entrenamiento 045Fuentes energéticas durante el ejercicio. Los sistemas metabólicos: aeróbico y anaeróbico.

Para que el organismo responda a la carga física necesita la energía almacenada en forma química (proporcionada por los alimentos) para poder transformar este tipo de energía en energía mecánica la cual es necesaria para la contracción muscular.

La producción de la energía, que se precisa para la práctica del ejercicio físico se obtiene mediante la acción de los sistemas metabólicos aeróbico y anaeróbico; este último en sus dos vertientes: láctico y aláctico.

Dependiendo de la intensidad y de la duración del ejercicio predominará el aporte de energía de uno u otro sistema, aunque siempre habrá entrega de energía por ambos sistemas.

La energía química que aportan los macronutrientes (hidratos de carbono, lípidos y proteínas) es transferida de forma mecánica garantizando la contracción muscular que asegura las actividades cotidianas y la actividad física que realizamos durante el día y la vida.

Sistema aeróbico o de fosforilación oxidativa

Este sistema, a través de los tres macronutrientes lípidos, hidratos de carbono y proteínas, garantiza la energía necesaria para las actividades diarias. Los micronutrientes (vitaminas y minerales), así como el agua, no aportan energía, pero son absolutamente imprescindibles para la vida.

Entre las características principales del sistema aeróbico señalamos:

-         La producción de energía es relativamente lenta. Es totalmente ineludible la presencia de oxígeno.

-         Se realiza en el interior de la célula según el llamado Ciclo de Krebs.

-         Producción elevada de adenosin trifosfato (ATP), por molécula de glucosa. Se produce 36 ATP.

-         Escasa producción de ácido láctico como producto final en la obtención de energía: < 4 mmol /L.

-         La utilización del sistema aeróbico predomina en las actividades del tipo leve, leve – moderada, moderada y moderada –intensa.

-        Se utiliza preferentemente en los ejercicios de prevención, tratamiento y rehabilitación de las enfermedades degenerativas crónicas y de sus  factores de riesgo.

-        De una forma u otra, los tres macronutrientes, aportan energía durante la actividad física aeróbica. El predominio de uno u otro dependerá de  la intensidad del ejercicio y del estado de sus reservas. No obstante, se utiliza la menor cantidad posible de proteínas. para proteger nuestro organismo,

Aporte energético durante el ejercicio aeróbico.

Lípidos (Grasas). El aporte de lípidos obliga la presencia elevada de oxígeno. Por ello no pueden utilizarse, de forma importante, en los ejercicios moderado-intensos o intensos de tipo aeróbico. Predominan durante el reposo y en el ejercicio de actividades leves cotidianas, donde aportan energía, especialmente cuando la intensidad del trabajo aeróbico se halla alrededor de ≤ 70 % FC Máx. Se almacenan en forma de triglicéridos principalmente en la grasa subcutánea. Recordemos que 1 gramo de lípidos aporta 9 kilocalorías (Kcal.).

- Hidratos de carbono (HC): Desde el punto de vista aeróbico se utilizan en actividades moderadas, moderado-intensas e intensas con valores entre el 70 – 85 % de FC Máx. Los deportistas de las disciplinas de resistencia en el alto rendimiento pueden entrenar de forma aeróbica a intensidades muy cercanas al 90% de FC Máx. Personas con escasa condición física (CF), pueden realizar trabajo aeróbico por debajo del < 85% de la FC Máx., e incluso por debajo del 80%. Se almacenan en forma de glucógeno en los músculos y en el hígado. Recordar que 1 gramo de HC origina 4 Kcal.

- Proteínas. El organismo trata de utilizar lo menos posible las proteínas como fuente de energía, dado que sus funciones son constructivas y reparadoras. Son más utilizadas cuando las reservas de glucógeno se están agotando. Su almacén principal se sitúa en los músculos. No olvidar que 1 gramo de proteína produce aproximadamente 4 Kcal.

article-51Aporte energético durante el ejercicio anaeróbico.

El sistema metabólico anaeróbico puede producir energía a través de los dos sistemas, el láctico y el aláctico.

Anaeróbico láctico o glucolítico

La obtención de energía se consigue mediante los hidratos de carbono, que se almacenan en forma de glucógeno en los músculos y en el hígado.

Características principales del sistema anaeróbico láctico o glucolítico:

-          Obtención de energía rápida. Se realiza en ausencia de oxígeno. Producción pequeña de adenosin trifosfato (ATP) por molécula de glucosa: de 2 a 3 ATP, dependiendo si es aportada por la glucemia (glucosas en sangre) o del glucógeno almacenado en los músculos e hígado.

-          Producción de ácido láctico > 4 mmol/ L.

-          En actividades intensas y de duración entre 60’’a 120’’, en deportistas de alto rendimiento, puede producirse ≥ 18 mmol / L de lactato.

-          Predomina en las actividades intensas y muy intensas, entre 20” a 150’’ de duración.

-          La intensidad no se puede mantener a ese ritmo por tiempo prolongado, dado que la acumulación de ácido láctico favorece la caída del pH, ocasionando un desacoplamiento entre la actina y la miosina afecta a la contracción muscular.

-          Al final de ejercicio, el ácido láctico se reconvierte en piruvato.

-          Existe una deuda de oxígeno, que se paga con posterioridad al ejercicio

Anaeróbico aláctico o fosfágeno

La obtención de energía se consigue mediante el creatín fosfato (CrP) que se encuentra en el interior de los músculos.

Características principales del sistema anaeróbico aláctico o fosfágeno:

- Obtención de energía muy rápida. Se realiza en ausencia de oxígeno.

- Escasa producción de ATP, 1 mol de CrP produce 1 ATP.

- Producción de ácido láctico < 4 mmol/ L.

- Predomina en actividades muy intensas y de duración muy corta, particularmente la utilización mayor está entre los 8’’a los 15’’ (segundos)

- La intensidad no se puede mantener más de 20’’, porque las reservas en el interior del músculo se agotan.

- De ser necesario mayor tiempo trabajando de forma intensa, predominará el sistema anaeróbico láctico.

Relevancia de los Hidratos de Carbono (HC).

Constituyen el combustible por excelencia en los ejercicios de alto rendimiento y en las actividades físicas en que actúan indistintamente ambos metabolismos.

Los hidratos de carbono (HC) pueden utilizar sus productos finales en ambos sistemas: aeróbico y anaeróbico láctico. Son, pues, importantes en la práctica del alto rendimiento y en el cuidado de los depósitos de glucógeno.

Los hidratos de carbono necesitan menos oxígeno para su combustión. Comparemos: hidratos de carbono solo 0.81 L/g, en tanto que las grasas 1.98 L de O2/ g y las proteínas 0.97 L/g.

Las personas que padecen problemas de salud de cierta envergadura, podrían realizar ejercicios con preponderancia anaeróbica-glucolítica, pero solo bajo prescripción y vigilancia médica, y cuando tuviera bien acondicionado puede hacer distancias cortas de velocidad en distancias de 30 metros, por ejemplo 4 repeticiones de 30 m, pero teniendo como criterio de recuperación que la frecuencia cardíaca (FC) llegue a ≤ 100 latidos/ minuto, para hacer la nueva repetición.

Fuentes energéticas utilizadas en los programas de actividad física.

En los programas de ejercicios para la población normal, se emplean las fuentes de energía de predominio aeróbico, a partir de los lípidos y de los HC, ya que la intensidad del ejercicio es sensiblemente menor que la de los deportistas.

Generalmente cuando la intensidad del ejercicio es leve o leve-moderada, con un porcentaje de   ≤ 75 % FC Máx, se emplean los lípidos en primer lugar y los HC en segundo de forma aeróbica como ocurriría en un ‘paseo vigoroso’ o en el aerobic moderado y en personas con buena condición física. Personas más activas y con buena salud pueden realizar actividad física de mayor intensidad, pero siempre según criterio de expertos.

Al iniciar cualquier tipo de ejercicio el organismo responde de forma integral, facilitando la energía procedente de las diferentes fuentes energéticas, hasta que se establece cual es la necesaria, según la intensidad y la duración del ejercicio.

Por ejemplo, en actividades leves a moderadas aeróbicas, como es el caminar (andar), el organismo cambia partiendo de una situación de reposo relativo, por lo que necesita un aporte mayor de energía.

Así,  en los primeros minutos del ejercicio recibe el aporte energético de diferentes fuentes: como el creatín fosfato de los grupos musculares que han sido activados por el ejercicio; la glucemia (glucosa circulante en la sangre), el glucógeno almacenado por vía anaeróbica y aeróbica, los ácidos grasos procedentes de los triglicéridos y los amino ácidos. Pero una vez establecido el ejercicio, en poco tiempo, la fuente energética que prevalece, será la esencial para garantizar el nivel de intensidad en que se realiza el ejercicio. Al andar, se desarrolla a una intensidad de ≤ 75% de la frecuencia cardíaca máxima (FC Máx.), generalmente en personas activas y saludables, caminan a una forma intensas y lo hacen ≤ 70% FC Max. En menos de cinco minutos de haber iniciado la modalidad de Andar,  el aporte predominante de energía procederá primero de los lípidos y en segundo lugar de los hidratos de carbono de forma aeróbica. Predomina la obtención energética a partir de los lípidos.

En otras ocasiones, por ejemplo, haciendo actividades de ‘ aeróbic’ con una intensidad aproximada de 80 % de la FC Máx., el aporte inicial sería una integración energética de todos los sistemas, como vimos anteriormente pero, rápidamente, los hidratos de carbono, actuarían de forma sobresaliente con la aportación energética en forma aeróbica.

El sistema muscular transforma la energía química en mecánica.

Para que se realice la contracción muscular son necesarios dos factores:

     - la existencia de un estímulo nervioso que excite al músculo.    

     - la presencia de energía química aprovechable por la fibra muscular.

Las principales fuentes de energía para la obtención del adenosin trifosfato o ATP, son los Hidratos de Carbono y los Lípidos, como los ácidos grasos en forma de triglicéridos, así como el creatín fosfato que está almacenado en nuestro organismo. También, aunque de forma moderada, las proteínas aportan energía, pero de forma conservadora por las acciones regenerativas y anabolizantes del mismo.

El tejido muscular constituye un sistema funcional especializado encargado de las actividades que caracterizan el comportamiento motor del organismo.

Existen tres tipos de músculos: el músculo cardíaco, el músculo liso y el músculo esquelético.

El músculo esquelético tiene la capacidad de contraerse al ser estimulado por el sistema nervioso provocando el desplazamiento de los diferentes segmentos corporales.

Las fibras musculares representan la unidad estructural y funcional del tejido muscular en que se basa el comportamiento contráctil del músculo estriado.

El ritmo de utilización de energía de una fibra muscular puede llegar a ser 200 veces superior al ritmo de uso de energía en reposo.

Contracción muscular

Es el resultado de una secuencia de fenómenos que transforma energía química en mecánica y que se resume así:

1. Un impulso nervioso llega hasta la unión neuromuscular o placa motriz, estructura por la que se transmite la orden de contracción desde el nervio hasta el músculo.

2. Liberación del mensaje, paquetes de acetilcolina, que llegan hasta la membrana de la fibra muscular, el sarcolema.

3. Cambio de permeabilidad del sarcolema para diferentes iones y despolarización, produciéndose la excitación de la fibra muscular.

4. Liberación de Ca++ desde el retículo sarcoplásmico y desde las cisternas hacia el sarcoplasma seguido del acoplamiento entre los filamentos de actina y miosina.

5. Deslizamiento de la actina sobre la miosina y contracción muscular.

6. Recaptación de Ca++ hacia sus lugares de depósito, desacoplamiento de los filamentos y relajación muscular.

Tipos de fibras musculares.

Difieren por sus características metabólicas, fisiológicas y morfológicas que les confieren posibilidades mecánicas diferentes.

Las peculiaridades de las fibras musculares se heredan, constituyendo un factor determinante para el logro del rendimiento deportivo.

Se distinguen de forma general dos tipos de fibras: I y II, diferenciándose en realidad en tres:

Tipo I (Roja). Fibras de contracción lenta resistente a la fatiga o lenta oxidativa (ST). Tienen mayor cantidad de glóbulos rojos. Mantienen más tiempo la contracción. La actividad física que indicamos en los programas de condición física aeróbica utiliza más las fibras del tipo I. Los deportistas de las disciplinas de resistencia aeróbica como la natación, ciclismo de carretera, atletismo de distancias de fondo a partir de los 3000 m, y triatletas, disponen de una cantidad elevada de fibras del tipo I.

Tipo II A (Roja). Son fibras de contracción rápida resistente a la fatiga, también denominadas rápidas oxidativas (FTO). Tienen un carácter intermedio entre las del tipo I y la IIB. Se observan en deportistas como nadadores de 50 m, ciclismo de velocidad, piragüista de 200m, corredores de 800 m lisos en el atletismo, etc.

Tipo II B (Blanca). Son fibras de contracción rápida fatigables, asimismo denominadas como rápidas glucolíticas (FTG). Los deportistas de las disciplinas de velocidad y de fuerza como las áreas del atletismo de velocidad hasta los 400 m, las de salto y de lanzamiento; e igualmente la halterofilia, son portadores de una cantidad elevada de fibras del tipo II, sobre todo del tipo IIB.

Las fibras del tipo II, son las de mayor superficie, y con menos cantidad de glóbulos rojos, y las que necesitan menos oxigenación.

Unidad Motora (UM)

Está compuesta por un nervio motor (motoneurona) y las fibras musculares inervadas por él..

La principal función de la unidad motora (UM) es la contracción muscular. Existen tres tipos de UM que poseen propiedades físicas, bioquímicas y estructurales similares a las fibras musculares que inervan. Su denominación y relación con c/tipo de fibra muscular es la siguiente:

UM tipo S----- inerva la fibras musculares del tipo I

UM tipo FF----inerva la fibras musculares del tipo IIA

UM tipo FR----inerva la fibras musculares del tipo IIB

Intensidad de la contracción muscular y reclutamiento de las fibras musculares:

  • Durante la contracción isométrica submáxima en contracciones musculares de forma progresiva creciente, las unidades motoras y las fibras musculares que las inervan, se reúnen siguiendo el principio de la medida de las fibras musculares, o sea, de menor superficie a mayor, por orden I, IIA y IIB.
  • A su vez cada UM reclutada aumenta progresivamente la frecuencia del impulso nervioso.
  • Durante una contracción muy intensa participan directamente las fibras del tipo IIB y IIA, y se incorpora la del tipo I.

Mecanismos reguladores de las hormonas durante el ejercicio.

Diferentes autores coinciden en que impulsos procedentes de centros motores y de la zona de trabajo muscular (por estímulo de receptores de presión, volumen plasmático, osmolaridad y temperatura), modulan la actividad de centros superiores del sistema nervioso central, provocando un aumento de la actividad simpática, suprarrenal e hipofisaria, produciéndose a la vez un cambio de la sensibilidad celular. Estos cambios controlan la respuesta secretora de las células endocrinas subordinadas.

La duración y la intensidad del ejercicio estimularán, de una forma u otra, la producción de hormonas o su inhibición, y la forma de obtención de la energía.

En próximos artículos, le explicaremos la relación entre la intensidad del ejercicio y la liberación de hormonas producida para garantizar la energía necesaria durante una actividad física dada, según el tipo de ejercicio, la intensidad y la duración. Indicadores sencillos de valorar la intensidad como el conocimiento de la variable % de la FC Max. en que se realiza el ejercicio es fundamental, en la planificación y control del ejercicio.

Es interesante conocer de esto, ya que dependerá mucho el estado de salud, la edad y la condición física global de la persona, para que el cliente entrene a un % de la FC Max. Determinada, si nos equivocamos puede ser peligrosos para la salud de la persona. Deberemos ser cuidados con hipertensos, diabéticos, en fase II o III de rehabilitación de enfermedad cardíaca, etc.

En los Centros Método Fenómeno, hemos tenido en cuenta la protección de nuestros clientes, los programas indoor y outdoor cumplen con estos objetivos. En próximos artículos intercambiaremos sobre esto.

 

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