Función muscular
Los músculos utilizan la energía química almacenada de los alimentos que comemos y la convierten en calor y energía de movimiento (energía cinética). Se requiere energía para permitir el crecimiento y la reparación de los tejidos, mantener la temperatura corporal y alimentar la actividad física. La energía proviene de alimentos ricos en carbohidratos, proteínas y grasas.
La fuente de energía que se utiliza para impulsar el movimiento de contracción en los músculos en funcionamiento es el trifosfato de adenosina (ATP), la forma bioquímica del cuerpo para almacenar y transportar energía. El ATP es un nucleótido de alta energía que actúa como una fuente instantánea de energía dentro de la célula. Cuando los músculos se contraen, descomponen el ATP en una reacción que proporciona energía. Sin embargo, las células musculares solo almacenan suficiente ATP para alimentar unos segundos de contracción máxima. Una vez que comienza la contracción muscular, la fabricación de ATP debe comenzar rápidamente.
Dado que la producción de ATP es tan importante, las células musculares tienen varias formas diferentes de producirla. Estos sistemas trabajan juntos en fases. Los tres sistemas bioquímicos para producir ATP son, en orden:
- Usando fosfato de creatina
- Usando glucógeno (glucólisis anaeróbica)
- Usando respiración aeróbica (lipólisis de glucólisis aeróbica)
Usando fosfato de Creatina
Para continuar trabajando, las células musculares deben reponer su suministro de ATP. Todas las células musculares contienen un compuesto de alta energía, fosfato de creatina, que se descompone rápidamente para producir ATP. Debido a que las reservas de fosfato de creatina también son limitadas, este sistema de energía solo puede mantener la producción muscular máxima durante aproximadamente 10 segundos. El sistema fosfágeno es la fuente de energía primaria durante ráfagas de actividad muy cortas y rápidas, como los sprints.
Usando glucógeno (Glucólisis anaeróbica)
Para mantener el ejercicio durante más de 10 segundos, los músculos deben descomponer las fuentes de combustible, como los carbohidratos y las grasas, para proporcionar la energía necesaria para volver a sintetizar ATP. El metabolismo de los carbohidratos es más rápido que el metabolismo de las grasas. Por lo tanto, los carbohidratos proporcionan un alto porcentaje de la energía durante los entrenamientos de muy alta intensidad. Debido a que los carbohidratos se pueden metabolizar anaeróbicamente, sin oxígeno, se convierten en una fuente de energía vital cuando el suministro de oxígeno a los músculos no puede mantenerse al día con la demanda.
La descomposición de los carbohidratos para proporcionar energía sin oxígeno se denomina glucólisis anaeróbica. Este proceso libera energía muy rápidamente y producirá suficiente energía para durar unos 90 segundos. Es importante que no se requiera oxígeno, ya que el corazón y los pulmones tardan algún tiempo en aumentar el suministro de oxígeno a los músculos. La glucosa y los carbohidratos almacenados en forma de glucógeno en las células musculares se descomponen a través de una serie de reacciones para formar un compuesto llamado piruvato. Este proceso produce de dos a tres moléculas de ATP para cada molécula de glucosa. Un subproducto de la producción de ATP sin oxígeno es el ácido láctico, que puede acumularse en los músculos durante el ejercicio rápido, causando cansancio y dolor.
Utilizando la respiración aeróbica
Dentro de los dos minutos de ejercicio, el cuerpo comienza a suministrar oxígeno a los músculos que trabajan. Cuando el oxígeno está disponible, el piruvato se puede descomponer aeróbicamente para producir hasta 30 moléculas adicionales de ATP, lo que hace que el metabolismo aeróbico, aunque más lento, sea mucho más eficiente que el metabolismo anaeróbico. Las grasas se pueden descomponer aeróbicamente para producir grandes cantidades de ATP. Después de entrenamientos vigorosos, los músculos reponen los suministros de ATP de forma aeróbica.
La respiración aeróbica puede suministrar ATP durante varias horas o más mientras dure un suministro de glucosa. Esta glucosa puede provenir de varios lugares:
- Suministro restante de glucosa en las células musculares
- Glucosa de los alimentos en el intestino
- Glucógeno en el hígado
- Reservas de grasa en el músculo
Producción de lactato (Ácido Láctico)
Cuando el cuerpo tiene suficiente oxígeno, el piruvato se transfiere a un vía aeróbica que se descompondrá en ATP (el piruvato se produce por glucólisis a partir de la descomposición de la glucosa). Sin embargo, cuando el oxígeno es limitado, el cuerpo convierte temporalmente el piruvato en lactato, lo que permite que continúe la descomposición de la glucosa y, por lo tanto, la producción de energía. Las células musculares que trabajan pueden continuar este tipo de producción de energía anaeróbica a altas velocidades durante uno a tres minutos, durante los cuales el lactato puede acumularse a altos niveles.
Un efecto secundario de los niveles altos de lactato es un aumento de la acidez de las células musculares. Las mismas vías metabólicas que permiten la descomposición de la glucosa en energía funcionan mal en este ambiente ácido. Este es un mecanismo de defensa natural para el cuerpo. Previene el daño permanente durante el esfuerzo extremo al ralentizar los sistemas clave necesarios para mantener la contracción muscular. Una vez que el cuerpo se ralentiza, el oxígeno está disponible y el lactato se convierte de nuevo en piruvato, lo que permite un metabolismo aeróbico continuo y energía para la recuperación del cuerpo del evento agotador.
La acumulación de lactato no es responsable del dolor que se siente en los días posteriores al ejercicio extenuante. Más bien, la producción de lactato y otros metabolitos durante el esfuerzo extremo es el resultado de una sensación de ardor que a menudo se siente en los músculos activos. Esta sensación a menudo dolorosa también nos hace dejar de trabajar demasiado el cuerpo, lo que obliga a un período de recuperación en el que el cuerpo elimina el lactato.
