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Los sistemas energéticos en el cuerpo humano son vitales para que podamos realizar de manera continua y sin problema alguno nuestras actividades diarias. Es importante saber aprovechar esta energía y distribuirla de manera adecuada según nuestras necesidades. Por ello los profesionales de las ciencias del deporte se especializan en encontrar el equilibrio adecuado, adaptado a sus exigencias.
La bioenergética es la especialidad de la termodinámica que estudia las transformaciones de la energía en los organismos vivos, la semántica que se utilizará para catalogar los sistemas energéticos es bastante más intrincada de la que habitualmente se enseña. Aeróbico o anaeróbico son conceptos que dan a la confusión, por lo que se hablará de vías metabólicas que ocurren en el citoplasma y en la mitocondria.
Todas las vías metabólicas utilizan la energía potencial de los electrones que se ingieren a través de la comida para generar energía a través de lo que se conoce como reacciones REDOX, óxidos y reducciones. Las moléculas principales que van a ser utilizadas como agentes reductores son el NAD + y el FAD +, las cuales se encuentran en estado oxidado para reducirse a NADH y FADH, respectivamente
Capacidad y potencia en los sistemas energéticos
Se debe entender que el concepto de trabajo incluye una fuerza ejercida conforme el punto de aplicación va recorriendo alguna distancia (Resnick et al., 2003). Una forma de definir la energía de un sistema consiste en medir su capacidad de realizar trabajo. Pero cuando a la capacidad de trabajo se le añade la variable tiempo se puede encontrar con la potencia, la cual se define como la rapidez con la que se lleva a cabo el trabajo (Resnick et al., 2003).
En otras palabras, la potencia puede ser entendida como energía aplicada por unidad de tiempo. Cuando se habla de capacidad se hace referencia a la cantidad de entrega de energía que se puede entregar independientemente de la unidad de tiempo.
Procesos citoplasmáticos vs. mitocondriales
El continuo energético o continuo metabólico habla de que existen distintas vías metabólicas, la de ATP-PC, la de la glucólisis y la oxidativa. Cada una contribuye energéticamente, por unidad de tiempo, de manera distinta siempre y cuando la intensidad del ejercicio sea máxima.
Por lo que puede definirse a la vía de ATP-CP como aquella que entregará la mayor cantidad de energía por unidad de tiempo (potencia) a expensas de una baja capacidad. A medida que se comienza a extender la duración del ejercicio comienza a tomar preponderancia la glucólisis rápida, y si se extiende aún más la duración, la vía que predominará en la entrega de energía será la oxidativa (la de mayor capacidad).
Sistemas energéticos: metabolismo de los fosfágenos
ATP – PC
Antes de comenzar se debe definir qué es el ATP. El adenosín trifosfato es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa. Esta vía metabólica tiene una enorme potencia y una baja capacidad, entrega una enorme cantidad de energía en un corto periodo de tiempo, pero se agota muy rápido.
Los dos componentes que integran esta vía son el ATP y la fosfocreatina (PC). Cuando se necesita energía se produce la ruptura de ATP, aquí es donde la fosfocreatina entra en juego para una resíntesis rápida del mismo, y al mismo tiempo actúa como aceptor de H + evitando cambios de pH a nivel celular.
Si se observa detenidamente la vía, la creatina actúa como vector energético la cual se utiliza para sintetizar fosfocreatina, que va a estar mediada por la síntesis de ATP dentro de la mitocondria, y esto se debe a que el ATP no difunde fácilmente hacia los sitios de contracción. Por lo tanto, la fosfocreatina se romperá en los sitios de utilización de ATP (contracción muscular) y se sintetizará en los sitios de producción de ATP (mitocondria), y a este proceso se lo conoce como shuttle de fosfocreatina.
Vía de las pentosas
La vía de las pentosas fosfato tiene como eje principal generar nucleótidos y equivalentes reductores, en forma de NADPH, para reacciones de biosíntesis reductora dentro de las células.
Proporciona a la célula ribosa-fosfato para la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. Y aunque no es una función significativa, puede operar para metabolizar los azúcares pentosa de la dieta derivados de la digestión de ácidos nucleicos, así como para reorganizar los esqueletos de carbono de los carbohidratos de la dieta en intermedios glucolíticos y/o gluconeogénicos.
Una vez que se posee la ribosa-5-fosfato, a partir de ella, se pueden sintetizar las purinas y las pirimidinas. Las bases púricas se biosintetizan en las células ya como nucleótidos, y estas permiten obtener IMP el cual se biosintetiza en una secuencia de 11 reacciones enzimáticas, y a partir del mismo se obtienen, por dos vías distintas, el AMP y el GTP. La acumulación de exceso de ATP conduce a la síntesis acelerada de GMP, y el exceso de GTP conduce a la síntesis acelerada de AMP.
En la síntesis de AMP, el mismo inhibe a la adenilosuccinato sintetasa y el GTP la activa. En la síntesis de GTP, la misma inhibe a la IMPDH y el ATP activa a la GTP sintetasa.
Metabolismo de los nucleótidos
Los nucleótidos de purina se degradan al nucleósido correspondiente, por desfosforilación. Los nucleósidos pierden la ribosa-1-P y pasan a bases libres. Las bases se oxidan o desaminan hacia xantina y esta se degrada oxidativa mente a ácido úrico. El AMP puede recuperarse a partir del IMP en un proceso de transferencia de un grupo amino, en una secuencia de dos reacciones similares a la entrada del segundo grupo NH4 + del ciclo de la urea.
Metabolismo de los carbohidratos
Los carbohidratos son compuestos que contienen cantidades grandes de grupos hidroxilo, y los más simples contienen una molécula de aldehído o una cetona. Pueden clasificarse como monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. La presencia de los grupos hidroxilo permite a los carbohidratos interactuar con el medio acuoso y participar en la formación de uniones hidrógeno.
Derivados de carbohidratos pueden tener compuestos nitrogenados, fosfatos y de azufre. Los carbohidratos pueden combinarse con los lípidos para formar glucolípidos o con las proteínas para formar glicoproteínas. Los carbohidratos predominantes que se encuentran en el cuerpo están relacionados estructuralmente a la aldotriosa gliceraldehído y a la cetotriosa dihidroxiacetona. Todos los carbohidratos contienen al menos un carbono asimétrico (quiral) y son, por lo tanto, activos ópticamente.
Además, los carbohidratos pueden existir en una de dos conformaciones, y que están determinadas por la orientación del grupo hidroxilo en relación con el carbono asimétrico que está más alejado del carbonilo. Con pocas excepciones, los carbohidratos que tienen significado fisiológico existen en la conformación -D. Los monosacáridos que comúnmente se encuentran en humanos se clasifican de acuerdo con el número de carbonos que contienen sus estructuras. Los monosacáridos más importantes contienen entre cuatro a seis carbonos.
Los aldehídos y cetonas de los carbohidratos de cinco y seis carbonos reaccionan espontáneamente con grupos de alcohol presentes en los carbonos de alrededor para producir hemiacetales. La unión de dos monosacáridos para la formación de un disacárido involucra una unión glusídica. Varios disacáridos con importancia fisiológica incluyen la sacarosa, lactosa y maltosa.
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