SISTEMAS ENERGETICOS EN EL CUERPO HUMANO

Sistemas energéticos
Las diferentes actividades deportivas tienen requerimientos específicos de energía. Por ejemplo, el maratón
y la natación de larga distancia, son en su mayor parte actividades de baja potencia, que requieren de un
aporte de energía durante largos períodos, mientras que las carreras de velocidad, los saltos y los
lanzamientos necesitan un suministro de energía a alta velocidad por un período breve.

Otras actividades deportivas, como se verá más adelante, requieren de una mezcla de ambas potencias.
Se pueden satisfacer los diversos requerimientos de energía porque existen tres formas diferentes
claramente definidas por medio de las cuales se puede proveer energía a los músculos para el trabajo (Fox,
1984).

La energía que entra al organismo en forma de alimento, es transferida a una molécula llamada
adenosintrifosfato o simplemente ATP. Esta constituye un transportador de energía y es la única molécula
que puede ser utilizada por la célula muscular para obtener la energía necesaria para realizar sus funciones.

En el músculo esquelético, en función de la actividad física desarrollada se distinguen tres tipos de fuentes
o sistemas energéticos:

1. Sistema anaeróbico-aláctico o sistema de los fosfágenos (ATP-PC) o (ATP-FC)

ATP (adenosíntrifosfato)
PC (fosfocreatina o creatinfosfato)
Los símbolos PC y FC significan fosfocreatina

2. Sistema anaeróbico láctico y/o sistema de ácido láctico y/o glucólisis anaeróbica

3. Sistema aeróbico u oxidativo

Hidratos de carbono
Grasas
Proteínas

Cada uno de estos sistemas tiene distintas capacidades y potencias energéticas.

La capacidad energética es la capacidad que tiene el sistema de proporcionar la energía total (volumen)
necesaria para poder realizar la función muscular, mientras que la potencia del sistema energético es la
máxima cantidad de energía (o trabajo) aportada por dicho sistema en un minuto y se expresa en moles de
ATP/min (Fox, 1984).

La capacidad energética del atleta se refiere entonces a la capacidad que tienen estos tres sistemas para
proporcionar la energía para la función muscular.
El nivel de aptitud física no mejora si no se produce un incremento en las capacidades energéticas del
músculo esquelético. En la tabla 2.1 se presentan las capacidades y potencias de los tres sistemas
energéticos.
Se puede apreciar que, en cuanto a la capacidad, el sistema aeróbico es capaz de aportar gran cantidad
de energía, mientras que los otros dos sistemas tienen una capacidad más limitada. Con referencia a la
potencia, la relación es inversa y en este caso es el sistema de fosfágeno que es capaz de aportar una
mayor cantidad de energía por unidad de tiempo, tornándose el sistema aeróbico en el menos potente de
los tres (Puig, 1988).

Tabla 2.1
Capacidad y potencia de los sistemas energéticos

Tomado de Mathews y Fox, 1976, 1984

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Sistema anaeróbico aláctico o sistema de los fosfágenos

Este sistema proporciona la energía necesaria para la contracción muscular al inicio del ejercicio y durante
actividades físicas de muy alta intensidad y corta duración (generalmente menores de 30 segundos).

Este sistema está constituido por el ATP y la PC que se encuentran almacenados o en reserva en mínimas
cantidades en las células musculares. El ATP sirve de enlace entre la energía liberada en las reacciones
exergónicas del organismo y las demandas energéticas propias de la célula. Nuestras células musculares
utilizan el ATP de forma directa para conseguir y obtener otras formas de energía (mecánica).

Los almacenes de adenosintrifosfato al igual que los de la fosfocreatina (a los cuales se les denomina
colectivamente fosfágenos) en la célula muscular son muy pequeños.

Cuando se descompone la PC (cuando se elimina su grupo fosfato) se libera gran cantidad de energía y el
producto final de esta reacción es Creatina (C) y fosfato inorgánico (Pi).
La energía liberada es inmediatamente utilizada para la resíntesis del ATP. En otras palabras, con la misma
rapidez con que el ATP se descompone durante la contracción muscular, lo vuelve a formar de inmediato
el ADP (adenosindifosfato) y el Pi por la energía liberada durante la descomposición del PC almacenado.

Es decir, el ATP debe ser reciclado constantemente en las células; parte de la energía necesaria para la
resíntesis del ATP en la célula muscular se realiza rápidamente y sin la participación del oxígeno a través
de la transferencia de energía química desde otro componente rico en fosfatos de alta energía, la
fosfocreatina (PC).
La hidrólisis del ATP en ADP + Pi, mediada por la enzima ATPasa, puede transferir energía a otros
componentes o posibilitar la realización de trabajo muscular o provocar una síntesis metabólica.

Debido a las bajas reservas musculares de ATP y PC (aproximadamente 0,3 moles en las mujeres y 0,6
moles en los hombres), la cantidad de energía obtenible a través de este sistema es limitada; sin embargo,
la utilidad de éste (sistema) radica en la rápida disponibilidad de la energía antes que en su cantidad.

Esto es sumamente importante con respecto a los tipos de actividad física que se puede realizar.
Actividades tales como las carreras de velocidad, los saltos, las patadas, el "swing" y otras actividades
parecidas que requieren de sólo unos segundos para completarse, 30 segundos o menos, dependen de los
fosfágenos almacenados como su fuente primordial de energía. Este es un sistema anaeróbico en el cual
la reacción es muy rápida y no requiere de la presencia y consumo de oxígeno.

El sistema de ácido láctico o glucólisis anaeróbica

Este sistema constituye la segunda fuente de obtención de ATP.
En este sistema la descomposición parcial de la glucosa (azúcar) provee la energía necesaria con la cual
se elabora el ATP. La primera etapa del catabolismo de la glucosa celular es la glucólisis, que proporciona
la energía necesaria para mantener la contracción muscular desde unos pocos segundos hasta algunos
minutos de duración.
Una limitación de este sistema es que la descomposición parcial de la glucosa produce ácido láctico (de ahí
el nombre del sistema) lo cual provoca una acidosis metabólica con consecuencias desfavorables en el
funcionamiento normal de la célula; además, cuando se acumula en los músculos y en la sangre se produce
una instauración progresiva de fatiga muscular y por lo tanto el cese del trabajo muscular.

A través de esta glucólisis anaeróbica sólo se formas 2 moléculas de ATP en comparación a los 36 ATP
que se obtienen por oxidación. La importancia de este sistema radica en el hecho que tiene la capacidad
de suministrar una rápida provisión de energía en forma de ATP.

Las actividades o pruebas que se realizan a intensidades máximas o casi máximas durante períodos de
entre 30 segundos y 3 minutos, como las carreras de 400 – 800 metros, dependen en gran medida de este
sistema para la producción de energía.

La intensidad de trabajo a la que comienzan a elevarse los niveles de lactato sanguíneo por encima de los
niveles normales es diferente para cada persona, denominándose a este fenómeno metabólico umbral

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anaeróbico. Este evento fisiológico es de gran importancia en fisiología del ejercicio por su utilización en la
prescripción individualizada de cargas de entrenamiento.

Es importante señalar que la participación metabólica de la glucólisis anaeróbica no implica necesariamente

el cese del metabolismo aeróbico, sino que existe una solapamiento de ambos sistemas con el predominio
de uno u otro según la actividad física desarrollada.

Por otro lado, el aumento de la concentración de lactato en sangre no implica necesariamente condiciones
anaeróbicas, ya que la falta o ausencia de oxígeno sólo es una de las razones que provocan el aumento
del lactato.

El sistema aeróbico
Es aquel que suministra ATP mediante la degradación completa de la glucosa hasta CO2 y H20, utilizando
también otros combustibles diferentes como los lípidos y en menor proporción las proteínas.

Este proceso de degradación es multienzimático y está acoplado a la fosforilación oxidativa, proceso que
implica el consumo de oxígeno y constituye la principal forma de producción de ATP.

Una vez que la glucosa se absorbe a nivel del intestino delgado y pasa a la sangre, es transportada hasta
el hígado, donde se convierte en glucosa-6P al entrar en el hepatocito; posteriormente y en función de las
necesidades energéticas del organismo, la glucosa-6P puede:

a) reconvertirse en glucosa y salir de la célula hepática hacia otras células del organismo (músculo
esquelético),

b) oxidarse en el ciclo de Krebs y cadena de electrones para formar el ATP necesario para
mantener la función hepática,

c) almacenarse en forma de glucógeno en el hígado, y

d) degradarse en acetil-CoA para la conversión posterior en ácidos grasos y transporte a través de

la sangre hasta los adipocitos.

Durante el ejercicio el glucógeno hepático 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 sólo después de ejercicios intensos de muy larga duración.

El sistema aeróbico, por lo tanto, es especialmente útil para elaborar ATP durante actividades prolongadas
que requieren resistencia, tales como la maratón, la natación de larga distancia, etc.

La especificidad metabólica del entrenamiento se deriva del conocimiento de la dinámica de los sistemas
energéticos musculares. Para cualquier ejercicio dado, la fuente energética predominante dependerá de la
cantidad total y de la tasa de energía requerida por el mismo.

Si se quiere mejorar la capacidad del sistema de fosfágeno, tomando por ejemplo el caso de una carrera
de 100 metros planos, se requiere un programa de ejercicios de alta intensidad y corta duración (suponiendo
que el atleta ya tenga una base aeróbica de sustentación). Por ejemplo,para recorrer 100 metros planos
en 9,9 segundos, se estima que se requieren tan sólo un total de 0,43 moles de ATP, equivalente a una
tasa media de utilización de 2,6 moles de ATP/min. .

Debido a la gran potencia requerida para esta prueba, el único sistema capaz de proporcionar ATP a esta
velocidad, es el de fosfágeno, según se puede apreciar en la tabla 2.1. Cuando se habla de la especificidad
metabólica del entrenamiento, se hace referencia a que el programa principal de ejercicios debe poseer las
características adecuadas para fomentar la actividad predominante del sistema energético utilizado en la
especialidad deportiva a entrenar, para así lograr un aumento en la capacidad del mismo. Esta es la razón
por la cual el entrenamiento específico debe estar dirigido a una actividad particula.

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Continuum energético
El concepto de continuum energético es un concepto que vincula la forma en que se suministra el ATP, es
decir, la forma de participación de los distintos sistemas energéticos y el tipo de actividad física que se
realiza.
Cualquier sea el tipo de actividad física que se realice el costo energético estará dado por la magnitud del
ejercicio más 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 varía 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
éste es requerido indicará el sistema energético participante.
De esta forma existe una relación entre la distancia recorrida, la velocidad del recorrido, y el sistema
energético participante. A medida que aumenta la distancia de la prueba disminuye la velocidad de la misma
y el sistema energético utilizado se desplaza del sistema de fosfágeno al de ácido láctico y al aeróbico.

Existe por lo tanto un continuum energético que tiene en un extremo actividades físicas breves, pero de
gran intensidad, en las cuales el sistema de fosfágeno aporta la mayor parte del ATP; en el otro extremo se
encuentran las actividades de larga duración e intensidades bajas suplidas casi exclusivamente por el
sistema aeróbico. En el centro de este continuum se encuentran las actividades físicas que dependen en
gran medida del sistema de ácido láctico para la obtención de energía; aquí se encuentran ubicadas las
actividades físicas que requieren una combinación del metabolismo aeróbico y anaeróbico.

Debido a la gran cantidad de actividades deportivas, cada una de las cuales requiere habilidades y
destrezas particulares, resulta muy difícil examinar cada actividad deportiva en particular para determinar
el sistema energético participante. Por esta razón se ha desarrollado una escala denominada escala del
continuum energético que utiliza el tiempo como común denominador para clasificar las actividades. El
tiempo se define como el período 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 energético (Puig, 1988).

Figura 2.1. Escala del continuum energético.

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La figura de la escala del continuum energético presenta en el centro dos columnas de números encerrados
en dos rectángulos encabezados por las palabras aeróbico y anaeróbico. Estos números representan
valores porcentuales de participación de los sistemas aeróbico y anaeróbico en diferentes actividades
físicas. En los extremos izquierdo y derecho de la figura están listadas una serie de actividades físicas. Por
ejemplo, en el extremo superior derecho está levantamiento de pesas y en el extremo superior derecho
aparece 100 metros planos. De acuerdo a la figura podemos observar que la participación del sistema
aeróbico en el levantamiento de pesas es prácticamente 0%, mientras que la participación del sistema
anaeróbico es de aproximadamente el 100%; así mismo, se puede apreciar que la participación del sistema
aeróbico en la carrera de 100 metros planos es casi del 0% y que la participación del sistema anaeróbico
es casi del 100%.

Podemos apreciar con mayor claridad la estructuración 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 aeróbico participa en el suministro de energía. 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 anaeróbicas, por lo que se puede concluir que el baloncesto no tiene
solamente un componente anaeróbico sino también otro anaeróbico. Otras actividades que se encuentran
dentro de esta misma categoría general incluyen al béisbol, el fútbol, la esgrima, el golf, el tenis, el voleibol,
la lucha, el hockey sobre hielo y otras más.

En otros deportes como las carreras pedestres, la natación, el ciclismo, el esquí, el remo, el patín, el tiempo
de la prueba se refiere principalmente a la duración 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 ó 5 minutos, se agrupa dentro
del continuum energético de la prueba de natación 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 natación de 200 metros y el patinaje de 1.500 metros.

En la figura 2.1 se puede apreciar la participación porcentual de los sistemas aeróbico y anaeróbicos en
diferentes actividades deportivas.

Utilizando el denominador común (tiempo) se puede apreciar en la figura 2.2 el porcentaje de ATP aportado
por los tres sistemas energéticos en relación con el tiempo de la actividad o el desarrollo de potencia.
Cuanto más breve sea el tiempo de una actividad mayor será la potencia requerida por esa actividad y más
rápidos los requerimientos de energía, y viceversa. La figura 2.2 muestra la interacción entre los tres
sistemas energéticos. Por ejemplo, los sistemas de ATP-PC y el aeróbico son imágenes 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
producirá un mejoramiento de la performance.

Si se observa con detenimiento en la figura 2.2 la curva de la relación entre la energía aportada por el
sistema de ácido láctico y el tiempo de la prueba se puede apreciar que durante las actividades de gran
intensidad con tiempos cortos de actuación este sistema contribuye con muy poca energía, si es que aporta
algo. Lo mismo ocurre para las actividades de baja intensidad con tiempos de actuación prolongadas. Sólo
en el caso de actividades situadas entre estos dos extremos el sistema de ácido láctico aporta gran parte
del requerimiento total de ATP.
La explicación de esta diferencia se debe fundamentalmente a dos causas, primero, requiere tiempo activar
el sistema de ácido láctico, esto significa que cuando los tiempos de ejecución de las actividades son
inferiores o iguales a este tiempo de activación, el sistema de ácido láctico aporta escasas cantidades de
energía.
En segundo término, el sistema de ácido láctico limita el tiempo de la ejecución porque sobreviene fatiga
muscular debido a la acumulación de ácido láctico. Por lo tanto, con la finalidad de demorar la fatiga

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provocada por el ácido láctico durante actividades prolongadas, la contribución energética por la vía del
sistema de ácido láctico se debe mantener en un nivel bajo.

Figura 2.2 Interacción de los tres sistemas energéticos. (Bowers y Fox, 1995)

Aunque el concepto de continuum resulta esencial para una buena comprensión de las
interacciones de los sistemas energéticos, no es fácil 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 energéticos que participan en el desarrollo de la mayor parte de
las actividades deportivas. Tal información resulta esencial para el desarrollo de programas adecuados de
entrenamiento.
Se puede dividir el continuum energético de las actividades o pruebas en cuatro áreas de acuerdo con el
tiempo requerido para su ejecución:


Área uno: Incluye todas las actividades que requieren tiempos menores de 30 segundos.
En estas actividades el sistema energético predominante es el del fosfágeno (ATP-PC). Ejemplos
de algunas actividades deportivas encuadradas en ésta área 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 béisbol, las carreras de los delanteros en fútbol.

Área dos: Incluye actividades deportivas que requieren entre 30 segundos y 1,5 minutos (90
segundos); en este caso los sistemas energéticos predominantes son el sistema de ATP-PC y el
de ácido láctico. Ejemplos de actividades deportivas en esta área son: la prueba de natación estilo
libre de 100 metros, las carreras pedestres de 200 y 400 metros, la prueba de patinaje de 500
metros, las pruebas gimnásticas.

Area tres: Incluye actividades deportivas que requieren entre 1,5 y 3 minutos. Aquí participan
también dos sistemas energéticos que son el de ácido láctico y el aeróbico. Las actividades
deportivas de esta área incluyen las carreras pedestres de 800 y 1.500 metros, las pruebas de
natación 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. Aquí
en principal proveedor de ATP es el sistema aeróbico. Ejemplos de actividades que están en esta
área son: el trote, la maratón, las pruebas de campo travieso tanto en carrera como en esquí y
ciclismo, la prueba de natación de 1.500 metros estilo libre.

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