Metabolismo
El metabolismo es una suma de acontecimientos que se llevan a cabo en el cuerpo humano para crear energía y otras sustancias necesarias para sus actividades. En nuestro organismo existen procesos catabólicos y anabólicos.
El catabolismo es un proceso durante el cual se descompone la materia orgánica y simultáneamente se libera la energía. Se caracteriza por la desaparición de las reservas de glucógeno y la movilización de las fuentes de energía no sacáridas: las grasas y las proteínas. El catabolismo tiene lugar durante el aumento de la actividad del movimiento y es necesario para mantener las funciones vitales.
El anabolismo, en cambio, es un proceso que consume energía durante el cual se crean sustancias. El suministro de sustrato supera la necesidad inmediata. El organismo crea reservas de energía, los tejidos se crean y se renuevan. Los procesos anabólicos son frecuentes en situaciones de actividad física reducida.
Los nutrientes básicos (hidratos de carbono, lípidos, proteínas) están presentes en los alimentos que ingerimos. Estos se transforman y se absorben a través del sistema digestivo. Los hidratos de carbono se descomponen en hidratos de carbono individuales (monosacáridos), entre los que destaca la glucosa. Los lípidos se descomponen en ácidos grasos libres y glicerol. Las proteínas se descomponen en aminoácidos. Estos agentes simples pueden participar en procesos más complicados.
Los carbohidratos se utilizan tanto en actividades anaeróbicas como aeróbicas. El ATP se resintetiza a partir del glucógeno (glucógeno muscular, glucógeno hepático) que se transforma en glucosa. Las reservas de glucógeno en el cuerpo humano son limitadas. Los lípidos se utilizan en la actividad de movimiento de resistencia de baja intensidad. Mientras que el uso de proteínas en la resíntesis de ATP es muy limitado, los ácidos grasos libres se utilizan en gran medida. La glucosa se genera a través de la gluconeogénesis.
Metabolismo muscular
Los músculos necesitan energía para producir contracciones (Fig. 6). La energía se deriva del trifosfato de adenosina (ATP) presente en los músculos. Los músculos suelen contener sólo cantidades limitadas de ATP. Cuando se agota, el ATP debe resintetizarse a partir de otras fuentes, como el fosfato de creatina (CP) y el glucógeno muscular. Otras reservas de glucógeno se almacenan en el hígado y el cuerpo humano también es capaz de resintetizar ATP a partir de lípidos, es decir, de ácidos grasos libres. Se utilizan diferentes modos de cobertura energética en función de la intensidad y la duración de la carga de trabajo impuesta al organismo.
Figura 6 Energía para los músculos
El sistema ATP-CP
El ATP y el CP mencionados anteriormente son las fuentes de energía de la contracción muscular (Fig. 7, 8, 9). La producción de energía utilizada en la contracción muscular tiene lugar por la vía anaeróbica (sin oxígeno).
Figura 7 Molécula de ATP
Figura 8 ATPasa (descomposición del ATP y producción de energía para la contracción muscular)
Figura 9 Resíntesis de ATP a partir del CP
Glicólisis anaeróbica
Es un proceso químico durante el cual el ATP se renueva a partir del glucógeno, es decir, de la glucosa en un proceso anaeróbico.es decir, la glucosa, de forma anaeróbica (sin acceso al oxígeno). En estos procesos se genera lactato, es decir, la sal del ácido láctico en los músculos. Este sistema energético produce 2 moléculas de ATP. Glucólisis – transformación de la glucosa en 2 moléculas de piruvato generando el rendimiento neto de moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH (descomposición anaeróbica de la glucosa en piruvato y lactato) – ver. Fig. 10.
Sistema oxidativo
Se trata de un proceso químico durante el cual la resíntesis de ATP tiene lugar por vía aeróbica (con acceso al oxígeno). Tanto el glucógeno o la glucosa como los ácidos grasos libres actúan aquí como fuentes de energía.
La glucólisis aeróbica tiene lugar en el citoplasma de la célula donde se generan 34 moléculas de ATP a partir del glucógeno, es decir glucosa con la presencia de oxígeno (Fig. 10).
Figura 10 Glucólisis anaeróbica y aeróbica
Los ácidos grasos libres presentes en las mitocondrias de las fibras musculares transformados en acetil CoA se utilizan en la resíntesis de ATP. El acetil CoA entra en el ciclo de Krebs y así se generan moléculas de ATP.
Los sistemas energéticos individuales se implican en función de la intensidad de una actividad de movimiento realizada. Si el rendimiento se lleva a cabo al máximo nivel, se produce una implicación gradual de todos los sistemas (Fig. 11, 12).
Figura 11 Cobertura energética bajo carga de trabajo máxima
Figura 12 Cobertura energética bajo carga de trabajo máxima
Tipos de fibras musculares
Las fibras musculares humanas tienen cualidades distintas. Aunque hoy en día se conocen casi 30 tipos de fibras musculares en el cuerpo humano, solemos trabajar sólo con los tres tipos siguientes:
Fibra muscular roja lenta I (SO – fibras oxidativas lentas)
La fibra muscular roja lenta se caracteriza por una gran capacidad aeróbica y resistencia a la fatiga. Como su capacidad anaeróbica es lenta, no son capaces de mostrar una gran fuerza muscular. La contracción muscular suele ser lenta: 110 ms/contracción muscular. Una unidad motora contiene unas 10-180 fibras musculares.
Fibra muscular roja rápida IIa (FOG – fibras glucolíticas oxidativas rápidas)
La fibra muscular roja rápida comparte algunas de las cualidades con una fibra lenta o una fibra de tipo IIx. Esta fibra se caracteriza por una capacidad aeróbica media y una resistencia a la fatiga. También muestra una alta capacidad anaeróbica y es capaz de mostrar una gran fuerza muscular. La velocidad de contracción es de 50 m/contracción muscular. Una unidad motora contiene alrededor de 300-800 fibras.
Fibra blanca rápida IIx (FG – fibra glucolítica rápida)
A diferencia de los tipos anteriormente mencionados, la fibra blanca rápida se caracteriza por su baja capacidad aeróbica y su tendencia a la fatiga rápida. En cambio, tiene la mayor capacidad anaeróbica y es capaz de mostrar una fuerza muscular considerable. La velocidad de contracción es de 50 m/contracción muscular. Una unidad motora contiene unas 300-800 fibras.
El volumen de las fibras musculares de este tipo viene dado genéticamente (hasta el 90 %) (Jančík et al., 2007) y varía en las personas individuales. En la población media, la relación entre las fibras lentas y las rápidas es de 1:1. La siguiente figura (Fig. 13) muestra la relación entre las fibras lentas y las rápidas en atletas de diferentes disciplinas.
Figura 13 Relación entre las fibras rápidas (tipo FG y FOG) y las lentas (tipo SO) en atletas de diferentes tipos
En la contracción muscular se activan tipos individuales de fibras musculares de acuerdo con la intensidad del movimiento muscular. Durante el ejercicio de baja intensidad se reclutan principalmente las fibras lentas. Sin embargo, al aumentar la intensidad del ejercicio se activan las fibras rápidas. Es importante señalar que la proporción de fibras difiere en los distintos músculos del cuerpo humano. Por ejemplo, los músculos posturales tienden a contener más fibras lentas.