¿Qué es el ejercicio?
El ejercicio es la actividad fisica planificada, estructurada y repetitiva, realizada para mantener o mejorar una forma física, empleando un conjunto de movimientos corporales que se realizan para tal fin.
El ejerciciose distingue en: aeróbico y anaeróbico de acuerdo al tipo de metabolismo muscular (de sustrato) requerido para su realización, en isométrico o isotónico según las características del esfuerzo de la contracción, y desde un enfoque psicopedagógico, se clasifica en deporte de resistencia, de conjunto, de coordinación y arte competitivo, de combate, de fuerza y fuerza rápida.
Aunque las grasas proporcionan más Kcal de energía por gramo que los hidratos de carbono, la oxidación de las grasas requiere más oxígeno que la de los hidratos de carbono. La producción de energía a partir de las grasas es de 5,6 moléculas de ATP por molécula de oxígeno usada, en comparación con la producción por parte de los hidratos de carbono de 6,3 moléculas de ATP por molécula de oxígeno. el aporte de oxígeno se ve limitado por el sistema de transporte del mismo, lo que los hidratos de carbono son el combustible preferido durante la realización de ejercicios de elevada intensidad.
Oxidación de hidratos de carbono durante el ejercicio
La producción oxidativa de ATP abarca tres procesos: El ejercicio es la actividad fisica planificada, estructurada y repetitiva, realizada para mantener o mejorar una forma física, empleando un conjunto de movimientos corporales que se realizan para tal fin.
El ejerciciose distingue en: aeróbico y anaeróbico de acuerdo al tipo de metabolismo muscular (de sustrato) requerido para su realización, en isométrico o isotónico según las características del esfuerzo de la contracción, y desde un enfoque psicopedagógico, se clasifica en deporte de resistencia, de conjunto, de coordinación y arte competitivo, de combate, de fuerza y fuerza rápida.
Aunque las grasas proporcionan más Kcal de energía por gramo que los hidratos de carbono, la oxidación de las grasas requiere más oxígeno que la de los hidratos de carbono. La producción de energía a partir de las grasas es de 5,6 moléculas de ATP por molécula de oxígeno usada, en comparación con la producción por parte de los hidratos de carbono de 6,3 moléculas de ATP por molécula de oxígeno. el aporte de oxígeno se ve limitado por el sistema de transporte del mismo, lo que los hidratos de carbono son el combustible preferido durante la realización de ejercicios de elevada intensidad.
- Glucólisis
- Ciclo de krebs
- cadena de transportes de electrones
Glucólisis:
En el metabolismo de los hidratos de carbono, la glucólisis desempeña un cierto papel en la producción anaeróbica y aeróbica de ATP. El procesos de glucólisis es el mismo tanto si hay oxigeno como si no. La presencia de oxígeno determina solamente el destino del producto final: el ácido pirúvico . Recordemos que la glucólisis anaeróbica produce ácido láctico y solamente 4 moles de ATP por mol de glucógeno. No obstante, en presencia de oxígeno, el ácido pirúvico se convierte en un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA).
Ciclo de Krebs:
Una vez formado, el acetil CoA entra en el ciclo de krebs (ciclo de ácido cítrico), una serie compleja de reacciones químicas que permiten la oxidación completa de acetil CoA. Al final del ciclo de Krebs, se han formado 2 moles de ATP y el sustrato (el compuesto sobre el que actúan las enzimas- en este caso los hidratos de carbono originales-) se ha descompuesto en carbono restante se combina entonces con oxígeno para formar dióxido de carbono. Este CO2 se difunde fácilmente fuera de las células y es transportado por la sangre hasta los pulmones para ser espirado.
Durante la glucólisis, se libera hidrógeno mientras se metaboliza la glucosa, convirtiéndose en ácido pirúvico. Durante el ciclo de Krebs se libera más hidrógeno. Si permanece en el sistema, el interior de la célula se vuelve demasiado ácido.
El ciclo de Krebs va uniendo una serie de reacciones conocidas como la cadena de transporte de electrones. El hidrógeno liberado durante la glucólisis y durante la glucólisis y durante el ciclo de krebs se combina con dos coenzimas: NAD (nicotinamida-adenindinucleótido) y FAD (flavoadenindinucleótido). Éstas llevan los átomos de hidrógeno hacia la cadena de transporte de electrones. Al final de la cadena, el H+ se combina con oxígeno para formar agua, impidiendo así la acidificación.
Los electrones separados del hidrógeno pasan por una serie de reacciones, de aquí el nombre de cadena de transportes de electrones, y finalmente proporcionan energía para la fosforilación de ADP, formando así ATP. Puesto que este proceso precisa oxígeno, recibe la denominación de fosforilación oxidativa.
Oxidación de grasas durante el ejercicio
Las grasas también contribuyen a las necesidades energéticas de los músculos. las reservas de glucógeno en el hígado y en los músculos pueden proporcionar solamente de 1.200 a 2.00 Kcal de energía, pero la grasa almacenada dentro de las fibras musculares y en nuestros células grasas pueden proporcionar entre 70.00 y 75.000 Kcal.
Aunque muchos compuestos químicos se clasifican como grasas, solo los triglicéridos son fuentes energéticas importantes. Los triglicéridos se almacenan en las células grasas y en las fibras musculares esqueléticas. Para usar su energía, los triglicéridos deben descomponerse en sus unidades básicas: una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos libres. Este proceso se llama lipólisis, y lo llevan a cabo unas enzimas conocidas como lipasas. Los ácidos grasos libres (AGL) son la fuente energética principal, por lo que centraremos nuestra atención en ellos.
Aunque muchos compuestos químicos se clasifican como grasas, solo los triglicéridos son fuentes energéticas importantes. Los triglicéridos se almacenan en las células grasas y en las fibras musculares esqueléticas. Para usar su energía, los triglicéridos deben descomponerse en sus unidades básicas: una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos libres. Este proceso se llama lipólisis, y lo llevan a cabo unas enzimas conocidas como lipasas. Los ácidos grasos libres (AGL) son la fuente energética principal, por lo que centraremos nuestra atención en ellos.
Una vez liberados el glicerol, los ácidos grasos libres pueden entrar en la sangre y ser transportados por el cuerpo, entrando en las fibras musculares por difusión. Su ritmo de entrada en las fibras musculares depende del grado de concentración. El aumento de la concentración de ácidos grasos libres en sangre los impulsa hacia las fibras musculares.
Gluconeogénesis y oxidación del lactato durante el ejercicio
Denominamos glucogenólisis al procesos metabólico por el cual se van desprendiendo moléculas de glucosa de polímero glucógeno para ponerlas a disposición de las necesidades celulares. En el caso de hepatocito, la glucogenólisis se activa cuando es necesario que la glucosa almacenada vuelve a salir al torrente sanguíneo para mantener la glucemia. En el caso de la célula muscular muscular, la glucosa entrará en el procesos de la glucólisis para la obtención de energía. Este proceso es dependiente de la actividad de de la enzima fosforilasa, la cual está regulada, como ya hemos visto por varios mecanismos. Un mecanismo hormonal por la concentración sanguínea de adrenalina y la acción del AMPc, de respuesta lenta y que por tanto no justifica la rápida actividad glucolítica al inicio del ejercicio. El otro mecanismo está mediado por la liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico. Se ha sugerido que el efecto de la adrenalina es más importante sobre la glucogenólisis hepática que sobre la muscular. La fosforilasa se inactiva en presencia de concentraciones elevadas de ATP y glucosa-6-P.
Uno de los efectos más característicos del entrenamiento de resistencia es la disminución de la oxidación de los hidratos de carbono durante el ejercicio debido a un descenso de la glucogenólisis. Por otra parte, numerosos estudios sugieren que la tasa de glucogenólisis depende de la cantidad inicial de glucógeno almacenado en la célula muscular, de manera que cuanto mayor sea ésta, mayor será la utilización de glucógeno para la obtención de ATP.
El lactato juega un papel muy importante en el metabolismo energético que contribuye a la utilización completa de los hidratos de carbono de la dieta, así como a la formación de glucosa hepática, imprescindible para el mantenimiento de la glucemia.
Debe quedar claro que el lactato por sí mismo no es el responsable de la fatiga y el agotamiento muscular, ya que en muy diversos eventos deportivos la fatiga aparece con concentraciones bajas de lactato en sangre. el lactato es considerado en la actualidad como un sustrato susceptible de ser oxidado y que permite la movilización de las reservas de glucógeno entre los diferentes tipos de fibras musculares. Además, el lactato actúa como regulador del equilibrio redox celular a través de su conversión a su análogo oxidado, el piruvato, mediante la acción de la lactato deshidrogenasa.
El ácido ℓ-láctico se produce a partir del piruvato a través de la enzima lactato deshidrogenasa (LDH) en procesos de fermentación. El lactato se produce constantemente durante el metabolismo y sobre todo durante el ejercicio, pero no aumenta su concentración hasta que el índice de producción no supere al índice de eliminación de lactato. El índice de eliminación depende de varios factores, como por ejemplo: transportadores monocarboxilatos, concentración de LDH y capacidad oxidativa en los tejidos. La concentración de lactatos en la sangre usualmente es de 1 o 2 mmol/l en reposo, pero puede aumentar hasta 20 mmol/l durante un esfuerzo intenso. El aumento de la concentración de lactatos ocurre generalmente cuando la demanda de energía en tejidos (principalmente musculares) sobrepasa la disponibilidad de oxígeno en sangre. Bajo estas condiciones la piruvato deshidrogenasa no alcanza a convertir el piruvato a acetil~CoA lo suficientemente rápido y el piruvato comienza a acumularse. Esto generalmente inhibiría la glucólisis y reduciría la producción de Adenosín trifosfato (ATP, sirve para acumular energía), si no fuera por que la LDH reduce el piruvato a lactato:
El ácido ℓ-láctico se produce a partir del piruvato a través de la enzima lactato deshidrogenasa (LDH) en procesos de fermentación. El lactato se produce constantemente durante el metabolismo y sobre todo durante el ejercicio, pero no aumenta su concentración hasta que el índice de producción no supere al índice de eliminación de lactato. El índice de eliminación depende de varios factores, como por ejemplo: transportadores monocarboxilatos, concentración de LDH y capacidad oxidativa en los tejidos. La concentración de lactatos en la sangre usualmente es de 1 o 2 mmol/l en reposo, pero puede aumentar hasta 20 mmol/l durante un esfuerzo intenso. El aumento de la concentración de lactatos ocurre generalmente cuando la demanda de energía en tejidos (principalmente musculares) sobrepasa la disponibilidad de oxígeno en sangre. Bajo estas condiciones la piruvato deshidrogenasa no alcanza a convertir el piruvato a acetil~CoA lo suficientemente rápido y el piruvato comienza a acumularse. Esto generalmente inhibiría la glucólisis y reduciría la producción de Adenosín trifosfato (ATP, sirve para acumular energía), si no fuera por que la LDH reduce el piruvato a lactato:
piruvato + NADH + H+ --> lactato + NAD+
El proceso de la producción de lactato es regenerar la dinucleótido adenina nicotinamida (NAD+) necesario para la glucólisis y entonces para que continúe la producción de ATP.
El lactato producido sale de la célula muscular y circula mediante el torrente sanguíneo hasta el hígado, dónde se vuelve a transformar en glucosa por gluconeogénesis. Al ciclo que comprende la glicólisis en la célula muscular y su reciclaje por gluconeogénesis en el hígado se conoce como ciclo de Cori.
El lactato producido sale de la célula muscular y circula mediante el torrente sanguíneo hasta el hígado, dónde se vuelve a transformar en glucosa por gluconeogénesis. Al ciclo que comprende la glicólisis en la célula muscular y su reciclaje por gluconeogénesis en el hígado se conoce como ciclo de Cori.
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