Читать книгу Alimentación para el deporte y la salud - Joan Ramon Barbany - Страница 14

L as opciones metabólicas disponibles para la Lfibra muscular son diversas, siguiéndose unas u otras según las condiciones del esfuerzo. Tipificar el ejercicio bajo este punto de vista es interesante tanto desde el punto de vista nutricional como en relación con la programación de los modelos de entrenamiento. El perfeccionamiento y la especialización de los mecanismos bioquímicos de utilización de los combustibles son objetivos primordiales de los programas de entrenamiento.

CARACTERÍSTICAS DEL ESFUERZO. VARIACIONES CON EL ENTRENAMIENTO

El combustible utilizado y la vía metabólica seguida varían según la duración, la intensidad y el modelo de contracción. Influyen también la dieta, las circunstancias ambientales y el entrenamiento.

Tiempo y duración del ejercicio

En reposo la fibra muscular utiliza como combustible ácidos grasos de manera casi exclusiva para cubrir las reducidas demandas basales. Con el ejercicio las necesidades energéticas aumentan de manera importante. A medida que transcurre el tiempo desde el inicio de la actividad física, la fibra muscular utiliza de manera sucesiva distintas vías (Figura 5.1).

Figura 5.1: Sustratos energéticos utilizados por la fibra muscular desde el inicio del ejercicio y porcentajes de participación relativa según el tiempo transcurrido.

 – Inicialmente emplea el ATP presente en la fibra muscular, pero, como las reservas son muy escasas, sólo pueden cubrirse a sus expensas ejercicios cuya duración no supere los 2-3 segundos. La energía se rinde por separación del enlace P de contenido energético elevado, con conversión del ATP en ADP.

 – Si, como es lo habitual, el ejercicio dura más tiempo, se debe resintetizar nuevo ATP a partir del ADP. Inicialmente se recurre a la fosfocreatina ya presente en la fibra muscular como reserva energética y que tiene preformado un enlace P de elevado contenido energético, fácil y rápidamente transferible al ADP, que se reconvierte en ATP. La fosfocreatina toma el relevo del ATP como combustible, aunque su disponibilidad es también limitada, no permitiendo ejercicios de duración superior a los 10 segundos.

 – En este tiempo se ha procedido a movilizar las reservas de glucógeno del propio músculo, que tomarán la alternativa energética, de manera que, transcurridos 10 segundos desde el inicio del esfuerzo, la fibra muscular puede disponer de glucosa para ser oxidada, de momento anaeróbicamente, porque todavía no habrá sido posible completar la adaptación cardiovascular y respiratoria al ejercicio y el flujo muscular (con el correspondiente aporte de oxígeno) será de momento insuficiente.

 – Se precisa más tiempo, aproximadamente 1,5 minutos desde el inicio, para atender de forma satisfactoria la mayor demanda de flujo sanguíneo por el músculo. A partir de entonces la fibra muscular podrá utilizar glucosa aeróbicamente.

 – La glucosa utilizada inicialmente por la fibra muscular procede de sus propias reservas de glucógeno. Más tarde captura glucosa sanguínea procedente de la movilización del glucógeno hepático o de una eventual ingesta.

 – Para empezar a oxidar ácidos grasos se precisa un tiempo elevado de ejercicio, superior a los 20 minutos, tiempo necesario para la correcta movilización de las reservas de triglicéridos de la propia fibra o del tejido adiposo. El consumo de ácidos grasos como combustible sólo ocurre cuando el ejercicio es prolongado, por lo que, si se quiere reducir el contenido de grasa corporal, el ejercicio debe ser de larga duración.

 – En el ejercicio de muy larga duración, y como último recurso previo a la fatiga, cabe utilizar también como fuentes energéticas adicionales aminoácidos, cuerpos ce-tónicos y el propio ADP. Estos combustibles permiten un ocasional incremento de la intensidad del esfuerzo y pueden ser útiles en el ulterior esfuerzo de final de carrera.

 – En la recuperación se restituyen en primer lugar las reservas de fosfocreatina. Posteriormente y en el menor lapso de tiempo posible, se metaboliza el lactato y se reponen las pérdidas de glucógeno muscular y hepático. Las reservas de triglicéridos se restauran más tarde.

Intensidad

En reposo la fibra muscular consume ácidos grasos, pero durante el ejercicio intenso utiliza glucosa por razones bioquímicas debido a su elevada capacidad de oxidación y a una tasa de producción de energía muy superior a la de los ácidos grasos: con el mismo O₂ la glucosa rinde un 10% más de energía que los ácidos grasos (ver p. 52). Además, si las condiciones lo requieren, puede ser oxidada anaeróbicamente, como ocurre en el ejercicio intenso o en la contracción muscular isométrica si hay dificultades para asegurar un suministro suficiente de O₂. Por otra parte, la glucosa es soluble en agua y puede circular libremente por la sangre; por el contrario, los ácidos grasos son poco solubles en agua, por lo que para circular con la sangre necesitan transportadores específicos, de capacidad limitada e insuficientes para llevarlos en cantidades elevadas. Además un excesivo consumo de ácidos grasos conduce a la formación de cuerpos cetónicos, tóxicos sobre las neuronas y otros tejidos (ver p. 49). Finalmente la reposición de los intermediarios del ciclo de Krebs que deban ser sustituidos se hace también a expensas de la glucosa.

La glucosa es imprescindible para el músculo en ejercicio intenso porque:

Presenta una relativamente elevada velocidad de oxidación

Tiene una elevada producción de energía por volumen de O₂ consumido

Puede ser utilizada en la contracción isométrica

Permite la oxidación anaeróbica

Es soluble en agua y por ello fácilmente transportable por la sangre

No tiene el riesgo de formación de cuerpos cetónicos

Se necesita para reponer los intermediarios del ciclo de Krebs

Es el combustible neuronal obligado

Es de difícil interconversión (tan sólo a partir de aminoácidos glucogénicos) Sus reservas son escasas

Por estas razones, y a pesar de la escasez relativa de sus reservas, la glucosa es el combustible requerido en las etapas iniciales y en los ejercicios intensos (Figura 5.2). En la enfermedad de Mac Ardle, en la que no es posible la correcta síntesis de glucógeno y sólo cabe el uso de ácidos grasos como combustible muscular, la ejecución de ejercicio físico intenso se encuentra muy comprometida.

Figura 5.2: Participación de glucosa y ácidos grasos como combustible en función de la intensidad del ejercicio y del tiempo transcurrido.

* porcentajes relativos, administrando una solución de glucosa cada 30 minutos.

Tipo de ejercicio

En las contracciones musculares intensas, especialmente de tipo isométrico, el flujo de sangre a la fibra muscular se halla dificultado por la compresión vascular. La limitación llega a ser completa en contracciones superiores al 70% de la máxima voluntaria. Al no llegar O₂ ni nutrientes, la fibra muscular debe trabajar anaeróbicamente y a expensas de sus propias reservas, fosfocreatina y glucógeno. Además tiene problemas para liberarse del exceso de hidrogeniones generados en la oxidación anaeróbica, lo que explica la rápida aparición de fatiga (Figura 5.3).

Figura 5.3: Utilización de combustibles por la fibra muscular durante una contracción isométrica intensa y sostenida.

Dieta y circunstancias ambientales

Una dieta rica en hidratos de carbono previa al ejercicio favorece su utilización. En condiciones térmicas extremashay más consumo de glucógeno:

 – En ambientes fríos se precisa glucosa como combustible de las respuestas de temblor, castañeteo de dientes y erizamiento del pelo.

 – En ambientes calurosos aumenta mucho el flujo sanguíneo por la piel para favorecer la termólisis, y la deriva de una parte del gasto cardíaco hacia la circulación cutánea reduce el flujo sanguíneo muscular en el territorio activo, obligándole al trabajo anaeróbico.

En condiciones de altura la hipoxia, tanto directamente por el menor O₂ disponible como de manera indirecta por la mayor concentración plasmática de catecolaminas, aumenta la participación anaeróbica y la necesidad de glucosa para el pago metabólico. Después de la aclimatación, se utilizan más ácidos grasos, con ahorro de glucosa.

Efectos del entrenamiento

El entrenamiento introduce importantes cambios sobre la actividad metabólica de la fibra muscular, dependiendo de la especialización.

1 a) Anaeróbico: aumenta la actividad de las vías anaeróbicas, las reservas de glucógeno, la capacidad gluconeogénica y la tolerancia a la acidosis muscular y sanguínea.

2 b Aeróbico: aumenta la actividad del ciclo de Krebs, de la cadena respiratoria mitocondrial, la participación de ácidos grasos en el pago de las demandas de la fibra muscular y las reservas musculares de lípidos. La potenciación del metabolismo aeróbico y de la oxidación de ácidos grasos es muy conveniente porque supone ahorro de glucosa y protección de las reservas de glucógeno. Además mejora el aprovechamiento de cuerpos cetónicos y su potencial uso por las neuronas, lo que permite resistir mejor las condiciones de hipoglucemia. También facilita la utilización de proteínas.

MODELO DE OPCIONES ENERGÉTICAS DE LA FIBRA MUSCULAR

Para facilitar la comprensión de los distintos tipos de combustible, su disponibilidad, su capacidad y su importancia en el pago de las demandas del trabajo físico, se propone un modelo basado en los diversos recursos económicos y monetarios que se utilizan para hacer frente a una deuda (Figura 5.4).

1 a) El ATP sería el equivalente de la unidad y moneda de cambio, inmediata pero disponible en poca cantidad y por tanto de agotamiento muy rápido (menos de 2-3 segundos).

2 b) La fosfocreatina estaría representada por los billetes presentes en la cartera, disponibles también de manera rápida, pero con una capacidad energética limitada con rápido agotamiento (desde los segundos 2-3 hasta el 10).

3 c) La glucólisis anaeróbica (formación de lactato) correspondería al cheque bancario, utilizable con menos inmediatez (a partir de los 10 segundos y hasta los 1,5-2 minutos) y con una capacidad energética relativa (se utiliza en los esprints y en el ejercicio de velocidad).

4 d) La glucólisis aeróbica podría ser comparada con las acciones y obligaciones, puesto que se requiere un cierto tiempo para su disposición efectiva y realización, aunque con un rendimiento considerable, dependiente de las diversas circunstancias (intensidad del ejercicio, nivel de entrenamiento, dieta, condiciones meteorológicas, etc.).

Figura 5.4: Modelo para explicar las diferentes posibilidades de suministro energético para la fibra muscular, atendiendo a su disponibilidad e importancia de las reservas.

1 e) La oxidación aeróbica de los ácidos grasos guardaría una cierta relación con los bienes inmobiliarios, que son un recurso almacenable en cantidades importantes, con un rendimiento destacado, aunque de movilización difícil, compleja y lenta.

2 f) La oxidación de los aminoácidos componentes de proteínas corporales es comparable a los recursos resultantes de la hipoteca de la propia casa, porque implica la intervención de estructuras propias, utilizables directamente o por conversión a glucosa o ácidos grasos, aprovechables por ello por la vía aeróbica o anaeróbica. Como contrapartida implica la liberación del nitrógeno constituyente en forma de amoníaco (NH3), que, si se acumula en exceso, comporta fatiga. Aunque la participación de los aminoácidos como combustible es escasa porcentualmente, es importante porque significa un suministro adicional de energía en la etapa final del ejercicio extenuante.

3 g) Finalmente la oxidación de los cuerpos cetónicos como combustible equivaldría poco menos que a empeñar las joyas familiares en un esfuerzo final por obtener los necesarios recursos con los que atender la deuda. Los cuerpos cetónicos que proceden de una vía metabólica derivada de la oxidación de los ácidos grasos pueden ser utilizados por la vía aeróbica como combustible para la fibra muscular y para las neuronas, posibilidad ésta muy interesante para combatir los riesgos de fatiga neuronal por hipoglucemia, característica de las últimas fases del ejercicio extenuante.

4 h) Como ultimísimo recurso es posible todavía recurrir al ADP resultante de la hidrólisis del ATP, aunque se trata de una vía compleja que genera amonio como producto final, con riesgo inmediato de fatiga.

CLASIFICACIÓN METABÓLICA DE LOS DEPORTES. EJERCICIOS ANAERÓBICOS Y AERÓBICOSA

Según el tipo de actividad, la fibra muscular utiliza uno u otro tipo de metabolismo.

Ejercicio anaeróbico aláctico

Las demandas son satisfechas a partir de ATP y fosfocreatina. Puede también considerarse como perteneciente a este grupo la utilización del ADP en las fases finales del esfuerzo. Es propio de:

 – Las primeras etapas del ejercicio, sin tiempo todavía de movilizar las reservas corporales de glucosa y mucho menos de ácidos grasos.

 – Esporádicamente se utiliza en el curso de la actividad cuando se precisa un aumento puntual de las disponibilidades (por incremento del ritmo de trabajo), cuando no es posible su compensación por las vías oxidativas usuales.

Su principal desventaja es la escasez de reservas, por lo que su contribución al pago total de las deudas será necesariamente pequeña. Sólo las pruebas deportivas de una duración inferior a los 10 segundos corresponden por completo a esta vía metabólica.

Son ejercicios anaeróbicos alácticos los lanzamientos, la carrera de 100 m, natación en 50 m, carreras del extremo en el fútbol o hacia el aro en baloncesto, etc.

Ejercicio anaeróbico láctico

Es propio de los primeros minutos del ejercicio, una vez transcurrida la etapa aláctica. Se utiliza esta vía:

 – Mientras no se completa la adaptación cardiovascular y respiratoria al ejercicio.

 – En ejercicios de intensidad superior al "umbral de anaerobiosis" en los que las demandas no pueden ser atendidas totalmente por el metabolismo aeróbico.

 – En contracciones musculares con limitación del flujo de sangre (Figura 5.3).

El metabolismo láctico tiene los inconvenientes de su escaso rendimiento energético, la necesidad de utilizar glucosa y que acumula ácido láctico como producto final, con disminución del pH intramuscular y sanguíneo y riesgo de fatiga.

Son actividades de carácter anaeróbico láctico las carreras de 200 a 400 metros lisos, natación en 100 m, etc.

Figura 5.5: Modelos metabólicos de ejercicio.

a) en función del metraje recorrido en la carrera

b) según el deporte practicado

* según el puesto.

Ejercicio aeróbico

Es el más ventajoso por su elevado rendimiento energético, por la posibilidad de utilizar ácidos grasos, muy abundantes en forma de reservas lipídicas, y porque sus productos finales, CO₂ y H₂O, pueden ser eliminados fácilmente y sin problemas, e incluso el agua producida en su oxidación puede ser utilizada en el propio músculo. Por ello es el metabolismo de elección siempre que las condiciones de duración e intensidad del ejercicio lo permitan.

Sus únicos inconvenientes son: que precisa un lapso de tiempo considerable desde el inicio del ejercicio hasta su completa puesta en marcha y que obliga a mantener el suficiente aporte de O₂ en el curso del ejercicio.

Son ejercicios predominantemente aeróbicos: el esquí de fondo, el maratón, las etapas ciclistas, etc.

La mayor parte de los eventos deportivos pueden ser catalogados como de carácter mixto, con predominio de uno u otro sistema metabólico. En las Figuras 5.5 y 5.6 se refleja la contribución de las diferentes modalidades metabólicas en los distintos metrajes de carrera, y en distintas modalidades deportivas, atendiendo a la intensidad y el tipo de esfuerzo.

Figura 5.6: Representación en porcentaje del combustible utilizado por el músculo.