Sistemas energéticos durante el ejercicio ¿Cómo funcionan?

Sistemas energéticos durante el ejercicio ¿Cómo funcionan?

El concepto de sistemas energéticos en el deporte va a ser una de las claves que deberá conocer cualquier profesional del deporte que se dedique al entrenamiento, como es el caso de los entrenadores personales.

Saber cómo funcionan estos sistemas energéticos servirá para entender de qué manera obtiene nuestro organismo la energía para poder rendir de manera adecuada en cada tipo de esfuerzo físico.

Y es que, en función de las características del esfuerzo que estemos realizando, se va a emplear un tipo u otro de sistema energético. Por ejemplo, no vamos a obtener energía de la misma forma en un esfuerzo aeróbico de larga duración, que en un esfuerzo anaeróbico explosivo.

Por todo ello, vamos a ver qué tipos de sistemas energéticos existen en el deporte, sus características, y cómo funciona cada uno de ellos.

Definición de sistemas energéticos en el deporte

Los sistemas energéticos en el deporte, o en el ejercicio físico, son la forma que tiene nuestro organismo de proveer a los músculos de la energía necesaria para que puedan realizar los esfuerzos requeridos.

Se trata de vías metabólicas, a través de las cuales se suministra energía en las diferentes situaciones en las que se ven involucrados los músculos, y cuyo fin es ofrecerles la molécula fundamental para poder producir energía: el ATP.

Cuando hacemos deporte podemos someter a nuestros músculos a diferentes tipos de esfuerzo, y ello hace que debamos recurrir a diferentes vías para poder satisfacer la demanda energética creada.

Por ejemplo, encontramos actividades en las cuales realizamos esfuerzos de intensidad media o moderadamente alta durante un largo tiempo, como puede ser salir a correr a un ritmo constante, una salida en bici sobre llano, caminar a paso ligero...

En cambio, podemos realizar otras actividades en las cuales se deban realizar esfuerzos cortos y explosivos, como una rutina de fuerza en el gimnasio, sprints de corto recorrido, lanzamientos de peso, saltos de longitud...

Y también nos encontramos con actividades en las cuales se mezclan diferentes tipos de esfuerzos. Por ejemplo, en una salida en bicicleta de montaña en la cual debamos superar tramos del recorrido muy comprometidos mediante un esfuerzo explosivo y corto, para luego continuar durante un tiempo realizando un esfuerzo más sostenido.

Uno de los aspectos que caracteriza a los tipos de esfuerzo que hemos descrito en los ejemplos es que, unos son esfuerzos aeróbicos, y otros son esfuerzos anaeróbicos; lo cual va a marcar el hecho de emplear un sistema energético durante el ejercicio u otro.

Otro aspecto que va a hacer que se emplee un determinado sistema energético va a ser el tiempo durante el cual se realice este esfuerzo, como veremos al hablar y definir los diferentes tipos de sistemas energéticos en el deporte.

Tipos de sistemas energéticos en el ejercicio físico

Tipos de sistemas energéticos en el ejercicio físico

El organismo humano va a contar con tres tipos de sistemas energéticos durante el ejercicio físico, y que son los siguientes:

  • El sistema de fosfágenos o sistema de fosofocreatina – creatina.
  • El sistema glucolítico.
  • El sistema aeróbico o sistema oxidativo.

Cada uno de estos sistemas energéticos se va a encargar de proveer de energía a los músculos en las diferentes condiciones que se pueden dar a lo largo de una actividad física, y se corresponden con situaciones anaeróbicas alácticas, situaciones anaeróbicas lácticas, y situaciones aeróbicas.

Como hemos dicho, encontramos actividades en las cuales solo va a ser necesario que intervenga de manera principal uno de estos sistemas, mientras que en otras va a existir la necesidad de que intervengan todos ellos (o solamente dos).

El hecho de que nuestro organismo le otorgue prioridad a cada uno de ellos va a depender de:

  • La duración del esfuerzo.
  • La intensidad del esfuerzo.
  • La cantidad de sustrato energético con la que contemos en ese momento.

Los tres sistemas energéticos se encuentran activos en todo momento, pero cada uno de ellos va a tener mayor o menor prioridad según la situación que se esté dando.

Veamos cómo funciona cada uno de estos sistemas energéticos.

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Sistema de fosfágenos

Sistema de fosfágenos

Para que el músculo se pueda contraer (es decir, realizar un esfuerzo), es necesario el adenosintrifosfato (ATP).

Cada molécula de ATP cuenta con dos enlaces de fosfatos de elevada energía, los cuales serán capaces de proveer al músculo de las calorías necesarias para que pueda trabajar en las contracciones.

Cuando uno de estos enlaces de fosfato se separa de la molécula de ATP, esta pasa a convertirse en ADP (adenosindifosfato). Cuando a esta molécula de ADP se le separa el otro grupo fosfágeno, pasará a convertirse en AMP (adenosinmonofosfato).

El músculo puede albergar una cantidad limitada de ATP, por lo que la energía liberada de esta forma es capaz de satisfacer las necesidades bajos determinados esfuerzos durante unos 5 segundos. Es por ello que existe la necesidad de reponer ese ATP en los músculos.

El sistema de fosfágenos del cual vamos a hablar, se trata de un sistema energético a corto plazo que actúa al inicio de un esfuerzo muscular intenso. En este sistema va a intervenir el ATP y la fosfocreatina, siendo protagonistas las fibras musculares de tipo II, es decir, las de contracción rápida.

Debido al tipo de esfuerzo que realizan estas fibras, en ellas de observa mayor cantidad de fosfágenos que en las fibras lentas.

Al inicio de un esfuerzo muscular intenso, la energía se obtiene del ATP que se encuentra en las fibras mediante el empleo de un enlace de fosfato, y que como hemos dicho, sirve para realizar trabajos de unos 5 segundos.

El sistema de fosfágenos tiene la misión de reponer ese enlace fosfato que se ha empleado en el esfuerzo, y para ello emplea la fosfocreatina muscular, ya que debido a las características del esfuerzo, no se cuenta con tiempo para generar nuevo ATP.

Cuando se emplea el sistema de fosfágenos, el músculo se encuentra en una situación de esfuerzo anaeróbico de gran intensidad, en el cual no se genera ácido láctico, por lo tanto, nos encontramos en la situación anaeróbica aláctica antes mencionada.

El sistema de fosfágenos es capaz de suministrar energía para mantener una potencia muscular máxima durante unos 10 - 12 segundos, lo que quiere decir que es la vía empleada en los esfuerzos explosivos.

Una vez se han terminado los fosfágenos en el músculo, será necesario esperar unos 3 – 5 minutos para que estos puedan ser repuestos.

Algunos ejemplos donde actúa el sistema de fosfágenos son una carrera de 100 metros (sprints), en 25 metros de natación, levantamientos olímpicos, lanzamientos de peso... es decir, esfuerzos muy intensos y breves.

Sistema glucolítico

Sistema glucolítico

Nuestros músculos almacenan glucógeno a partir de la glucosa que aportamos en la dieta. Este glucógeno almacenado, cuando existe una demanda de energía por parte de los músculos, se convierte nuevamente en glucosa para poder ser empleado como sustrato energético.

Además del glucógeno almacenado, se puede emplear también la glucosa libre en sangre.

Este proceso se llama glicólisis (o glucólisis), y se puede dar, como en el caso anterior, en ausencia de oxígeno, por lo que nos encontramos ante un sistema energético anaeróbico. También se va a poder dar el caso de que exista una glucólisis lenta.

En este proceso de glicólisis, la glucosa obtenida se va a emplear para generar nuevo ATP, por lo que se trata de un proceso algo más lento que en el caso del sistema de fosfágenos, lo cual va a llevar a que se emplee en esfuerzos muy intensos, pero no tan intensos como en el caso anterior.

El sistema glucolítico va a poder suministrar energía a los músculos durante, aproximadamente, 1 minuto.

A lo largo de este sistema de energía anaeróbico se va a generar un subproducto, el piruvato, que terminará siendo convertido en lactato cuando no exista oxígeno suficiente (glucólisis rápida). La mayor o menor producción de lactato va a venir marcada por la intensidad del ejercicio.

Conforme más tiempo se vaya manteniendo el esfuerzo intenso, mayor acidosis se empezará a producir en el organismo, lo cual va a llevar a la aparición progresiva de la fatiga muscular.

Una forma de poder minimizar durante algo más de tiempo esta situación de acidosis es mediante el empleo de suplementos deportivos que actúen como tampón en los esfuerzos anaeróbicos, como la beta-alanina o la citrulina.

En el caso de que se produzca una glucólisis lenta, este piruvato, en lugar de ser convertido en lactato, será transportado a las mitocondrias de las células de los músculos, donde será convertido en acetil CoA entrando en el Ciclo de Krebs.

El hecho de que se dé una glícolisis u otra va a venir marcado por la intensidad del ejercicio realizado.

Sistema aeróbico o sistema oxidativo

Sistema aeróbico o sistema oxidativo

El sistema energético oxidativo es el último de los tres sistemas que intervienen durante el ejercicio.

Como su nombre nos indica, este sistema energético tiene lugar en presencia de oxígeno, ya que se trata de la vía por la cual el organismo obtiene energía a través de la degradación de los diferentes nutrientes en la mitocondria celular.

La combinación de la glucosa o los ácidos grasos con el oxígeno va a tener como consecuencia la liberación de gran cantidad de energía, la cual va a ser empleada durante el ejercicio ya que servirá para crear ATP, pero de una forma más lenta que en las dos situaciones anteriores.

Es el sistema energético que va a predominar en actividades físicas de intensidad media o baja, y además puede actuar de manera eficiente durante largo tiempo (cuestión de horas), cuando se van agotando las reservas de glucógeno muscular, siempre que se asegure la disponibilidad energética en forma de nutrientes.

Se trata de la forma en la que se obtiene energía principalmente durante los deportes de resistencia, como una carrera de 10K, una marcha ciclista, una travesía a nado, una media maratón...

Es debido al tipo de sustrato energético empleado en este sistema por lo que el ejercicio de intensidad moderada es el más adecuado para favorecer la quema de grasa del cuerpo, el cual deberá ser combinado con un déficit calórico diario para lograr este objetivo.

También se trata de la vía a través de la cual obtenernos la energía cuando estamos en reposo.

Interacción de los sistemas energéticos en el ejercicio físico

Ahora que ya conocemos las características de los tres sistemas energéticos que emplea nuestro organismo para obtener energía cuando hacemos deporte, es el momento de alcanzar una visión global de los mismos en su conjunto.

Ya hemos comentado que, a la hora de hacer ejercicio, no va a actuar únicamente un sistema de energía, sino que los tres se encuentran activos en todo momento, y el organismo le va dando prioridad a cada uno en función de la situación creada.

Hemos visto que esta situación va a depender de la intensidad del esfuerzo y de su duración principalmente. De esta forma, el siguiente esquema refleja de manera gráfica la proporción o magnitud en la que actúa cada sistema energético visto en este artículo:

esquema refleja de manera gráfica la proporción o magnitud en la que actúa cada sistema energético

Sistema Intensidad Capacidad generar energía
Fosfágenos Muy alta Baja
Glucolítico Alta / Media - alta Media
Oxidativo Media / Media – baja / Baja Alta

Los sistemas energéticos y el ATP

Por último, vamos a incidir en la importancia del ATP dentro del proceso que tiene lugar en los diferentes sistemas energéticos durante el ejercicio.

Como sabemos, el ATP es la moneda de intercambio energética, ya que es el transportador específico de energía necesaria para que se lleven a cabo las funciones en las células del organismo.

Cuando el agua se une a la molécula de ATP, se produce un proceso de hidrólisis en el cual se rompe el enlace fosfato que queda en el exterior (recordemos que posee 2 enlaces). Aquí es cuando se transforma en ADP.

Por cada mol de ATP que se transforma en ADP se generan unas 7,3 kcal de energías libre.

En el cuerpo se puede almacenar entre 80 y 100 gramos de ATP, por lo que su cantidad es limitada, y ello obliga a la necesidad de reponerlo durante los esfuerzos, necesidad de la cual se encargan los sistemas energéticos expuesto en este artículo.

La velocidad con la cual se repone ATP en un ejercicio intenso puede ser de cientos de veces mayor a la velocidad que se daría en estado de reposo.