4.1. Metabolismos anaeróbico y aeróbico

Como se ha visto, en toda actividad física interviene siempre la molécula fundamental en la producción de energía: el ATP. El ATP es generado a partir de dos rutas diferentes:

• Las rutas anaeróbicas, donde la síntesis de los alimentos no precisa de la intervención del oxígeno. Encontramos dos rutas:

1. 1. Sistema de los fosfágenos.
   2. Glucólisis.

• Las rutas aeróbicas, también llamadas oxidativas, en las que interviene el oxígeno.

Imagen de elaboración propia

Rutas anaeróbicas para la obtención de ATP

El uso de la vía anaeróbica para obtener ATP supone la ausencia de oxígeno en las reacciones metabólicas. El ATP se consigue rápidamente, pero son vías que también se agotan con rapidez.

Encontramos dos rutas anaeróbicas:

1. El sistema de fosfágenos

En este proceso, también llamado sistema anaeróbico aláctico, intervienen el ATP y la fosfocreatina o PCr que es una sustancia que también es capaz de almacenar energía. La fosfocreatina está presente en el músculo donde puede almacenarse hasta tres veces más que el ATP. Cuando se cataliza la fosfocreatina se genera creatina, un grupo fosfato y energía que se utiliza para unir el fosfato liberado con una molécula de ADP y producir de esta manera ATP.

Molécula de fosfocreatina Imagen de Benjah-bmm27 en Wikimedia Commons. Dominio Público

El organismo utiliza el sistema de fosfágenos cuando precisa realizar movimientos donde es más importante la rapidez en la disposición de la energía que la cantidad de la misma que se genera.

Este sistema anaeróbico tiene dos grandes ventajas:

1. No genera acumulación de ácido láctico en los músculos, por lo que también se le conoce como sistema anaeróbico aláctico. El ácido láctico en exceso es en gran parte responsable de la aparición de la fatiga.
2. Produce un gran aporte de energía permitiendo realizar ejercicios a una intensidad máxima, pero durante un tiempo corto (no más de 8-10 segundos).

2. Catabolismo anaeróbico de la glucosa: glucólisis anaeróbica

Cuando las reservas de ATP y PCr se agotan, el músculo sintetiza ATP a partir de la glucosa en un proceso químico en ausencia de O₂ : la glucólisis anaeróbica.

La glucosa procede del torrente sanguíneo o de los almacenes de glucógeno que hay en la fibra muscular. Su metabolismo se realiza en el citoplasma y consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la molécula de glucosa en ácido pirúvico y se producen 2 moléculas de ATP. El ácido pirúvico es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo. En ausencia de oxígeno, el ácido pirúvico se transforma en ácido láctico denominándose este proceso fermentación láctica.

Glucólisis anaeróbica Imagen de elaboración propia

Las ventajas que presenta este sistema son la rapidez en la producción de ATP y su duración, que es mayor que el sistema de fosfágenos. A pesar de que se consigue una mayor capacidad de mantener el rendimiento físico del individuo (entre 1 y 3 minutos) se trata de una vía insuficiente para afrontar ejercicios de cierta intensidad y muy prolongados en el tiempo, como es una carrera de larga distancia.

Rutas aeróbicas para la obtención de ATP

La producción anaeróbica de ATP es ineficaz para esfuerzos musculares en ejercicios de duración superior a unos minutos. En consecuencia el metabolismo aeróbico, que es aquel en el que interviene el oxígeno,  es la principal vía de producción de energía durante cualquier actividad física.

El aporte de O₂ al músculo es esencial para mantener un alto índice de producción de energía y a medida que la intensidad de la actividad aumenta la producción oxidativa de ATP también lo hace. Se puede decir que conociendo el oxígeno que se consume se conoce el valor del metabolismo aeróbico.

La ruta aeróbica ofrece la posibilidad de metabolizar completamente en presencia de oxígeno, glucosa, ácidos grasos y algunos aminoácidos para obtener ATP. Veamos el catabolismo de cada uno de ellos.

1. Catabolismo aeróbico de la glucosa: glucólisis aerobia

Con esta vía se obtiene un rendimiento muy superior al obtenido por las vías anaeróbicas. Es un proceso idéntico a la vía anaerobia con la salvedad de que la presencia de oxígeno impide la trasformación de piruvato en lactato e iniciándose a continuación una serie de reacciones que forman el llamado ciclo de Krebs. Los productos finales de la metabolización de la glucosa en presencia de O₂ son el agua, que el organismo puede reutilizar o eliminar mediante el sudor o la orina y el CO₂ que es expulsado por los pulmones.

Este proceso se realiza en las mitocondrias de las células y se le conoce también como respiración celular.

Mitocondria Imagen de F. Fontoura en Wikimedia Commons bajo Domino Público

En este catabolismo por cada molécula de glucosa se obtienen 36 moléculas de ATP:

Imagen de RoRo en Wikimedia Commons Licencia CC

Este sistema representa la forma más lenta de obtener ATP, pero puede generar energía durante muchas horas por lo que interviene cuando una persona realiza esfuerzo físico durante un tiempo prolongado.

2. Catabolismo aeróbico de los lípidos

Los lípidos representan el almacén principal de energía del cuerpo. La cantidad disponible para obtener energía es mucho mayor en los lípidos que en glúcidos y proteínas.

Aunque una parte de la grasa está depositada en todas las células, el elemento que más moléculas de ácidos grasos suministra es el tejido adiposo, cuyos adipocitos están especializados en la síntesis y almacén de los triglicéridos.

Adipocitos Imagen de Reytan en Wikimedia Commons. Licencia CC

El catabolismo de los triglicéridos produce una molécula de glicerol y tres de ácidos grasos (para ello se encarga la enzima lipasa). Ambos compuestos se catabolizan por diferentes procesos químicos generando ATP.

Comparando la producción de ATP de los lípidos frente a los glúcidos, mientras que el catabolismo de una molécula de glucosa genera 36 moléculas de ATP, el catabolismo de una molécula de grasa genera un total de 463 moléculas de ATP, es decir unas 13 veces mayor.

3. Catabolismo aeróbico de las proteínas

La contribución de las proteínas en la obtención de energía durante el reposo es nulo y durante el ejercicio es mínima.

No obstante, en algunos ejercicios, el papel que juegan las proteínas adquiere importancia, pudiendo llegar a suponer hasta el 15% de la energía utilizada.

En este vídeo podemos ver la utilización de los tres sistemas energéticos en el deporte.