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METABOLISMO DEL EJERCICIO FÍSICO. GLUCOSA, GRASAS Y PROTEÍNAS La importancia del metabolismo del ejercicio radica en que, durante la actividad física, en nuestro cuerpo se van a producir una serie de procesos mediante los cuales vamos a aprovechar la glucosa, las grasas y las proteínas. Un ejemplo práctico de por qué va a ser importante conocer los conceptos del metabolismo del ejercicio, es saber cuándo vamos a utilizar glucógeno como fuente de energía, o cuando vamos a emplear grasa. Es decir, poder diferenciar el ejercicio adecuado para perder grasa de otros ejercicios que empleen otras fuentes de energía ; así como optimizar el rendimiento deportivo en todo tipo de actividades físicas junto a una adecuada planificación deportiva. En este artículo te explicamos los conceptos básicos del metabolismo en el ejercicio, para que así podamos entender cómo obtiene la energía nuestro cuerpo durante la actividad física.
¿Qué es el metabolismo?
El metabolismo es una serie de reacciones químicas y procesos que tienen lugar en el organismo. Estas reacciones se producen en todo momento, pero durante la actividad física se va a producir un incremento de este tipo de actividad química. Estas reacciones químicas que forman el metabolismo se agrupan en lo que se llaman rutas metabólicas , en las cuales intervienen diferentes elementos: Enzimas, que catalizan las reacciones. Precursores que acaban siendo convertidos en productos. Metabolitos, que actúan como intermediarios en los procesos de trasformación de los precursores. Estas reacciones que forman el metabolismo se van a poder agrupar en dos importantes bloques, cuyos nombres nos van a resultar muy familiares: Reacciones catabólicas: son aquellas en las que se pasa de una molécula grande, o compleja, a otra más pequeña o sencilla. Es
decir, se trata de un proceso de destrucción, cuyo objetivo es producir energía. Reacciones anabólicas: son las que forman moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. Para que puedan producirse requieren energía. También podemos encontrar otras reacciones en las cuales se dan tanto procesos anabólicos como catabólicos, y que reciben el nombre de rutas cíclicas.
El metabolismo de la glucosa
Ahora que ya conocemos que el metabolismo, veremos qué ocurre en nuestro organismo cuando se emplean las diferentes fuentes de energía que podemos aprovechar. La glucosa es el hidrato de carbono que empleamos para obtener energía. Una molécula de glucosa está formada por 6 átomos de carbono, y su importancia reside en estos dos importantes puntos: Permite formar ATP. Puede ser almacenada en forma de glucógeno en los músculos esqueléticos.
El primer proceso que se produce en el catabolismo de la glucosa es la glucólisis , y va a empezar cuando la glucosa entra en la célula del músculo por la acción del GLUT4. La glucólisis consta de una serie de pasos que se agrupan en dos bloques: los que requieren ATP y los que generan ATP y otros elementos. Estos pasos son los siguientes: La glucosa fosforila a glucosa 6 fosfato (6P), catalizada por una enzima llamada hexokinasa. Aquí se requiere 1 ATP. La glucosa 6P se transforma en fructosa 6P. Esta fructosa 6P se transforma en fructosa 1-6 catalizada por la fosfofructocinasa. Aquí se vuelve a necesitar 1 ATP. La fructosa 1-6 se transforma en 2 moléculas de 3 fosfogliceraldehido. El fosfogliceraldehido se transforma en 1-3 difosfoglicerato, obteniendo también 2 moléculas de NADH+. El 1-3 difosfoglicerato se transforma en 3 fosfoglicerato. Aquí ya empezamos a generar ATP, en este caso 2 ATP. El fosfoglicerato se transforma en fosfoenolpiruvato, obteniendo también 2 moléculas de agua. El fosfoenolpiruvato se transforma en piruvato, catalizado por la piruvato kinasa y obteniendo 2 ATP. Tras estos pasos habremos obtenido 2 ATP, 2 moléculas de NADH+, 2 moléculas de agua, y 2 moléculas de piruvato. Este piruvato va a tener dos destinos que serán, o convertirse en Acetil CoA para iniciar el ciclo de Krebs, o convertirse en lactato cuando el ritmo de la glucólisis sea muy elevado. Puedes consultar más videos en nuestro canal de YouTube.
El lactato en el metabolismo energético.
Aclarando algunos conceptos
Lo primero que debemos tener claro es que el lactato no es un producto de desecho como se ha venido creyendo durante las últimas décadas, ni tampoco es el responsable de la acidosis en los músculos esqueléticos.
Es por esta creencia por lo que el lactato era conocido como ácido láctico, su forma ácida, y se decía que era el responsable de la fatiga muscular al aumentar su nivel con la intensidad del ejercicio. Actualmente se sabe que el ácido láctico se encuentra en su forma básica, el lactato, en las células musculares , y es por ello que no supone la causa de la acidosis. El lactato se genera con mayor velocidad en las fibras de tipo II, mientras que las fibras de tipo I pueden reutilizar el lactato y generar ATP. El lactato puede ser convertido en piruvato en el hígado, con el cual volver a sintetizar glucosa. Es lo que se conoce como gluconeogénesis.
El ciclo de Krebs en el metabolismo del
ejercicio
Antes hemos visto que el piruvato obtenido al final de la glucólisis puede tener dos destinos, uno, convertirse en lactato del cual acabamos de hablar, y otro iniciar el ciclo de Krebs del cual vamos a hablar. Para que el piruvato inicie el ciclo de Krebs se debe convertir en acetil CoA. Este ciclo también va a contar con fases anabólicas y catabólicas, y cuyo resultado a nivel de moléculas obtenidas es el siguiente: 4 moléculas de CO2. 6 moléculas de NADH. 2 moléculas de FADH2 (Flavín adenín dinucleótido). 2 moléculas de GTP (Guanosín trifosfato). Las funciones del ciclo de Krebs son la siguientes: Oxidar el acetil CoA hasta obtener dióxido de carbono. Obtener GTP, NADH y FADH2. Producir elementos intermediarios para poder sintetizar otras moléculas.
El resultado final del metabolismo de la
glucosa
La lipasa se activa cuando entran en juego las hormonas adrenalina, noradrenalina, glucagón y la hormona adrenocorticotrópica, ya que se unen a los receptores de la membrana plasmática. Por otro lado, la presencia de insulina va a inhibir el proceso de lipólisis o empleo de grasas como fuente de energía. Cuando los ácidos grasos son liberados de los adipocitos por la acción de la lipasa, van a ser transportados por la sangre unidos a la albúmina y serán llevados a los músculos esqueléticos, al corazón y a la corteza suprarrenal, donde serán oxidados para poder producir energía.
La beta-oxidación de los ácidos grasos
La beta-oxidación es el proceso en el cual se oxidan los ácidos grasos en el interior de las mitocondrias. Debemos saber que tenemos ácidos grasos de cadena corta, media y larga. Los de cadena corta entran directamente al interior de la mitocondria, pero los de cadena larga requieren de un mecanismo de transporte para poder atravesar la membrana. Este mecanismo de transporte de los ácidos grasos de cadena larga es el siguiente: El ácido graso se separa de la albúmina. Tras esto, el ácido graso va a entrar en el espacio intermembrana con la ayuda de proteínas transportadoras. El ácido graso y la coenzima A van a formar acil CoA, requiriendo 1 ATP. El acil se transfiere a la carnitina por la acción de una enzima, obteniendo acil-carnitina. Esta acil-carnitina va a cruzar la membrana interna de la mitocondria con la ayuda de otra enzima, la carnitil-translocasa. Cuando ha llegado al interior de la matriz de la mitocondria, la acil- carnitina se va a separar de la carnitina y se va a unir nuevamente a la coenzima A formando, otra vez, acil CoA. Este acil CoA va a entrar en la beta oxidación y se degradará en acetil CoA. Cada ciclo de beta-oxidación produce 1 acetil CoA, 1 NAD+H+ y 1 FADH2. En función del tipo de ácido graso obtenido se van a obtener entre 8 y 200 ATP.
Ejercicio y quema de grasa
Antes hemos comentado que el ejercicio de baja y de moderada intensidad es que va a emplear, como fuente principal de energía, las grasas. A la hora de querer emplear la grasa como fuente energética durante el ejercicio, deberemos tener en cuenta estos aspectos: La oxidación de las grasas va a disminuir en los ejercicios de elevada intensidad, es decir, en aquellos en los que superemos el 60% del VO2max. El lactato y el piruvato van a inhibir la oxidación de grasas. Cuando la concentración de lactato es muy elevada, se favorece la reconversión de los ácidos grasos a triglicéridos. Los entrenamientos de resistencia hacen que se produzca un aumento en el consumo de ácidos grasos como fuente de energía. El hecho mantener una constancia o seguir un plan de entrenamiento de este tipo de actividades hará que a los 4 meses el consumo sea máximo. Las fibras musculares de tipo I son más propensas a funcionar gracias a la energía procedente de los ácidos grasos , y que sus características las hacen más aptas para los entrenamientos de resistencia, es decir, larga duración y baja intensidad.
Uno de los temores que tienen muchos deportistas es el de perder masa muscular durante la actividad física. Lo cierto es que, según las condiciones y el tipo de ejercicio, las proteínas van a ser empleados en mayor o menor medida como fuente de energía, dando lugar a la pérdida o destrucción de músculo. Las proteínas suponen entre el 3 y el 18% de la energía necesaria durante el ejercicio físico, siendo mayor cuanto menos glucógeno muscular exista en el organismo. También se ha podido comprobar que la oxidación de aminoácidos es muy baja cuando se trata de ejercicio que duran menos de 60 minutos. Los aminoácidos entran a nuestro organismo y pasan a formar parte de los tejidos, pero antes han quedado en forma libre hasta que han pasado a formar las proteínas. Es lo que se conoce como pool de aminoácidos libres. Estos aminoácidos libres se obtienen: De las proteínas que ingerimos en los alimentos. De la destrucción de músculo. De los aminoácidos no esenciales.
Estos aminoácidos se pueden metabolizar de diferentes formas: Reabsorbiéndose en el intestino. Formando proteínas en los tejidos. Oxidándose y eliminándose en el sudor o la orina. Incorporándose a las reservas de energía del cuerpo. El ejercicio de elevada intensidad aumenta la producción de NH4. El ejercicio de larga duración, mayor a 1 hora, aumenta la producción de urea ya que se emplean más aminoácidos como fuente de energía. ENLACE: Metabolismo del ejercicio físico. Glucosa, grasas y proteínas (aptavs.com)
