorganotrofos, en cuanto a la nutricion heterótrofa por excelencia o quimiorganotrofos todos los animales, los hongos y los protozoarias son capaces de trasformar la materia orgánica en materia propia pero no pueden sintetizarla a partir de su alimento.

Fuentes de energía

Se consideran tres grupos, llamados principios inmediatos o macronutrientes: hidratos de carbono, lípidos y proteínas, estos contienen energía almacenada en sus enlaces atómicos. Varias reacciones anabólicas concentran la energía liberada por aquellos, en los enlaces de alta energía del ATP, los cuales a través de reacciones acopladas de oxidación-reducción en presencia de oxigeno, pueden liberar o almacenar energía.

Hidratos de carbono (Cn(H2O)n): su Principal función es proporcionar energía (ATP) aunque algunos carbohidratos forman parte del ADN, RNA de los capilares o del tejido nervioso (función plástico). Clasificación de los hidratos de carbono.

Simples: monosacáridos, dentro de estos glucosa, fructosa y galactosa, y los disacáridos más comunes son sacarosa (fructosa + glucosa), maltosa (glucosa + glucosa), lactosa ( glucosa + galactosa).

complejos o polisacáridos: almidón, molécula acumuladora en vegetales, dextrinas, glucógeno (unión de muchas glucosas).

Lípidos o grasas: son un grupo de diferentes moléculas complejas que son insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos. son sustancias altamente energéticas, aportan ácidos grasos esenciales con importantes funciones en las menbranas celulares y son vehículo de vitaminas liposolubles ( A, D, E, y K). Hay tres tipos:

Sencillas: son triglicéridos (C18H38O2, son moléculas de glicerol esterificado con tres ácidos grasos). Componen el 95% de las grasas de la dieta.

Compuestos: fosfolípidos ( fósforo más ácidos grasos), lipoproteínas (proteína más ácidos grasos).

Derivados: colesterol (esterol sin ácidos grasos). es un componente esencial de las membranas celulares, importante en la síntesis de ácidos biliares, hormonas suprarenales y hormonas sexuales. Su exceso esta relacionado con arterioescleorosis ( endurecimiento de las arterias) y la ateromotosis (formación de placas en las arterias que pueden taponarlas o desprenderse y formar trombos).

Proteínas: son macromoléculas que contienen nitrógeno. estan integradas por cadenas de aminoácidos ( aa) conocemos veintidos aminoácidos diferentes nueve son aminoácidos esenciales y trece son aminoácidos no esenciales. Las proteínas forman los componentes estructurales de las células y de las hormonas, enzimas yel sistema de defensa ( gammaglobulinas). Las proteínas de origen animal se llaman completas o de lto valor biológico porque contienen todos los aminoácidos esenciales (estos deben estar obligatoriamente en la dieta y en suficiente cantidad). Las proteínas de origen vegetal son incompletas con excepción de la proteína de soja. a las proteínas de origen vegetal suele faltarle un aminoácido esencial, llamado aminoácido limitante, por ello hay que combinarlas bien.

Para finalizar podemos decir que las reservas energéticas son indispensables para la realización de actividades físicas y constituyen el factor bioquímico más importante que limita la capacidad de trabajo del organismo. Los mecanismos energéticos actuán de forma simultánea durante la realización de ejercicios físicos, prevaleciendo unos sobre los otros en dependencia de la intensidad y duración de la práctica que se realiza.