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En las células musculares, los diferentes sistemas energéticos (anaeróbico láctico, anaeróbico aláctico y aeróbico) no actúan de forma independiente. Cuando un individuo está realizando una actividad con la máxima intensidad que le es posible, desde los velocistas de distancias cortas (las cuales tienen una duración de menos de 10 segundos) hasta los atletas de resistencia (desde 30 minutos hasta días de duración), los tres sistemas energéticos se ponen en marcha. Estos contribuyen a la formación de ATP para satisfacer las demandas del ejercicio. Es en este punto donde se pone en marcha la bioenergética mixta de las fibras musculares permitiendo adquirir mayor energía al cuerpo humano.
La parte más complicada de todo esto es cada uno será predominante en algún momento de la actividad; esto en función de diferentes aspectos que se estudiarán en este tema. Por ejemplo, si se habla de una prueba intensa y breve, la mayor parte de la energía procederá del sistema de la fosfocreatina (sistema aneróbico aláctico). No será tanto de la glucólisis anaeróbica como la aeróbica, aunque sí que están contribuyendo parcialmente al desarrollo de la actividad. En el otro punto se puede encontrar los eventos de resistencia, en los que predomina el sistema aeróbico sobre los anaeróbicos.
Fuentes energéticas
Dinámica de los hidratos de carbono durante el ejercicio
Los resultados que se han obtenido hasta la fecha a partir de biopsias musculares indican que los principales factores que determinan la mezcla de sustratos energéticos durante la práctica deportiva son tanto la intensidad y la duración como la forma física y el estado nutricional del deportista. El hígado aumenta significativamente la liberación de glucosa a los músculos activos según progresa la intensidad del ejercicio.
De la misma manera, el glucógeno muscular constituye la principal fuente de energía durante las fases iniciales del ejercicio y según va aumentando la intensidad. La tasa de empleo de glucógeno se incrementa en los primeros 15-20 minutos de la actividad. El agotamiento de los depósitos de glucógeno se produce después de la realización de ejercicios prolongados (aproximadamente 2 horas de duración). Esto a intensidad relativamente alta (sobre el 85 % de VO2max).
En intensidades menores, el glucógeno muscular podría emplearse durante más tiempo. Si la intensidad del ejercicio es aún más elevada, los depósitos de glucógeno no se agotarían antes; ya que esa intensidad no se podría mantener en el tiempo lo suficiente como para que esto ocurra. En este caso las causas de la fatiga no estarían relacionadas con la depleción de los niveles de glucógeno musculares.
Sin embargo, el glucógeno sí que podría agotar antes si se realizan pausas de descanso para restablecer las condiciones basales entre series. En comparación con las grasas y las proteínas, los hidratos de carbono siguen siendo el combustible de elección durante el ejercicio aeróbico de alta intensidad. Esto ya que es el que proporciona energía de forma más inmediata gracias a los procesos oxidativos.
Dinámica de las grasas durante el ejercicio
La oxidación de los ácidos grasos en el músculo esquelético depende de 2 factores fundamentales para cualquier tasa metabólica. Estos con la disponibilidad de ácidos grasos libres (que se determina por la movilización de los AG), y la capacidad de los tejidos para oxidar dichos AG. La grasa intracelular y la extracelular proporciona entre un 30 % y un 80 % de la energía para la actividad física, dependiendo del estado nutricional, del entrenamiento del deportista, y de la intensidad y duración del ejercicio.
Durante los ejercicios de baja intensidad, el flujo sanguíneo al tejido adiposo aumenta, lo que permite una mayor movilización de ácidos grasos para que puedan ser empleados por el músculo esquelético. No obstante, esta vasodilatación no se observa durante los ejercicios de intensidades elevadas por lo que la concentración de AGL en sangre en estas situaciones no es mayor que la de reposo.
Esto favorece la utilización de los triglicéridos intramusculares y del glucógeno, los primeros pueden llegar a aportar entre un 15 % y un 35 % de la energía, y serán especialmente útiles en deportistas de resistencia (principalmente por la gran cantidad de depósitos de triglicéridos que se encuentran en este tipo de deportistas). La activación simpática y la disminución de los ácidos grasos son los factores que favorecen la movilización de los ácidos grasos desde el tejido adiposo.
En ejercicios de intensidad moderada, los triglicéridos y los hidratos de carbono aportan energía aproximadamente a partes iguales, pero según se va prolongando la duración de la actividad (una hora extra), el empleo de los ácidos grasos va siendo cada vez mayor. El descenso de la glucosa sanguínea, y por tanto de la insulina, son estímulos potentes para la lipólisis.
Empleo de aminoácidos como fuente energética
La oxidación de aminoácidos durante la práctica deportiva es mínima (>1 % de la energía necesaria). Incluso en situaciones extremas (es decir, ejercicio muy intenso y prolongado o situaciones de ayuno prolongado) la oxidación de aminoácidos representa únicamente una fracción relativamente pequeña de la utilización total de sustratos.
Empleo de grasas o hidratos durante el ejercicio
En periodo de reposo, el cociente de intercambio respiratorio es de 0,72-0,82, lo que denota que el sustrato principal que se emplea como fuente de energía son los lípidos. Durante el ejercicio, diferentes factores modifican esa relación de oxidación de sustratos con fines energéticos. La variable que más condiciona el tipo de sustratos energético a emplear es sin lugar a duda, la intensidad del ejercicio realizado.
A intensidades bajas de ejercicio, el empleo absoluto de grupos acilo por la mitocondria aumenta según lo hace la intensidad hasta llegar a una intensidad aproximada del 50 % del VO2max. Por encima de dicho valor, la participación de las grasas como combustible comienza a descender a favor de los hidratos de carbono. Esto indica que la aportación relativa de grasa frente a hidratos empieza a ser menor a partir de cierta intensidad.
Según aumenta la intensidad del ejercicio, la contribución relativa de los hidratos de carbono como combustible también aumenta; al mismo tiempo, se reduce la contribución relativa de las grasas. Sin embargo, en términos absolutos, la oxidación de los hidratos de carbono se incrementará proporcionalmente a la intensidad del ejercicio, mientras que la tasa de oxidación de las grasas aumentará inicialmente, pero a partir de cierta intensidad, comienza a disminuir.
En 2011, Asker Jaukendrup estableció el concepto de FATMAX, definiéndolo como la intensidad de ejercicio a la que la quema de grasa es máxima. Esta intensidad del ejercicio varía en función de diversos parámetros, sobre todo con la duración de este. Es muy difícil calcular el FAT-MAX individual (de hecho, el propio Asker Jaukendrup expone las diferencias interindividuales entre deportistas), pero parece que, en la mayoría de los deportistas, este FATMAX se sitúa entre el 50 % y el 75 % del VO2max.
La nutrición en el deporte
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