Sistemas Energéticos: Metabolismo y Sistemas

Tema 3: Sistemas Energéticos

• El tema cubre el metabolismo y los diferentes sistemas energéticos del cuerpo.

¿Qué es el Metabolismo?

• Es uno de los temas centrales a tratar.

Sistemas Energéticos

• Es uno de los temas centrales a tratar.
• Incluye los sistemas anaeróbico aláctico, anaeróbico láctico y aeróbico.
• El metabolismo se divide en anabolismo y catabolismo.
• El anabolismo consume energía y se caracteriza por la construcción, rutas divergentes y procesos de reducción.
• El catabolismo produce energía y se define por la degradación, rutas convergentes y procesos de oxidación.
• Ejemplos de anabolismo son la lipogénesis, glucogenogénesis, gluconeogénesis, fotosíntesis y quimiosíntesis.
• Ejemplos de catabolismo son la respiración y fermentación, ciclo de Krebs, digestión, glucogenólisis y glucólisis.

Sistema Anaeróbico Aláctico (Fosfágenos)

• Implica la utilización de ATP y fosfocreatina (PC) para generar energía rápidamente.
• La creatina aumenta la concentración basal de PC y la resíntesis constante de ATP.
• El descanso entre series ayuda a recuperar los niveles de PC.
• Se utiliza durante ejercicios breves y explosivos de hasta 20 segundos, generando 1 ATP por ciclo.

Metabolismo de los Hidratos de Carbono

• Se basa en la glucólisis, que convierte glucosa en ATP según las necesidades energéticas y la capacidad oxidativa mitocondrial.
• La glucólisis anaeróbica ocurre en el citosol y produce piruvato, que luego se convierte en lactato.
• La glucólisis mitocondrial u oxidativa ocurre en las mitocondrias y también produce piruvato.

Sistema Anaeróbico Láctico

• Es la glucólisis anaeróbica, que ocurre en el citosol.
• En el ejercicio, las catecolaminas y el glucagón se activan, mientras que la insulina se inhibe.
• La glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato, que puede almacenarse como glucógeno o utilizarse en la glucólisis para producir lactato.
• El lactato es un indicador indirecto de acidosis; a mayor lactato, mayor acidez.
• Normalmente entre el 80% y el 90% del lactato producido se reutiliza para la resíntesis de glucógeno o para su oxidación mitocondrial y el 10-20% restante se puede utilizar en el ciclo de Cori.
• En este ciclo se utiliza lactato para obtener glucosa y glucógeno.
• La glucosa-6-fosfato puede convertirse en glucógeno o seguir la vía de la glucólisis para producir lactato.
• El transporte de glucosa a la célula muscular se facilita mediante el transportador GLUT 4, activado por el calcio.
• El glucógeno muscular proporciona glucosa, mientras que la gluconeogénesis contribuye a mantener la glucemia.
• Si la tasa de demanda de glucosa excede la de liberación, puede producirse hipoglucemia.
• Es un sistema para ejercicios de intensidad moderada con una duración de alrededor de 2 minutos y produce 4 ATPs por ciclo.

Umbral Láctico

• Se refiere a la intensidad de ejercicio en la que comienza a aumentar progresivamente el lactato en sangre.
• La demanda de ATP no es suficiente con la fosforilación oxidativa, activando la glucólisis citosólica y aumentando el lactato.

Glucólisis Mitocondrial u Oxidativa

• Se divide en glucólisis citosólica, transformación del piruvato en acetil-CoA, entrada del acetil-CoA en el ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.

Sistema Aeróbico

• Utiliza piruvato proveniente de hidratos de carbono (HC), grasas y proteínas.
• Durante este proceso, el piruvato entra en la mitocondria y se incorpora al ciclo de Krebs, dando lugar a CO2 y O2.
• Las fibras lentas son ricas en mitocondrias.

Ciclo de Krebs

• Es un ciclo irreversible que oxida el Acetil CoA para generar energía.
• Produce la mayor parte del CO2 del tejido humano e impulsa la producción de ATP en la cadena respiratoria.

Fosforilación Oxidativa

• Libera H+ que son aceptados por el O2, e incorpora grupo fosfato al ADP para producir ATP.
• Los productos finales son CO2, H2O y ATP.
• Es eficaz para ejercicios de intensidad moderada con una duración de más de 20 minutos, generando 36 ATP.

Metabolismo de las Grasas

• Las grasas son la principal reserva energética, incluyendo fosfolípidos, colesterol, triglicéridos y ácidos grasos.
• Los ácidos grasos y el glicerol son las fuentes principales de energía.
• Los ácidos grasos se almacenan en el tejido adiposo y en las células musculares en forma de triglicéridos.
• Las grasas se almacenan como triglicéridos en los adipocitos.
• La adrenalina y la contracción muscular activan la lipoproteína-lipasa en el tejido muscular.
• La carnitina ayuda a los ácidos grasos a entrar en la mitocondria.
• Las grasas se utilizan principalmente en reposo y hasta el 65% del VO2 máx.

Metabolismo de las Proteínas

• Su función principal es estructural y de transporte, solo en un 6% de los casos sirven como sustrato energético.
• Se utilizan durante ejercicios de larga duración, desnutrición o para la reparación de tejidos.
• Se gastan entre 20 y 30 gramos diarios.
• Para utilizar proteínas con fines energéticos, es necesario separar el grupo amino de los aminoácidos.
• Se compone de 20 aminoácidos, donde 18 pueden convertirse en glucosa en el hígado y 2 son cetogénicos.
• La mayoría de los aminoácidos tras ser desaminados para obtener energía pasan.
• En ayunos prolongados, las proteínas pueden generar ácidos grasos libres (lipogénesis).
• Los aminoácidos no esenciales son sintetizados en el hígado, mientras que los esenciales se adquieren de la dieta.
• El músculo utiliza los aminoácidos como sustrato energético o para la liberación al plasma y el hígado como precursor de glucosa.

Cetoacidosis

• Resulta de la acumulación de ácidos grasos libres y proteínas desaminadas en la sangre.

Glicolisis

• Es la conversión de glucosa a piruvato.

Gluconeogénesis

• Es la formación de glucosa a partir de precursores no HC como la alanina, lactato y glicerol.

Glucogénesis

• Es la ruta anabólica para la síntesis de glucógeno.

Esquema General de la Utilización de Nutrientes

• Los ácidos grasos, glucosa y alanina ingresan a diferentes vías metabólicas dentro de la célula muscular.
• Los ácidos grasos sufren beta-oxidación, mientras que la glucosa y la alanina se convierten en piruvato.
• Estos productos se transforman en Acetil-CoA que entra al ciclo de Krebs.
• El resultado son CO2, ATP, H2O y O2 que proporcionan energía.

Interacción de los Sistemas Energéticos

• A mayor intensidad, mayor uso de HC.
• A un 85% de la intensidad, se utiliza glucógeno muscular para ahorrar glucosa sanguínea, activando las fosfatasas e inhibiendo las hexoquinasas y lipasas.
• A un 60% de intensidad, se utiliza grasa del triglicérido muscular en entrenados.
• A mayor duración, mayor implicación de las grasas.
• En ejercicios de larga duración se produce un enlentecimiento de la glucogenólisis y de la entrada de glucosa.

Estado físico

• Las personas entrenadas pueden mantener una mayor intensidad utilizando el metabolismo lento (grasas), ahorrando glucógeno y retrasando la aparición del lactato.
• Cuanto más se tarde en producir lactato, más entrenada está la vía aeróbica.

Nivel de HC Pre y Post Ejercicio

• Una dieta rica en HC complejos y de lenta asimilación retrasa la aparición de la fatiga.
• Una comida antes del ejercicio ayuda a conservar el glucógeno hepático y previene la hipoglucemia.
• El glucógeno hepático se repone a un ritmo de 10 gramos por hora.