SISTEMAS ENERGETICOS Cada actividad deportiva implica una

SISTEMAS ENERGETICOS
Cada actividad deportiva implica una demanda específica de energía. Por ejemplo las carreras de
velocidad, los saltos y los lanzamientos son actividades de alta potencia que requieren una producción
relativamente elevada durante un periodo bastante breve. La maratón, la natación de larga distancia en
cambio, son actividades que requieren una producción moderada de energía durante un periodo prolongado.
Otras actividades deportivas, como las que se practican en equipo, como el futbol y el hockey, demandan una
mezcla de producción alta y baja de energía.
Estas diferentes demandas de energía se pueden satisfacer porque existen tres formas diferentes
claramente diferentes en las cuales es posible suministrar energía al musculo esquelético. Durante el reposo
el musculo esquelético obtiene unas dos terceras partes de su energía del metabolismo aeróbico de los
ácidos grasos y solo un tercio de ella proviene de los hidratos de carbono. Durante el ejercicio, en cambio, el
glucógeno muscular, la glucosa en sangre y hasta el acido se convierten en las principales fuentes de energía.
Energía
La energía se describe como la capacidad o aptitud para realizar trabajo. En primer lugar se debe
entender que toda la energía disponible en el ser humano deriva del sol a través de la cadena alimenticia (la
energía solar es almacenada en las plantas durante el proceso de fotosíntesis).
Hay dos formas relacionadas directamente con la actividad deportiva. La energía mecánica que está
representada en el tenis con una raqueta que oscila, que puede hacer contacto o no con la pelota, en este
caso hay una transferencia de energía mecánica. De la misma manera, el trabajo mecánico se puede realizar
por aceleración del centro de gravedad del cuerpo en una dirección frontal, como ocurre en una carrera. La
energía asociada con el movimiento se conoce como energía cinética. El trabajo mecánico que se realiza en
virtud de la posición, como un arco tendido o la curvatura de la pértiga en el salto con garrocha, son ejemplos
de energía potencial o almacenada. Tan pronto como se suelte la cuerda del arco o se extiende la pértiga, la
energía potencial se convierte en cinética.
Si bien tradicionalmente no se la considera de esta manera, la energía química puede ser
caracterizada como una fuente de energía potencial. Por ejemplo, en el cuerpo las sustancias alimenticias son
degradadas mediante reacciones químicas con liberación de energía química, la cual a su vez se emplea para
sintetizar otros químicos. Cuando estos compuestos sufren una degradación química, liberan energía química
que es utilizada por los músculos esqueléticos para realizar trabajo mecánico.
Una unidad común para la medición de la energía es la caloría. Una caloría es la cantidad de energía
calórica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en 1°c. Una kilocaloría (Kcal) equivale a
1.000 calorías y corresponde la unidad que se emplea con mayor frecuencia para la descripción del contenido
de energía de los alimentos y los requerimientos energéticos de varias actividades físicas. Por ejemplo una
manzana contiene alrededor de 80 Kcal de energía, mientras que el requerimiento de energía de 1600 metros
de trote es de 90 a 120 Kcal. Por lo tanto, es posible comparar en una escala común las fuentes de energía
(alimento) y la producción de energía (actividad). Por ejemplo, el trote a una velocidad de 8,5 minutos por
1600 metros (7mph) exige alrededor de 13 Kcal por minuto para una persona de 70 kg. Por consiguiente, es
este caso, el trote de 30 minutos utilizaría aproximadamente 390 Kcal de energía. ¡Un trozo de pastel puede
contener entre 275 y 345 Kcal! ¡Una hamburguesa con todos los aditamentos en un lugar de comidas rápidas
puede tener 600 a 900 Kcal!
Trabajo
En forma cuantitativa, el trabajo mecánico (T) es igual al producto de la fuerza (F) que actúa a lo largo
de una distancia (D). Expresado en forma matemática: T = F x D
A modo de ejemplo, si una persona pesa 70 kg (fuerza) y sube por una escalera de 2 m de altura
(distancia), habrá un trabajo mecánico de 70 kg x 2 m= 140 kg-m. La energía y el trabajo tienen unidades de
medidas equivalentes. 1 Kcal equivale a 426,4 kg-m. Por consiguiente, en nuestro ejemplo 140 kg-m de
trabajo es igual a 0,33 Kcal de energía útil.
Es necesario señalar que es posible gastar energía sin demostrar un trabajo mecánico ponderable. Por
ejemplo, sostener un peso a la distancia de un brazo requiere energía, pero no necesita realizar trabajo
mecánico mientras el peso se mantenga estacionario.
Potencia
La potencia (P) equivale al trabajo (T) realizado por unidad de tiempo (t), es decir: P = (F x D)/t
De nuestro ejemplo anterior de subir la escalera, si una persona sube la totalidad de los escalones en
3 segundos (t) habrá generado una potencia de (70 kg x 2 m)/ 3 seg = 46,6 kg-m/seg. Si lo hiciera en 1
segundo la potencia seria (70kg x 2 m) /1 seg= 140 kg-m/seg.
La importancia de la potencia en atletismo se puede apreciar con facilidad. En la mayor parte de las
actividades deportivas, la mayor energía producida en el menor tiempo posible representa un factor primordial
para un rendimiento exitoso (carreras, saltos, lanzamientos, etc.)
Sistemas Energéticos
El ATP (adenosintrifosfato) es la forma de energía química de utilización inmediata para la actividad
muscular (por inmediato significa que cuando la energía es liberada del ATP una porción de esa energía va
directamente a facilitar la contracción muscular).
El ATP está constituido por un gran grupo de moléculas, las que en conjunto reciben el nombre de
adenosina (que contienen los compuestos adenina y ribosa) y tres componentes más simples llamados
fosfato. Las conexiones entre los dos grupos fosfatos terminales se denominan enlaces de alta energía
(almacenan un nivel alto de energía química potencial)
Grupo fosfato
Molécula de ATP
Cuando el enlace fosfato terminal sufre una ruptura química, se libera energía, lo cual permite que la
célula realice trabajo.
Degradación del ATP
La clase de trabajo realizado por la celular depende de su tipo. Por ejemplo las células musculares
(músculos liso, esquelético y cardiaco) ejecutan trabajo mecánico (contracción). Las células nerviosas
efectúan la conducción de los impulsos nerviosos. Las células secretoras (endocrinas) tienen a su cargo la
secreción y así sucesivamente. Todo el trabajo “biológico” efectuado por cualquier célula requiere la energía
inmediata que se libera en el cuerpo por la degradación del ATP.
Se calcula que la cantidad de energía liberada en el organismo por mol de ATP equivale a 7 a 12 kcal.
Un mol es una cantidad dada de un compuesto químico en peso, el peso depende del número y la clase de
átomos que constituyen el compuesto.
Principio de las reacciones acopladas
Como al degradarse el ATP se libera energía, no debe resultar demasiado sorprenderte que se
requiera energía para reconstruir o resintetizar ATP. Los “ladrillos” utilizados para la síntesis del ATP se
encuentran entre sus productos, adonosindifosfato (ADP) y fosfato inorgánico (P i)
La energía para resintetizar el ATP proviene de tres series diferentes reacciones químicas que se
producen en el organismo. Dos de las tres dependen del alimento ingerido, mientras que la otra depende de
un compuesto químico llamado fosfocreatina (FC) que se almacena en las células musculares.
Las distintas reacciones están vinculadas funcionalmente de tal manera que la energía liberada por
una es siempre utilizada por la otra (reacciones acopladas).
ADP + P i
ATP
Síntesis del ATP por reacciones acopladas
Metabolismo aeróbico y anaeróbico
El término metabolismo se refiere a la totalidad de las reacciones químicas que tienen lugar en el
organismo.
El metabolismo aeróbico se refiere a una serie de reacciones químicas que conducen a una
degradación completa de los hidratos de carbonos y grasas en dióxido que carbono, agua y energía en
presencia de oxigeno (este proceso también se denomina oxidación y tiene lugar en las mitocondrias). Por
otra parte, el metabolismo anaeróbico se refiere a una serie de reacciones químicas cuyo resultado es una
degradación parcial de hidratos de carbono a un compuesto “intermediario” y pequeñas cantidades de energía
sin oxigeno.
Hay interacciones entre los procesos aeróbicos y anaeróbicos que proveen de energía para la
producción y resíntesis de ATP. Y existen tres series de reacciones que llevan a la síntesis de ATP. Dos
series son anaeróbicas (sistema ATP-PC o anaeróbico aláctico y sistema del acido láctico o glucolítico
anaeróbico) mientras que la tercera es aeróbica (sistema aeróbico).
En la realidad las tres fuentes participan simultáneamente, fenómeno denominado continuo
energético, cuando se habla de utilización de un sistema u otro se habla de prevalencia de un sistema en el
aporte energético de determina actividad. ¿Qué determina que prevalezca un sistema u otro? Entre otras
causas el tiempo de duración de un ejercicio, su intensidad, su volumen, los sustratos almacenados, la
velocidad de liberación de energía, etc.
Características Generales de los Sistemas Energéticos
Características
Sistema ATP-PC
Sistema del Acido láctico
Sistema Aeróbico
Necesidad de oxigeno
Anaeróbico
Anaeróbico
Aeróbico
Velocidad de
producción de ATP
Muy rápida
Rápida
Lenta
Combustible químico: PC
Combustible alimenticio:
glucógeno
Combustibles alimenticios:
glucógeno (glucosa),
grasas, proteínas (muy
poco si es que participan)
Capacidad para la
producción de ATP
Muy limitada
Limitada
Ilimitada
Capacidad para
resistencia
Baja
Baja
Alta
Producción de potencia
Muy alta
Alta
Moderada a baja
Fuente principal para
actividades que tienen
una duración de 1 a 3-4
minutos
Fuentes para actividades
de resistencia
Tipos de actividades
Usados en actividades
con producción explosiva
de alta potencia (por
ejemplo: carreras rápidas,
saltos, lanzamientos)
Fuente de energía
Otras
Reservas musculares
limitadas
Producto: acido láctico
(asociado con el
comienzo de la fatiga
muscular)
No hay subproductos que
originen fatiga