Energía Metabólica

Actualizado septiembre 11, 2019

La energía para diversas funciones del cuerpo humano proviene de las moléculas de nutrientes que se han metabolizado. De hecho, el principal objetivo de la ingesta de alimentos es el suministro de energía. Esta energía proviene de las grasas, carbohidratos y proteínas de los alimentos. De los tres, la grasa es la fuente de energía más concentrada, ya que proporciona más del doble de energía para un peso dado que la proteína o los carbohidratos.

Energía metabólica, la energía de los alimentos

Los requerimientos de energía se expresan generalmente en términos de calorías. En realidad, se trata de una kilocaloría (kcal) que se define como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un kilogramo de agua un grado centígrado.

Las calorías obtenidas por oxidación completa de varios alimentos incluyen:

• Los carbohidratos rinden 4 kcal / g.
• Los carbohidratos deben almacenarse con agua y cada g de glucógeno se hidrata con 2 g de agua. Carbohidratos hidratados: 1.3 kcal / g.
• Proteínas: 4 kcal / g
• Grasa: 9 kcal / g (las grasas no están hidratadas)

Requerimientos energéticos

El requerimiento de energía para una persona se divide en dos partes:

• Requerimientos metabólicos basales.
• Energía necesaria para la actividad.

La tasa metabólica basal (TMB) es el calor que se elimina del cuerpo en reposo cuando la temperatura es normal. Una persona promedio requiere 2000-2400 calorías por día, mientras que un hombre grande que realiza un trabajo pesado puede requerir hasta 6000 calorías por día.

El flujo de energía

La descomposición de moléculas orgánicas complejas para producir moléculas simples libera energía y el proceso se llama catabolismo.

El anabolismo es el proceso biosintético total donde las moléculas grandes y complejas están hechas de moléculas simples y pequeñas. El anabolismo requiere energía que es proporcionada por procesos catabólicos.

En general, ambos procesos del metabolismo deben ocurrir simultáneamente porque el catabolismo proporciona la energía necesaria para el anabolismo.

Mientras que las plantas utilizan la energía del sol en el proceso fotosintético, los animales y los humanos usan las plantas como alimento. Descomponen las moléculas más grandes y complejas producidas por las plantas para utilizarlas como fuentes de energía. Esto mantiene el flujo de energía en la biosfera.

Usos de la energía en las células.

El cuerpo utiliza la energía para una variedad de funciones. Se necesita energía para llevar a cabo el trabajo mecánico que implica el cambio en la ubicación o la orientación de una parte del cuerpo o la propia célula. Esto incluye el movimiento muscular. Además, hay transporte molecular y síntesis de biomoléculas.

Circulación de la energía

El ATP del trifosfato de adenosina es la moneda de energía en la mayoría de las células animales. Lleva energía química. En general, la energía para sintetizar moléculas de ATP debe obtenerse a partir de moléculas de combustible. El cuerpo humano utiliza los tres tipos de moléculas para producir la energía necesaria para impulsar la síntesis de ATP:

• las grasas
• proteínas
• carbohidratos

¿Cómo se sintetiza el ATP?

El ATP se sintetiza en las mitocondrias de las células. Algo de ello también se sintetiza en el citoplasma. Los lípidos se descomponen en ácidos grasos, proteínas en aminoácidos y carbohidratos en glucosa.

Esto luego experimenta una variedad de reacciones de oxidación-reducción en donde las mitocondrias degradan los ácidos grasos, aminoácidos y piruvato. El piruvato es el producto final de la degradación de la glucosa en el citoplasma. La degradación final conduce a varios compuestos intermedios, así como a las coenzimas NADH y FADH2 portadoras de electrones reducidas. Los intermedios entran en el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) o en el ciclo del ácido cítrico, dando lugar también a NADH y FADH2.

Estos portadores de electrones reducidos se oxidan a través de la cadena de transporte de electrones, con un consumo concomitante de oxígeno y síntesis de ATP. Este proceso se llama la fosforilación oxidativa.

Cada molécula de ácido graso libera más de 100 moléculas de ATP y cada molécula de aminoácido libera casi cuarenta moléculas de ATP. Dos moléculas de ATP se sintetizan en el citoplasma a través de la conversión de moléculas de glucosa a piruvato.

La glucosa y la energía

La glucosa, a través de una secuencia de pasos, puede incorporarse al ciclo del ácido cítrico para generar dióxido de carbono, agua y energía. Este proceso depende de la disponibilidad de oxígeno y este proceso general se conoce como respiración. El proceso de respiración es utilizado por plantas y animales por igual.

El agua y el dióxido de carbono formado por la respiración se pueden convertir en oxígeno y glucosa por las plantas en un proceso que se llama fotosíntesis. Esta es una parte importante de la interdependencia de las plantas y los animales.

El sistema de energía glicolítica

A medida que su sistema ATP-CP se dispara, su sistema glicolítico interviene y lo mantiene en movimiento aproximadamente un minuto antes de que, también, comience a quedarse sin combustible.

Debido a que la glucólisis se basa en la energía convertida de carbohidratos (glucosa) en ATP, su sistema glicolítico es ligeramente menos sensible que su sistema ATP-CP. Pero aún puede proporcionar la mitad de la energía que necesita en los primeros segundos de ejercicio intenso. (Ver «Una línea de tiempo de los sistemas de energía», más abajo.)

Si alguna vez has hecho un conjunto total de flexiones máximas, o un sprint de 400 metros, estás familiarizado con lo que se siente al ejercer el sistema glicolítico casi al máximo. En una palabra, duele.

Contrariamente a la creencia popular, la sensación de ardor que se produce al hacer ejercicio intenso no es causada por el ácido láctico (otra fuente de combustible) sino por una acumulación de iones de hidrógeno, un subproducto de la glucólisis, que puede inhibir la contracción muscular, lo que le da «rodillas temblorosas» después de un minuto más o menos de plena carrera o ciclismo.

Sin embargo, cuanto más entrene su sistema glucolítico, mejor podrá amortiguar estos iones y más rápido podrá recuperarse entre series de ejercicios de intensidad media-alta.

La incomodidad que proviene del entrenamiento glucolítico merece la pena. Cada vez más, los profesionales del fitness recomiendan este tipo de entrenamiento para las personas que desean ganar músculo, perder grasa y aprovechar al máximo su tiempo en el gimnasio.

«Un velocista de 200 metros es un gran ejemplo de un atleta cuyo entrenamiento es principalmente glicolítico», dice el investigador de sistemas de energía y experto en transformación corporal Mike T. Nelson, MS, candidato a doctorado, fundador de MikeTNelson.com. «Es un buen compromiso entre el trabajo de fuerza y ​​resistencia».

Una de las razones por las que el entrenamiento glucolítico quema grasa de manera tan efectiva es que crea una «alteración metabólica» significativa, explica Nelson. Y recuperarse requiere trabajo de los tres sistemas de energía. De esta manera, el entrenamiento glucolítico mejora no solo el funcionamiento de cada sistema individual, sino también su capacidad de transición sin problemas
entre ellos.

Nelson argumenta que dicha «flexibilidad metabólica» es un componente importante, aunque poco conocido, de la salud y el estado físico a largo plazo. «Los diabéticos y las personas obesas no pueden hacer una buena transición entre los sistemas de energía, son metabólicamente inflexibles», dice. «La capacitación inteligente no solo desarrolla los tres sistemas de forma aislada, sino que también desarrolla su capacidad de transición de una fuente de combustible a otra para que las tres vías metabólicas funcionen juntas de manera efectiva».

La mejor manera de entrenar su sistema glicolítico es a través de una actividad repetida de alto esfuerzo, con una recuperación entre esfuerzos mucho más que completa: de 20 a 30 segundos de velocidad a pie, en una piscina o en una bicicleta, con un minuto de descanso entre ellos, o entrenamiento de fuerza en series que duran de 30 segundos a un minuto.