cantidades de ATP. Para que los niveles de ATP se mantengan altos, a partir de los primeros segundos de ejercicio intenso deben predominar otras vías metabólicas. Estas vías incluyen los procesos aeróbico (oxidativo) y anaeróbico (glucolítico).
2. Metabolismo aeróbico (oxidativo). La resintetización del ATP a través de procesos aeróbicos implica la combustión de un combustible en la célula muscular en presencia de oxígeno. Este combustible puede venir de fuentes que estén en el músculo (ácidos grasos libres y glucógeno) o fuera del mismo (ácidos grasos libres del tejido adiposo y glucosa del hígado. Para que el metabolismo aeróbico contribuya de forma significativa, tiene que haber un abastecimiento adecuado de oxígeno a la mitocondria de las células musculares. Puesto que el oxígeno viene de la atmósfera, los procesos respiratorio y cardiovascular deben absorber y transportar cantidades de oxígeno importantes. Los productos derivados del metabolismo aeróbico son agua y dióxido de carbono. Mientras que el agua queda parcialmente retenida dentro del cuerpo para ayudar al mantenimiento de la homeostasia, el dióxido de carbono es eliminado y devuelto a la atmósfera.
3. Glucólisis anaeróbica. La resintetización de ATP por medio de la glucólisis anaeróbica implica la transformación de hidrato de carbono (principalmente glucógeno muscular) en ácido láctico. Esta fuente de ATP se denomina anaeróbica láctica porque no utiliza oxígeno y forma ácido láctico. A pesar de que a través de esta vía energética se pueden regenerar grandes cantidades de ATP por unidad de tiempo, los procesos glucolíticos no permiten que una contracción continúe durante un período prolongado. El alto grado de acidosis resultante de la acumulación de ácido láctico, el ritmo rápido de depleción de glucógeno, o ambos, acaban por forzar una reducción de la intensidad de trabajo.
En resumen, la medición del potencial energético de un músculo implica la medición de tres procesos metabólicos diferentes que conforman las bases de la regeneración de ATP en el ejercicio. Estos procesos utilizan mecanismos anaeróbicos (glucolíticos y compuestos de fosfato de alta energía) y aeróbicos (oxígeno).
Hay que hacer una distinción entre la capacidad y la potencia de cada uno de estos sistemas de energía. La cantidad total de ATP producida por un sistema determinado hace referencia a la capacidad de ese sistema. La cantidad máxima de ATP producida por unidad de tiempo se denomina potencia del sistema. En teoría, para llevar a cabo una evaluación exhaustiva del potencial energético de un músculo hay que medir seis componentes. Estos componentes son la capacidad y la potencia de cada uno de los tres procesos del metabolismo energético.
Utilización de los sistemas de energía durante el ejercicio
Los tres sistemas de energía no operan de forma independiente durante el ejercicio sino que trabajan unidos para alterar el suministro de ATP y hacer frente a las necesidades energéticas del músculo. Los tres procesos tienen lugar al mismo tiempo; sin embargo, la proporción de ATP suministrado por medio de cada uno de estos procesos varía de acuerdo con la intensidad y duración del ejercicio (Ilustración 2.4).
En condiciones normales, durante el reposo, la mayor parte del ATP del músculo esquelético se regenera a través de procesos aeróbicos a un ritmo igual al de su utilización. Un aumento rápido de la intensidad del ejercicio se contrarresta por medio de una aceleración del ritmo de generación aláctica de ATP (principalmente CP) y de la glucólisis anaeróbica (generación láctica de ATP) y viene seguido de una aceleración más gradual del metabolismo aeróbico. Si el ritmo de utilización de ATP puede llegar a igualarse al de la regeneración aeróbica, las aportaciones de los otros dos sistemas se verán reducidas de forma proporcional, lo que dará como resultado unos niveles relativamente estables de lactato en el músculo y en el plasma. No obstante, si la intensidad de la actividad es extremadamente alta, los sistemas anaeróbicos seguirán siendo las fuentes principales de ATP porque la capacidad máxima de los procesos aeróbicos para suministrar ATP está muy por debajo de las demandas energéticas del músculo.
Ilustración 2.4. Relaciones secuencial y cuantitativa de los procesos bioquímicos de abastecimiento de energía en el músculo esquelético humano. La duración del ejercicio aparece en escala logarítmica y las respuestas energéticas están calculadas en base a los resultados obtenidos por deportistas de élite en las diferentes actividades escogidas. Nota. De «Energy Stores and Substrate Utilization in Muscle During Exercise» de H. Howald, G. von Glutz y R. Billeter. En The Third International Symposium on Biochemistry of Exercise (pp. 75-86) de F. Landry y W. A. R. Orban (Eds.), 1978, Miami, FL: Symposium Specialists. Reimpresión autorizada por F. Landry.
La aportación de las diversas fuentes de energía durante el período de actividad máxima está representada en la Ilustración 2.4 y en el Cuadro 2.1. A medida que aumenta la duración de la actividad, el rendimiento del músculo y por lo tanto la energía utilizada por el músculo disminuyen con rapidez. Durante períodos de trabajo cortos (de menos de 2 min.), cuando la utilización de ATP es alta, la fuente de energía es principalmente anaeróbica. A medida que se alarga el período de ejercicio, las fuentes aeróbicas aumentan su aportación porque la vía oxidativa ha sido acelerada hasta su potencial máximo y la utilización de energía del músculo se ha reducido de forma significativa.
| Principales sistemas de energía | Tiempos de trabajo | Actividades físicas |
| ATP y CP | Menos de 20 s | Lanzamiento de peso, 100 m lisos, robar una base (béisbol), golpes en golf y tenis, carreras en fútbol americano |
| ATP, CP y glucólisis anaeróbica (ácido láctico) | Entre 30 y 90 s | Esprints de 200-400 m, patinaje de velocidad, 100 m (natación) |
| Glucólisis anaeróbica (ácido láctico) y aeróbica | Entre 90 s y unos minutos | Carrera de 800 m, pruebas de gimnasia, boxeo (asaltos de 3 m), lucha libre (períodos de 2 min) |
| Aeróbica | Más de unos minutos | Fútbol y lacrosse (excepto los porteros), esquí de fondo, maratón, jogging Nota. Adaptación de Fox (1979) |
Cuadro 2.1. Sistemas de abastecimiento de energía en términos de tiempo de rendimiento y actividades físicas
Por lo tanto, la mayor parte de las pruebas que están diseñadas para medir las características del sistema de energía dependen del tiempo. Se da por supuesto que utilizando pruebas de distinta duración se maximiza la aportación de una fuente de energía determinada minimizando el efecto de las otras. Por consiguiente, el rendimiento medido debe reflejar el potencial del sistema de energía en cuestión.
Limitaciones de las pruebas utilizadas para determinar el potencial de energía
Las pruebas que se utilizan para medir el potencial de energía están basadas en protocolos diseñados para maximizar la aportación de una vía determinada para la resintetización de ATP al mismo tiempo que minimiza la aportación de otras vías. Las pruebas de potencia aeróbica pueden estar basadas en los criterios de rendimiento o en una medición directa de la potencia aeróbica. Las pruebas de rendimiento utilizan protocolos en los que el sistema aeróbico aporta más del 90% del ATP utilizado durante la actividad. Por consiguiente, se supone que el trabajo realizado está controlado directamente por el ritmo al que el ATP puede ser regenerado a través de procesos aeróbicos. Por tanto, un individuo que sea capaz de producir una cantidad de trabajo elevada tendrá una potencia aeróbica altísima. Aunque en algunas ocasiones las pruebas de rendimiento para la medición del potencial aeróbico son útiles, no suelen utilizarse para evaluar a deportistas de élite porque existen métodos más directos y exactos. Una medición adecuada de la potencia aeróbica puede llevarse a cabo determinando el
