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El metabolismo de carbohidratos, proteínas y lípidos

Hay 3 sistemas energéticos que ayudan a los procesos de generación de ATP para la realización de ejercicios.

Publicado: 19/06/2010

Toda máquina que se aprecia a realizar movimientos mecánicos, necesita de algún tipo de energía química, el coche para que se mueva necesita de una reacción química de quema del combustible para que el motor funcione, un barco necesita que sus calderas sean abastecidas con hulla, de entre otras maquinas, que en materia de energía no se difieren del cuerpo humano. En realidad funcionamos como máquinas cuando nos referimos al movimiento; somos una máquina mecánica, y para que se realicen procesos mecánicos, es necesario que antes sean desencadenados procesos químicos en nuestro organismo, y estos procesos químicos son lo que llamamos de metabolismo.

El metabolismo es el conjunto de transformaciones que las sustancias químicas sufren en el interior de los organismos vivos. Estas reacciones son responsables por los procesos de síntesis y degradación de los nutrientes en la célula y constituyen la base de la vida, permitiendo el crecimiento y reproducción de las células, manteniendo sus estructuras y adecuando respuestas a sus ambientes.

Las reacciones químicas del metabolismo están organizadas en vías metabólicas, que son secuencias de reacciones en que el producto de una reacción es utilizado como reactivo en la reacción siguiente.

El anabolismo y el catabolismo

  • Las reacciones anabólicas, o reacciones de síntesis, son reacciones químicas que producen nueva materia orgánica en los seres vivos. Se sintetizan nuevos compuestos (moléculas más complejas) a partir de moléculas simples (con consumo de ATP).
  • Las reacciones catabólicas, o reacciones de descomposición/degradación, son reacciones químicas que producen grandes cantidades de energía libre (bajo la forma de ATP) a partir de la descomposición o degradación de moléculas más complejas (materia orgánica).
  • Cuando el catabolismo supera en actividad al anabolismo, el organismo pierde peso, lo que acontece en períodos en ayunas, debilidad nutricional para realizar actividades, entrenamientos, o durante una enfermedad;
  • Si el anabolismo supera al catabolismo, el organismo crece en músculos o gana peso.

Si ambos procesos están en equilibrio, el organismo se encuentra en equilibrio dinámico o homeostasis.

El principal combustible para las reacciones metabólicas energéticas es lo que denominamos de ATP ( Adenosina Trifosfato); esa molécula de ATP es la que va a suministrarnos energía para que se produzcan las reacciones mecánicas en nuestro cuerpo. El mecanismo de acción del ATP funciona por degradación de una de las moléculas de FOSFATO (P) degradación que es realizada por una enzima, la "ATPasa".

Los carbohidratos, lípidos y proteínas

Esos 3 sustratos además de las fibras, vitaminas y sales minerales son a la base de nuestra dieta calórica, sin embargo cada uno con su importancia.

La moneda de energía de nuestro cuerpo es el ATP, el cuerpo humano tiene como fuente de ATP, 3 vías metabólicas, la primera de ellas es la que llamamos de ATP-CP o ciclo de los fosfágenos.

Proceso 1 - Ciclo ATP-CP

En esta vía metabólica la principal característica y la obtención de energía e a través de una reacción química rápida.

Dentro de nuestra musculatura existen moléculas de un compuesto químico que denominamos CREATINA FOSFATO (CP) o Fosfocreatina (PC); la creatina fosfato es responsable de suministrar energía en las ejecuciones de movimientos explosivos que duran alrededor de 3 a 15 segundos.

Una molécula de ATP se degrada formando el ADP, esa molécula de fosfato que salió del compuesto ATP, generó energía pro-movimiento, es así que el ATP necesita recomponerse. Entonces de manera rápida actúa la CP; la enzima creatinaquinasa que se responsabiliza por degradar la molécula de fosfato de la CP y suministrarla al ADP formando entonces así un nuevo ATP, y ese ciclo es continúo hasta que las reservas de CP en el músculo se agoten, allí el organismo vuelva a producirlas lo que lleva alrededor de 40 a 60 segundos. Es aquí en donde entra en respuesta el tan debatido intervalo de descanso en la hipertrofia, y son las moléculas de CP las que suministran energía para los ejercicios de Fuerza Máxima o Fuerza Rápida. Pero como vimos ellas se agotan y duran solamente 15 segundos.

Proceso 2 - Anaerobio ( Proceso Glicolítico )

Justo después de estos 15 segundos de esfuerzo el cuerpo se ve obligado a buscar energía para la continuidad de la ejecución mecánica, y realiza la búsqueda en la segunda vía metabólica energética de que es el proceso glicolítico (anaerobia), en esta segunda vía metabólica los principales proveedores de energía serán las moléculas de glucosa, y glucógeno muscular y hepático, sin embargo, la glucosa no entra directamente en el cuerpo; primero es metabolizada antes de volverse glucosa. Los carbohidratos actúan como agente que nos suministra el producto final de glucosa en esta fase.

Los carbohidratos de entre los 3 sustratos es el máximo responsable por el stock energético del cuerpo humano. Tras entrar en el cuerpo los carbohidratos son metabolizados y cada gramo de carbohidratos forma 2 moléculas de glucosa o 3 moléculas de glucógeno; la glucosa es la fuente de "energía de urgencia" y es usada rápidamente por el cuerpo, mientras que el glucógeno funciona como fuente de reserva para que después de ser metabolizado en glucosa, suministre energía y quede almacenado tanto en los músculos como en el hígado.

Cada gramo de carbohidrato nos suministra aproximadamente 4 kcal y tras ser metabolizado en glucosa o glucógeno, estos dos polímeros serán nuevamente metabolizados y formarán lo que llamamos de PIRUVATO o ÁCIDO PIRUVICO, y para que ocurra esta reacción el cuerpo no usa oxígeno para la combustión por ello llamamos vía ANAEROBIA.

Así como en el sistema ATP-CP, el piruvato será metabolizado su resultado es el LACTATO o ÁCIDO LÁCTICO, este producto final de la degradación anaerobia se distribuirá por el cuerpo y será el precursor de las señales de fatiga, cuanto más lactato haya, habrá mayor hiper-acidez. Y una mayor fatiga, hace que haya menor disposición para hacer el ejercicio (aquí está la respuesta del porque no se hace 100 repeticiones en una serie) recordando que el sustrato priorizado para esa reacción es el CARBOHIDRATO. Los lípidos y grasa no suministran energía en ese proceso.

Proceso 3- Aerobio

La aerobiosis se refiere a un proceso bioquímico que representa la forma más eficaz de obtener energía a partir de nutrientes como la glucosa, en la presencia obligatoria de oxígeno. Es decir, el proceso anerobio viene de la "respiración celular"; las mitocondrias presentes en sus células serán las principales estrellas de ese proceso.

El proceso aerobio de obtención de energía se de por el metabolismo de carbohidratos primeramente y de lípidos posteriormente, en donde las proteínas son usadas en este proceso solamente en situación de urgencia.

Recordemos que en los primeros 15 segundos de actividad el cuerpo adquiere energía para realización del movimiento proveniente del sistema ATP-CP, justo después de estos 15 segundos, las moléculas de Creatina-Fosfato se agotan y el cuerpo búsca energía en las moléculas de GLUCOSA, por el proceso anaerobio láctico, proceso que durará como máximo 3 minutos en función de la hiperacidez. El lactato deberá ser removido del cuerpo por la enzima denominada LACTATODESIDROGENASA y ese proceso dura entre 40 a 60 minutos. En ciertas ocasiones se piensa que el dolor muscular del día siguiente son provenientes de ácido láctico, lo que está fuera de lugar.

Tras estos 3 minutos el cuerpo ya no tiene como soportar la producción de ácido láctico y mueve el piruvato de sistema anaerobio, que producirá un grupo ACETIL que se vincula con la COENZIMA A, formando ACETILCoa, sustancia que será la clave para lo que denominamos el CICLO DEL ÁCIDO TRICARBOLIXICO o ACÍDO CITRICO, el famoso CICLO DE KREBS que ocurrirá dentro de la mitocondria, responsable por la respiración celular

Loos CARBOHIDRATOS son la principal fuente de energía del cuerpo y no se cansa de usarlos hasta que las reservas decaigan mucho y el cuerpo entre en estado de alerta necesitando de una nueva fuente de energía mucho más eficiente para que sean restablecidos los niveles de GLUCÓGENO y GLUCOSA. Esta fuente serán los LIPIDOS, responsables por la producción de 9 kcal de energía por cado grama de grasas, mas que el doble de la capacidad de los carbohidratos.

Tras la reducción de las reservas de glucosa y glucógeno proveniente de los CARBOHIDRATOS, el cuerpo utiliza los lípidos, que a través de uno proceso denominado BETA-OXIDACIÓN formarán ACETILCoa e ingresarán en el CICLO DE KREBS que tendrá como producto final... Agua, CO2 y 38 a 39 moléculas de ATP.

  • Cuando se está quemando las moléculas de grasas, el cuerpo pausa la degradación de las reservas energéticas y lleva dos veces más tiempo para agotarse, eso acontece justamente porque los lípidos suministran más de dos veces la cantidad de energía de los carbohidratos.
  • Si en 1 minuto se quema 1 gramo de carbohidrato, llevará aproximadamente 2 minutos y 15 segundos quemar un gramo de grasas, y en ese medio tiempo ya se habrá quemado 2.5 gramos de carbohidratos, convirtiendo al organismo en un mecanismo perfecto.

Tras la entrada en el CICLO DE KREBS, el cuerpo no prioriza más ninguna vía energética, siendo el último proceso de obtención de energía para el cuerpo y como vimos él no produce algunas moléculas de ATP como en los sistemas anaerobios; él produce de 38 a 39 moléculas por moléculas de glucosa, es ahi que se nota la importancia del oxígeno o de una buena práctica de respiración en el ejercicio.


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