Sistemas Energéticos en El Cuerpo Humano
Sistemas Energéticos en El Cuerpo Humano
Sistemas Energéticos en El Cuerpo Humano
Sistemas energticos
Por Carlos Banks
Las diferentes actividades deportivas tienen requerimientos especficos de energa. Por ejemplo, el
maratn y la natacin de larga distancia, son en su mayor parte actividades de baja potencia, que
requieren de un aporte de energa durante largos perodos, mientras que las carreras de velocidad, los
saltos y los lanzamientos necesitan un suministro de energa a alta velocidad por un perodo breve.
Otras actividades deportivas, como se ver ms adelante, requieren de una mezcla de ambas potencias.
Se pueden satisfacer los diversos requerimientos de energa porque existen tres formas diferentes
claramente definidas por medio de las cuales se puede proveer energa a los msculos para el trabajo
(Fox, 1984).
La energa que entra al organismo en forma de alimento, es transferida a una molcula llamada
adenosintrifosfato o simplemente ATP. Esta constituye un transportador de energa y es la nica molcula
que puede ser utilizada por la clula muscular para obtener la energa necesaria para realizar sus
funciones.
En el msculo esqueltico, en funcin de la actividad fsica desarrollada se distinguen tres tipos de
fuentes o sistemas energticos:
1.
2.
Sistema anaerbico lctico y/o sistema de cido lctico y/o gluclisis anaerbica
3.
Las actividades o pruebas que se realizan a intensidades mximas o casi mximas durante perodos de
entre 30 segundos y 3 minutos, como las carreras de 400 800 metros, dependen en gran medida de
este sistema para la produccin de energa.
La intensidad de trabajo a la que comienzan a elevarse los niveles de lactato sanguneo por encima de los
niveles normales es diferente para cada persona, denominndose a este fenmeno metablico umbral
anaerbico. Este evento fisiolgico es de gran importancia en fisiologa del ejercicio por su utilizacin en
la prescripcin individualizada de cargas de entrenamiento.
Es importante sealar que la participacin metablica de la gluclisis anaerbica no implica
necesariamente el cese del metabolismo aerbico, sino que existe una solapamiento de ambos sistemas
con el predominio de uno u otro segn la actividad fsica desarrollada.
Por otro lado, el aumento de la concentracin de lactato en sangre no implica necesariamente
condiciones anaerbicas, ya que la falta o ausencia de oxgeno slo es una de las razones que provocan
el aumento del lactato.
El sistema aerbico
Es aquel que suministra ATP mediante la degradacin completa de la glucosa hasta CO2 y H20, utilizando
tambin otros combustibles diferentes como los lpidos y en menor proporcin las protenas.
Este proceso de degradacin es multienzimtico y est acoplado a la fosforilacin oxidativa, proceso que
implica el consumo de oxgeno y constituye la principal forma de produccin de ATP.
Una vez que la glucosa se absorbe a nivel del intestino delgado y pasa a la sangre, es transportada hasta
el hgado, donde se convierte en glucosa-6P al entrar en el hepatocito; posteriormente y en funcin de las
necesidades energticas del organismo, la glucosa-6P puede:
a) reconvertirse en glucosa y salir de la clula heptica hacia otras clulas del organismo
(msculo esqueltico),
b) oxidarse en el ciclo de Krebs y cadena de electrones para formar el ATP necesario para
mantener la funcin heptica,
c) almacenarse en forma de glucgeno en el hgado, y
d) degradarse en acetil-CoA para la conversin posterior en cidos grasos y transporte a travs
de la sangre hasta los adipocitos.
Durante el ejercicio el glucgeno heptico se convierte en glucosa que pasa a la sangre circulante, de
manera que la glicemia aumenta o permanece estable dependiendo de la intensidad del ejercicio,
disminuyendo slo despus de ejercicios intensos de muy larga duracin.
El sistema aerbico, por lo tanto, es especialmente til para elaborar ATP durante actividades prolongadas
que requieren resistencia, tales como la maratn, la natacin de larga distancia, etc.
La especificidad metablica del entrenamiento se deriva del conocimiento de la dinmica de los sistemas
energticos musculares. Para cualquier ejercicio dado, la fuente energtica predominante depender de
la cantidad total y de la tasa de energa requerida por el mismo.
Si se quiere mejorar la capacidad del sistema de fosfgeno, tomando por ejemplo el caso de una carrera
de 100 metros planos, se requiere un programa de ejercicios de alta intensidad y corta duracin
(suponiendo que el atleta ya tenga una base aerbica de sustentacin). Por ejemplo,para recorrer 100
metros planos en 9,9 segundos, se estima que se requieren tan slo un total de 0,43 moles de ATP,
equivalente a una tasa media de utilizacin de 2,6 moles de ATP/min. .
Debido a la gran potencia requerida para esta prueba, el nico sistema capaz de proporcionar ATP a esta
velocidad, es el de fosfgeno, segn se puede apreciar en la tabla 2.1. Cuando se habla de la
especificidad metablica del entrenamiento, se hace referencia a que el programa principal de ejercicios
debe poseer las caractersticas adecuadas para fomentar la actividad predominante del sistema
energtico utilizado en la especialidad deportiva a entrenar, para as lograr un aumento en la capacidad
del mismo. Esta es la razn por la cual el entrenamiento especfico debe estar dirigido a una actividad
particula.
Continuum energtico
El concepto de continuum energtico es un concepto que vincula la forma en que se suministra el ATP, es
decir, la forma de participacin de los distintos sistemas energticos y el tipo de actividad fsica que se
realiza.
Cualquier sea el tipo de actividad fsica que se realice el costo energtico estar dado por la magnitud del
ejercicio ms no tanto por la intensidad o velocidad del mismo. Por ejemplo, si un atleta corre 1.000
metros en tres minutos o los recorre en cinco minutos, utiliza la misma cantidad de ATP. Lo que vara es la
velocidad con que se gasta el ATP. En el primer caso se necesita ATP a una mayor velocidad que en el
segundo caso; por lo tanto, si la cantidad total de ATP requerida es la misma en ambos casos, la
velocidad con que ste es requerido indicar el sistema energtico participante.
De esta forma existe una relacin entre la distancia recorrida, la velocidad del recorrido, y el sistema
energtico participante. A medida que aumenta la distancia de la prueba disminuye la velocidad de la
misma y el sistema energtico utilizado se desplaza del sistema de fosfgeno al de cido lctico y al
aerbico.
Existe por lo tanto un continuum energtico que tiene en un extremo actividades fsicas breves pero de
gran intensidad, en las cuales el sistema de fosfgeno aporta la mayor parte del ATP; en el otro extremo
se encuentran las actividades de larga duracin e intensidades bajas suplidas casi exclusivamente por el
sistema aerbico. En el centro de este continuum se encuentran las actividades fsicas que dependen en
gran medida del sistema de cido lctico para la obtencin de energa; aqu se encuentran ubicadas las
actividades fsicas que requieren una combinacin del metabolismo aerbico y anaerbico.
Debido a la gran cantidad de actividades deportivas, cada una de las cuales requiere habilidades y
destrezas particulares, resulta muy difcil examinar cada actividad deportiva en particular para determinar
el sistema energtico participante. Por esta razn se ha desarrollado una escala denominada escala del
continuum energtico que utiliza el tiempo como comn denominador para clasificar las actividades. El
tiempo se define como el perodo necesario para realizar actos que requieren pericia, o para completar el
juego o la prueba determinada.
En la figura 2.1 se puede observar la escala del continuum energtico (Puig, 1988).
La figura de la escala del continuum energtico presenta en el centro dos columnas de nmeros
encerrados en dos rectngulos encabezados por las palabras aerbico y anaerbico. Estos nmeros
representan valores porcentuales de participacin de los sistemas aerbico y anaerbico en diferentes
actividades fsicas. En los extremos izquierdo y derecho de la figura estn listadas una serie de
actividades fsicas. Por ejemplo, en el extremo superior derecho est levantamiento de pesas y en el
extremo superior derecho aparece 100 metros planos. De acuerdo a la figura podemos observar que la
participacin del sistema aerbico en el levantamiento de pesas es prcticamente 0%, mientras que la
participacin del sistema anaerbico es de aproximadamente el 100%; as mismo, se puede apreciar que
la participacin del sistema aerbico en la carrera de 100 metros planos es casi del 0% y que la
participacin del sistema anaerbico es casi del 100%.
Podemos apreciar con mayor claridad la estructuracin de la escala del continuum en el ejemplo de un
partido de baloncesto que en la escuela secundaria americana dura 32 minutos (4 tiempos de 8 minutos),
y en la universidad dura 40 minutos (dos tiempos de 20 minutos).
Estos tiempos tan prolongados para completar el juego (32 y 40 minutos respectivamente) indican
claramente que el sistema aerbico participa en el suministro de energa. Sin embargo, jugar baloncesto
requiere aptitudes como el salto, el lanzamiento, la defensa, la velocidad, las cuales implican todas
movimientos breves y de gran intensidad, realizados de una manera intermitente durante el tiempo que
dura el juego.
Tales aptitudes son en gran parte anaerbicas, por lo que se puede concluir que el baloncesto no tiene
solamente un componente anaerbico sino tambin otro anaerbico. Otras actividades que se encuentran
dentro de esta misma categora general incluyen al bisbol, el ftbol, la esgrima, el golf, el tenis, el
voleibol, la lucha, el hockey sobre hielo y otras ms.
En otros deportes como las carreras pedestres, la natacin, el ciclismo, el esqu, el remo, el patn, el
tiempo de la prueba se refiere principalmente a la duracin de la misma, siendo independiente el tipo de
actividad. Si se organizan los diferentes deportes de acuerdo con el tiempo de la prueba, se puede
observar que la carrera de 1.500 metros, en el cual los buenos corredores tienen tiempos de 4 5
minutos, se agrupa dentro del continuum energtico de la prueba de natacin estilo libre de 400 metros.,
en el cual los buenos nadadores tienen tiempos parecidos. Lo mismo ocurre con respecto a la carrera de
800 metros, la prueba de natacin de 200 metros y el patinaje de 1.500 metros.
En la figura 2.1 se puede apreciar la participacin porcentual de los sistemas aerbico y anaerbicos en
diferentes actividades deportivas.
Utilizando el denominador comn (tiempo) se puede apreciar en la figura 2.2 el porcentaje de ATP
aportado por los tres sistemas energticos en relacin con el tiempo de la actividad o el desarrollo de
potencia. Cuanto ms breve sea el tiempo de una actividad mayor ser la potencia requerida por esa
actividad y ms rpidos los requerimientos de energa, y viceversa. La figura 2.2 muestra la interaccin
entre los tres sistemas energticos. Por ejemplo, los sistemas de ATP-PC y el aerbico son imgenes
especulares el uno del otro; a medida que se incrementa el porcentaje de ATP aportado por uno de los
sistemas, decrece el otro. Ambos sistemas son responsables del suministro de casi la totalidad del ATP
para las actividades situadas en los extremos del continuum. Si se mejoran estos sistemas por medio del
entrenamiento, se producir un mejoramiento de la performance.
Si se observa con detenimiento en la figura 2.2 la curva de la relacin entre la energa aportada por el
sistema de cido lctico y el tiempo de la prueba se puede apreciar que durante las actividades de gran
intensidad con tiempos cortos de actuacin este sistema contribuye con muy poca energa, si es que
aporta algo. Lo mismo ocurre para las actividades de baja intensidad con tiempos de actuacin
prolongadas. Slo en el caso de actividades situadas entre estos dos extremos el sistema de cido lctico
aporta gran parte del requerimiento total de ATP.
La explicacin de esta diferencia se debe fundamentalmente a dos causas, primero, requiere tiempo
activar el sistema de cido lctico, esto significa que cuando los tiempos de ejecucin de las actividades
son inferiores o iguales a este tiempo de activacin, el sistema de cido lctico aporta escasas cantidades
de energa.
En segundo trmino, el sistema de cido lctico limita el tiempo de la ejecucin porque sobreviene fatiga
muscular debido a la acumulacin de cido lctico. Por lo tanto, con la finalidad de demorar la fatiga
provocada por el cido lctico durante actividades prolongadas, la contribucin energtica por la va del
sistema de cido lctico se debe mantener en un nivel bajo.
Figura 2.2 Interaccin de los tres sistemas energticos. (Bowers y Fox, 1995)
Aunque el concepto de continuum resulta esencial para una buena comprensin de las interacciones de
los sistemas energticos, no es fcil aplicar el propio continuum a los diversos deportes.
Por consiguiente, se han elaborado algunas normas mediante las cuales se puede determinar, con mayor
facilidad, el principal o principales sistemas energticos que participan en el desarrollo de la mayor parte
de las actividades deportivas. Tal informacin resulta esencial para el desarrollo de programas adecuados
de entrenamiento.
Se puede dividir el continuum energtico de las actividades o pruebas en cuatro reas de acuerdo con el
tiempo requerido para su ejecucin:
rea uno: Incluye todas las actividades que requieren tiempos menores de 30 segundos.
En estas actividades el sistema energtico predominante es el del fosfgeno (ATP-PC). Ejemplos
de algunas actividades deportivas encuadradas en sta rea del continuum son: el lanzamiento
de martillo, el lanzamiento de bala, la carrera de 100 metros planos, los golpes en tenis, el robo
de base en bisbol, las carreras de los delanteros en ftbol.
rea dos: Incluye actividades deportivas que requieren entre 30 segundos y 1,5 minutos (90
segundos); en este caso los sistemas energticos predominantes son el sistema de ATP-PC y el
de cido lctico. Ejemplos de actividades deportivas en esta rea son: la prueba de natacin
estilo libre de 100 metros, las carreras pedestres de 200 y 400 metros, la prueba de patinaje de
500 metros, las pruebas gimnsticas.
Area tres: Incluye actividades deportivas que requieren entre 1,5 y 3 minutos. Aqu participan
tambin dos sistemas energticos que son el de cido lctico y el aerbico. Las actividades
deportivas de esta rea incluyen las carreras pedestres de 800 y 1.500 metros, las pruebas de
natacin estilo libre de 200 y 500 metros, el boxeo (asaltos de 3 minutos) y la lucha (asaltos de 2
minutos).
Area cuatro: Incluye actividades deportivas que requieren tiempos mayores de 3 minutos. Aqu
en principal proveedor de ATP es el sistema aerbico. Ejemplos de actividades que estn en esta
rea son: el trote, la maratn, las pruebas de campo travieso tanto en carrera como en esqu y
ciclismo, la prueba de natacin de 1.500 metros estilo libre.