No te quedes sin energía. La bioenergética – Parte II

En el anterior artículo explicamos que es el ATP y para qué sirve, en este artículo vamos a entrar en el detalle de como nuestro metabolismo es capaz de “recargar estas cápsulas de energía”, de que sustratos energéticos disponemos y cuando utilizamos cada uno.

En primer lugar, veamos cómo se “recarga” el ATP

Bien, ya sabemos que el ATP es la “moneda de intercambio energético” que nuestro cuerpo utiliza. También sabemos que el ATP como tal no se puede almacenar. Pero si nos paramos a pensar, nosotros podemos realizar actividades aunque no hayamos ingerido alimentos, de hecho, podemos llegar a vivir más de 40 días sin consumir absolutamente nada de comida…así que, sin duda la evolución ha encontrado algún método de almacenar esa energía para poder utilizarla cuando la necesitamos ¡sino no estaríamos aquí!

Y es aquí donde viene lo realmente interesante, nuestro organismo viene de serie con más de una vía para almacenar esta energía, concretamente disponemos de 3 tipos de “combustible”, lo que se conocen como los sustratos metabólicos:

Fosfágenos de alta energía
Glucolítico
Oxidativo

1. Fosfágenos de alta energía

Cuando realizamos acciones de muy alta intensidad y muy poco tiempo el sustrato energético que usamos son los fosfágenos de alta energía.

En nuestros músculos se almacena Fosfocreatina (PCr), que al combinarse con una molécula de ADP da como resultado ATP más una molécula de creatina (Cr), este proceso es catalizado por una enzima que llama Creatincinasa. A su vez las moléculas de ATP liberan energía en una reacción que es catalizada por la enzima ATPasa.

Es una vía energética que se puede desarrollar con o sin oxígeno, en el interior de la célula y se realiza fuera de las mitocondrias (las “centrales de energía” de las células).

Este sistema genera energía a un ritmo muy rápido, sin embargo, las reservas musculares de PCr son muy pequeñas y éstas se agotan muy rápidamente, en un máximo de unos 8 segundos se habrán agotado, con lo cual nos fatigaremos y nuestro metabolismo deberá recurrir a otro sistema para obtener el ATP necesario.

Este sustrato se utiliza cuando realizamos ejercicios explosivos, de alta intensidad y corta duración, como en levantamientos con pesos cercanos a nuestro 1RM o al correr un sprint de 100 metros, es decir, momentos en los que nuestro cuerpo necesita mucha energía y de forma muy rápida.

2. Glucolítico

Esta vía metabólica utiliza como sustrato el glucógeno o la glucosa en sangre. El glucógeno es un polisacárido de reserva energética, se trata de una cadena de moléculas de glucosa, la cual se almacena en nuestros músculos y en el hígado.

La cantidad de glucógeno almacenado oscila entre 300 y 400 gr. en el músculo y entre unos 70 y 100 gr. en el hígado.

Esta vía metabólicas se puede dar en presencia o en ausencia de oxígeno (celular), por tanto da lugar a dos procesos diferentes:

2.1 Glucólisis anaeróbica

Es el proceso que nos permite obtener energía a partir de la glucosa en ausencia de oxígeno. También conocida como “glucólisis rápida”. Un esquema simplificado del proceso sería:

El glucógeno hepático o muscular mediante un proceso conocido como glucogenólosis se transforma en glucosa, la glucosa a su vez se transforma en Piruvato por medio de la glucólisis. En ausencia de oxígeno este piruvato pasa a ácido láctico generando dos moléculas de ATP, a su vez el ácido láctico se convierte en lactato mediante sistemas de estabilización en el músculo y sangre y el lactato se puede transformar de nuevo en glucosa mediante la gluconeogénesis.

La limitación de este sistema, es que al prolongar el esfuerzo en el tiempo se va generando, además de ATP, ácido láctico, llegando el momento en que nuestro metabolismo no tiene la capacidad suficiente para convertir todo el lactato acumulado en glucosa, para iniciar el ciclo nuevamente (este proceso es conocido como Ciclo de Cori), esta acumulación de ácido láctico produce acidosis en el musculo que provoca fatiga muscular. Mediante este sistema podemos obtener energía por un tiempo aproximado de 2 minutos.

2.2 Glucólisis aeróbica

En este caso el proceso se realizará en presencia de oxígeno celular y en el interior de las mitocondrias, por eso se conoce como glucólisis aeróbica o también como “glucólisis lenta”.

Al igual que en el caso anterior partimos del glucógeno muscular o hepático hasta llegar a piruvato, pero en este caso será una reacción en presencia de oxígeno y en lugar de obtener ácido láctico se va a producir Acetyl-CoA, esta Acetyl-CoA entra directamente al ciclo de Krebs en el interior de la mitocondria obteniéndose ATP, CO2 e hidrógeno.

Es un sistema de obtención de energía mucho más eficiente que los anteriores, el problema es que se necesita oxígeno, lo cual no es posible en actividades de muy alta intensidad, sin embargo, es el sistema perfecto para momentos en los que la intensidad sea baja o moderada y prolongados en el tiempo, por ejemplo, el correr a ritmo ligero.

Este proceso se conoce como “Respiración aeróbica”.

En la imagen representamos un esquema muy simplificado de la glucólisis aeróbica y anaeróbica, por simplicidad no aparecen los compuestos intermedios ni tampoco las cadenas de transporte de electrones, las cuales permiten refosforilar el ADP en ATP (NADH y PADH):

3. Oxidativo

Es el proceso metabólico que utiliza la energía proveniente de la oxidación de nutrientes. El sistema oxidativo es la fuente primaria de ATP cuando estamos en reposo y durante actividades aeróbicas. Los sustratos utilizados por este sistema son los hidratos de carbono, las grasas y en menor medida las proteínas. De forma aproximada podemos decir que, mientras realizamos actividades ligeras, el 70% de la energía proviene de las grasas y el 30% de los hidratos de carbono.

3.1 Hidratos de carbono

El sistema oxidativo de los hidratos de carbono es el que hemos descrito anteriormente como glucólisis aeróbica.

3.2 Ácidos grasos libres, la lipólisis

Los triglicéridos son la reserva de energía más importante ¡con muchísima diferencia!, de la que dispone nuestro organismo, almacenamos grandísimas cantidades de energía en nuestros adipocitos a diferencia de la fosfocreatina que podemos acumular para unos pocos segundos o el glucógeno para algunos minutos (entre 350 y 500 gr., lo cual equivale a unas 2000 kcal),. Para poder entenderlo mejor, una persona de 70 kg de peso corporal y un porcentaje de grasa de un 12% (la gran mayoría de la población está muy por encima de este porcentaje) almacena 8,4 kg de grasa (70 x 12/100 = 8,4), cada gramo de grasa corporal contiene más de 7 kcal de energía por tanto estaríamos hablando de más de 58.000 kcal de energía almacenada en forma de grasa. Esto sería energía suficiente para poder realizar todas las actividades diarias por más de 20 días (contando un consumo de unas 2500 kcal/día).

En esta vía metabólica el sustrato energético utilizado son los triglicéridos, los cuales están formados por tres ácidos grasos (de ahí el nombre de tri-glicéridos) y un glicerol. La enzima lipasa sensible a hormonas convierte los triglicéridos en ácidos grasos, los cuales a través de la beta oxidación se convierten en Acetil-CoA. La B-Oxidación consiste en un proceso de desestructuración de los ácidos grasos, mediante oxidación (se van eliminando progresivamente átomos de carbono), se convierten en moléculas más pequeñas, el Acetil-CoA, el cual entra en el ciclo de Krebs siguiendo el mismo proceso que el caso anterior.

Con el sistema oxidativo obtenemos energía por un lado por la B-Oxidación y además por el Ciclo de Krebs.

3.3 Proteínas

Las proteínas no se metabolizan en su mayor parte, excepto cuando realizamos ayunos prolongados o sesiones de ejercicio muy prolongadas (mayores de 90 minutos). No obstante, bajo ciertas circunstancias es factible que las proteínas se descompongan en los aminoácidos que las componen (proceso conocido como proteólisis), a su vez mediante la gluconeogénesis estos aminoácidos se pueden convertir en glucosa y entrar al ciclo de Krebs para la obtención de ATP.

En actividades muy prolongadas las proteínas pueden llegar a aportar entre el 3 y el 18% de la energía

Conclusiones

Si has llegado hasta aquí, lo primero: ¡Enhorabuena! Soy consciente de que es un tema denso, pero si en algún momento te planteas diseñar un entrenamiento eficaz de forma correcta es importante tener claros los sistemas de producción de energía en nuestro organismo.

A modo resumen quiero mostrar un diagrama (como siempre muy, muy simplificado) y unas tablas explicativas:

Tabla resumen de los sistemas de energía según la intensidad y duración de la actividad

Tabla resumen de los procesos relacionado con la bioenergética

¿Qué conclusiones importantes podemos extraer de todo lo aprendido?

Nuestro metabolismo ha sido diseñado durante miles de años para utilizar tres sistemas energéticos diferentes, estos nos aseguran un correcto suministro de energía. Cuando realizamos una actividad física nuestros sistemas trabajan de forma paralela, de esta manera varios sistemas funcionan a la vez, dependiendo de la intensidad y duración del ejercicio cada sistema proporcionará un porcentaje de la energía total. Por ejemplo, la gran mayoría de la energía provendrá de los fosfágenos y la glucólisis anaeróbica cuando estamos realizando una serie de levantamientos en un 80% de nuestro 1RM o bien dicha energía provendrá de la glucólisis aeróbica y anaeróbica cuando corremos a una velocidad media una distancia moderada, por ejemplo 3 km.
Cuanto mayor es la intensidad de la actividad física que realizamos mayor será el porcentaje de energía proveniente del glucógeno y menor el proveniente de los triglicéridos.
Al realizar actividades de una actividad moderada (por ejemplo, correr), cuando nuestros depósitos de glucógeno se agotan se acaba la carrera…por esta razón es importante una flexibilidad metabólica que permita “ahorrar” ese glucógeno y que durante esa carrera (o cualquier otra actividad de media intensidad) una parte importante de la energía provenga de la oxidación de las grasas, con esto conseguiremos que nuestros depósitos de glucógeno nos duren más tiempo.
Nuestro cuerpo odia el derroche, por lo cual no suele invertir medios en aquellas cosas que no utiliza. Así que, si solo realizamos actividades aeróbicas (cardio), nuestro cuerpo se hará más eficiente en el uso de glucosa como combustible, pero perderá la capacidad de utilizar eficientemente el resto.
Cuando nuestro organismo detecta glucosa en la sangre (por ejemplo, al consumir alimentos ricos en hidratos de carbono) se comienza a segregar, en el páncreas, la hormona insulina. Entre otras funciones la insulina estimula la glucogénesis, es decir, la transformación de glucosa en glucógeno, para su almacenamiento en los músculos e hígado. Sin embargo, la insulina juega un papel fundamental al inhibir la lipólisis (transformación de los triglicéridos de los adipocitos en ácidos grasos para la obtención de energía) popularmente conocido como quema de grasa) ya que estimula el proceso contrario: la lipogénesis,(transformación en triglicéridos para el almacenamiento de la energía en los adipocitos) o que es lo mismo y tan conocido por todos, la acumulación de grasa.

Por tanto, si nos alimentamos cada pocas horas y además con comidas ricas en hidratos de carbono con un alto índice glucémico (estimulan en mayor medida la producción de insulina) nuestra insulina estará elevada constantemente, con lo cual no se activará el sistema lipolítico, no quemamos grasa.

Conclusión de la conclusión:

Quizá la conclusión más importante que podamos extraer de todo el artículo es que NO necesitamos consumir glucosa constantemente y esto nos lo deberíamos “grabar a fuego”. Como hemos visto, en reposo y actividades de una intensidad media/baja de larga duración, el sustrato que utiliza un metabolismo sano son los ácidos grasos (que, además, como explicamos en el punto 3.2 son con muchísima diferencia la reserva más grande de energía que tenemos).

Por tanto:

Cuando comemos cada 2 horas favorecemos la circulación constante de insulina en nuestro organismo->NO hay lipólisis.
Cuando nuestra dieta está basada en carbohidratos de rápida absorción (los típicos productos ultraprocesados, harinas, etc) es mucho más probable encontrarnos niveles de insulina constantemente altos-> NO hay lipólisis.

Y como ya hemos mencionado anteriormente, si no lo usas se atrofia, con lo cual el sistema de aporte energético que tenemos para la mayor parte de nuestro día a día lo tenemos desentrenado y/o atrofiado.

¿Cuál es el problema?

El problema es que esto provoca que nuestro metabolismo tenga que recurrir obligatoriamente a la glucólisis aún en momentos de actividades poco intensas o incluso en reposo, por eso tenemos hambre cada 2-3 horas.

El problema es que este flujo constante de glucosa nos impide movilizar las grasas de nuestras reservas, si, los conocidos michelines.

El problema es que cuando por alguna razón no tiene este flujo cuasi-constante de glucosa nos provoca hipoglucemias, mareos, cansancio…

El problema es que cuando queramos realizar un ejercicio de mayor intensidad nuestro organismo no va a ser eficiente y nos fatigaremos muy rápidamente.

Nuestro cuerpo es una “máquina” increíble, ha evolucionado durante millones de años para llegar a lo que conocemos, con una capacidad de adaptación y flexibilidad asombrosas. Y sin embargo no solo no lo estamos aprovechando, sino que estamos dejando que esta preciosa “máquina” (que además da la casualidad que es el único sitio que tenemos para vivir ;-)) se “oxide”, que pierda esta capacidad de adaptación y flexibilidad.

No te boicotees a ti mismo: ¡aliméntate con comida real, muévete y entrena la fuerza!

Si eres sedentario: ¡Muévete!
Si te gusta el cardio, ¡Perfecto! pero compleméntalo con entrenamiento de fuerza (ejercicio anaeróbico), puedes hacerlo con calistenia, pesos libres, kettlebells…
Realiza periodos de alimentación baja en carbohidratos o incluso cetogénicos, en estos periodos al limitar el consumo de hidratos de carbono “obligas” a tú metabolismo a quemar grasa, con lo cual mejora nuestra flexibilidad metabólica y nos permite ese ahorro de glucógeno.
Incorpora en tu dieta los ayunos intermitentes, al igual que una dieta baja en CH, los ayunos intermitentes estimulan esta flexibilidad metabólica. Claro, que si actualmente comes 5 veces al día no intentes realizar directamente un ayuno de 16 o 24 horas…realiza este cambio de forma paulatina, puedes pasar de comer 5 veces a 3 o 4 y cuando esto lo tengas controlado puedes probar a realizar un ayuno de 16 horas (por ejemplo, saltándote el desayuno o si lo prefieres sin cenar la noche anterior).
Y por último si eres de los asiduos al gimnasio y sin embargo no eres capaz de correr 2 km sin ahogarte ¡trabaja tu resistencia!. El ejercicio aeróbico te ayudará a aumentar tu resistencia cardiovascular.

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Referencias y bibliografía:

Manual NSCA-Fundamentos del entrenamiento personal. Roger W. Earle y Thomas R. Baechle.
The double life of ATP – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2877495/
Active Transport Across Cell Membranes – http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Biology/actran.html
Medicina molecular FIBAO. (http://medmol.es).
Interaction among Skeletal Muscle Metabolic Energy Systems during Intense Exercise. Baker JS, McCormick MC, Robergs RA – J Nutr Metab (2010).
Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration. J. A. Romijn, E. F. Coyle, L. S. Sidossis, A. Gastaldelli, J. F. Horowitz, E. Endert, R. R. Wolfe. American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism Published 1 September 1993 Vol. 265 no. 3, E380-E391 DOI.