Cuándo se utiliza el músculo como energía

El cuerpo humano utiliza como energía los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas de los alimentos y de las reservas corporales. Estos nutrientes esenciales son necesarios independientemente de la intensidad de la actividad que se realice. Tanto si estás tumbado leyendo un libro como si corres la maratón de Honolulu, estos macronutrientes son siempre necesarios en el cuerpo. Sin embargo, para que estos nutrientes se utilicen como combustible para el cuerpo, su energía debe transferirse a la molécula de alta energía conocida como trifosfato de adenosina (ATP). El ATP es la fuente de energía inmediata del cuerpo que puede generarse con la presencia de oxígeno, lo que se conoce como metabolismo aeróbico, o sin la presencia de oxígeno, mediante el metabolismo anaeróbico. El tipo de metabolismo que se utiliza predominantemente durante la actividad física está determinado por la disponibilidad de oxígeno y por la cantidad de carbohidratos, grasas y proteínas que se utilizan.

El metabolismo anaeróbico se produce en el citosol de las células musculares. Como se ve en la Figura 16.2 “Metabolismo anaeróbico versus aeróbico”, se produce una pequeña cantidad de ATP en el citosol sin la presencia de oxígeno. El metabolismo anaeróbico utiliza la glucosa como única fuente de combustible y produce piruvato y ácido láctico. El piruvato puede utilizarse como combustible para el metabolismo aeróbico. El metabolismo aeróbico tiene lugar en las mitocondrias de la célula y puede utilizar carbohidratos, proteínas o grasas como fuente de combustible.    El metabolismo aeróbico es un proceso mucho más lento que el anaeróbico, pero produce la mayor parte del ATP.

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ResumenEl suministro continuo de ATP a los procesos celulares fundamentales que sustentan la contracción del músculo esquelético durante el ejercicio es esencial para el rendimiento deportivo en eventos que duran desde segundos hasta varias horas. Dado que las reservas de ATP del músculo son pequeñas, deben activarse vías metabólicas para mantener las tasas necesarias de resíntesis de ATP. Estas vías incluyen la fosfocreatina y la descomposición del glucógeno muscular, lo que permite la fosforilación a nivel de sustrato (“anaeróbica”) y la fosforilación oxidativa mediante el uso de equivalentes reductores del metabolismo de los carbohidratos y las grasas (“aeróbica”). La contribución relativa de estas vías metabólicas viene determinada principalmente por la intensidad y la duración del ejercicio. En la mayoría de las pruebas de los Juegos Olímpicos, los hidratos de carbono son el principal combustible para el metabolismo anaeróbico y aeróbico. A continuación, ofrecemos una visión general del metabolismo del ejercicio y de los mecanismos reguladores clave que garantizan que la resíntesis de ATP se ajusta a la demanda de ATP del ejercicio. También resumimos varias intervenciones que se dirigen al metabolismo muscular para obtener beneficios ergogénicos en los eventos atléticos.

Dos formas de producir energía en el músculo esquelético

Los músculos utilizan la energía química almacenada de los alimentos que ingerimos y la convierten en calor y energía de movimiento (energía cinética). La energía es necesaria para permitir el crecimiento y la reparación de los tejidos, para mantener la temperatura corporal y para alimentar la actividad física. La energía procede de alimentos ricos en hidratos de carbono, proteínas y grasas.

La fuente de energía que se utiliza para impulsar el movimiento de contracción en los músculos en funcionamiento es el trifosfato de adenosina (ATP), la forma bioquímica del cuerpo de almacenar y transportar energía. El ATP es un nucleótido de alta energía que actúa como fuente instantánea de energía dentro de la célula. Cuando los músculos se contraen, descomponen el ATP en una reacción que proporciona energía. Sin embargo, las células musculares sólo almacenan suficiente ATP para alimentar unos pocos segundos de contracción máxima. Una vez que se inicia la contracción muscular, la fabricación de ATP debe comenzar rápidamente.

Para seguir trabajando, las células musculares deben reponer su suministro de ATP. Todas las células musculares contienen un compuesto de alta energía, el fosfato de creatina, que se descompone rápidamente para producir ATP. Dado que las reservas de fosfato de creatina también son limitadas, este sistema energético sólo puede mantener el máximo rendimiento muscular durante unos 10 segundos. El sistema de fosfágeno es la principal fuente de energía durante las explosiones rápidas y muy cortas de actividad, como los sprints.

Cómo obtienen energía los músculos

Durante el ejercicio se producen muchas demandas fisiológicas y nutricionales en el organismo. Cuando los músculos se contraen, aumenta la demanda de oxígeno, hidrógeno y otros nutrientes clave. El cuerpo humano necesita un suministro continuo de energía para realizar sus numerosas funciones. A medida que las demandas de energía aumentan con el ejercicio, se debe suministrar energía adicional o el ejercicio terminará.

Tanto si se trata de un atleta recreativo como de un atleta de élite, son muchos los factores que influyen en el rendimiento, incluyendo, entre otros, la dieta, la hidratación, el nivel de condición física, la intensidad y la duración. Hay muchos factores que predicen la fuente de combustible que se utilizará. Las proteínas, las grasas y los hidratos de carbono son posibles fuentes de combustible para el ejercicio y la contracción muscular.

Durante el ejercicio de intensidad moderada, aproximadamente la mitad de la energía procede del glucógeno, mientras que la otra mitad proviene de la glucosa en sangre y de los ácidos grasos. Los hidratos de carbono (glucosa/glicógeno) son la principal fuente de combustible a medida que aumenta la duración y la intensidad. Si el ejercicio se prolonga durante un periodo de tiempo considerable, los ácidos grasos servirán como fuente de combustible cuando las reservas de glucógeno estén casi agotadas. Hay que tener en cuenta que el metabolismo de las grasas no puede producirse sin la presencia de glucosa, por lo que el glucógeno muscular y la glucosa en sangre son los factores limitantes del rendimiento. Las proteínas o, más concretamente, los aminoácidos, sólo se utilizarán como fuente de energía si las demás calorías son insuficientes.