Sistema de Aporte de Energía
La energía se almacena en los alimentos en forma de H-C, grasas y proteínas, que pueden descomponerse en nuestras células para liberar energía acumulada. Los alimentos aportan bioelementos para:
- Atender las necesidades energéticas y de construcción de nuevas estructuras
- Degradación del calor
- Trabajos mecánicos y celulares
El valor nutritivo de los alimentos se valora en función del calor liberado en su combustión. La unidad calórica es la caloría: cantidad de calor necesaria para aumentar un grado a un gramo de agua. 1 kcal = 1000 calorías.
Fuentes de Energía: Hidratos, Grasas y Proteínas
Hidratos de carbono (se pueden quemar en ausencia de O2): 4 kcal/g. Las grasas aportan 9 kcal/g, pero la energía de los hidratos es más accesible. Las proteínas aportan 5 kcal/g, aunque su función principal es plástica y raramente se queman.
La energía de los alimentos no se transfiere directamente a las células, sino que se libera y se canaliza en ATP (adenosín trifosfato), formada por adenina, ribosa y fosfato. El ATP se hidroliza en ADP (adenosín difosfato).
Fosfocreatina (PC) y Regeneración de ATP
Nuestras células tienen otra molécula de fosfato llamada fosfocreatina o PC. La energía liberada por la descomposición del PC no se usa directamente, sino que reconstruye el ATP. Esta vía de regeneración del ATP se denomina anaeróbica aláctica, no requiere de oxígeno y no produce ácido láctico. Esta vía es usada en deportes de fuerza y explosivos (produce mucha energía pero dura muy poco tiempo). El potencial para reponer ATP es grande, pero las reservas son pocas. Durante los primeros segundos de actividad muscular, el ATP se mantiene a un nivel uniforme, mientras que el PC se declina ya que se usa para reponer el ATP. Nuestras reservas de ATP y PC pueden mantener las necesidades de energía de los músculos tan solo de 3 a 15 segundos.
Vías de Reposición de ATP
Hay dos formas de reponer el ATP que se va gastando:
- Vía aeróbica: Necesita oxígeno para producir energía; produce mucho ATP, pero de forma lenta; se usa en actividades de resistencia.
- Vía anaeróbica: No necesita oxígeno; repone el ATP de forma muy rápida, por esto no puede alargarse mucho en el tiempo; en deportes de fuerza, intensidad y potencia.
Proceso Oxidativo de los Principios Inmediatos
El proceso oxidativo de los principios inmediatos es común:
- 1ª etapa: Sustancias de reserva (glucógeno, triglicéridos y proteínas) se degradan hasta sus unidades estructurales: glucosa, grasas y aminoácidos.
- 2ª etapa: En esta etapa se pone en marcha el ciclo de Krebs. A través de un conjunto de reacciones se obtiene CO2 y H2 que se une al O2 en la cadena respiratoria mitocondrial formando H2O con liberación de energía química (ATP).
Combustible Muscular: Hidratos de Carbono (Glucosa)
La glucosa se almacena en el hígado y en el músculo en forma de glucógeno. Cuando es necesario, se reconvierte en glucosa. La glucosa es oxidada con o sin oxígeno:
- Glucólisis anaeróbica: La oxidación es parcial con formación de lactato, produce 2 ATP, se hace de forma rápida y se emplea en actividades de corta duración (3 / 4 min.) y alta intensidad (no máxima).
- Glucólisis aeróbica: El piruvato ingresa en la mitocondria y se convierte en acetil-CoA, que pone en marcha el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria mitocondrial. La oxidación es completa hasta CO2 y H2O, produce 38 ATP, el ATP se produce de manera más lenta, la intensidad de la actividad será baja y de larga duración (ciclismo, etc.).
Combustible Muscular: Ácidos Grasos
Los ácidos grasos se almacenan en forma de triglicéridos en los tejidos de reserva grasa y en el músculo. Cuando es necesario, son hidrolizados, por lipólisis, en glicerina y ácidos grasos. Estos son transportados por la sangre, siguiendo la vía aeróbica de beta-oxidación.
Para poder atravesar la membrana mitocondrial, el ácido graso ha de unirse a la carnitina.
En el interior de la mitocondria, los ácidos grasos se fraccionan en acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria mitocondrial. La oxidación es completa hasta CO2 y H2O como producto final y una elevada capacidad de ATP (136 ATP en algunos ácidos).
No existe oxidación anaeróbica de los ácidos grasos.
Combustible Muscular: Proteínas
Los aminoácidos pueden ser oxidados. Las proteínas que han sufrido un desgaste son convertidos en aminoácidos (proteólisis), que pasan a la sangre, o en caso de las proteínas, se quedan en el músculo.
Para que los aminoácidos sean metabolizados se necesita su desaminación, que permite eliminar el grupo amino (NH2) como amoniaco (NH3). Es notablemente tóxico y se elimina mediante la formación de urea (NH4).