El músculo tiene unas funciones específicas que van a regir las bases de contracción muscular y por consiguiente el trabajo a realizar. Estas funciones van desde la fabricación del producto energético ATP hasta la utilización del producto y la eliminación de los productos de desecho.
Los
músculos pueden generar la energía necesaria para su propulsión, la misma que
es la producida por los alimentos que ingerimos (carbohidratos, grasas y
proteínas). Al ser descompuestas por el cuerpo, estos substratos energéticos,
producen niveles bajos de energía, inadecuados para la actividad muscular. En
cambio las células convierten estas fuentes de baja energía en un compuesto de
alta energía, adenosín
trifosfato (ATP). A su vez,
la energía almacenada en el ATP es liberada cuando el tercer fosfato se separa
de la estructura.
Los músculos tienen 4 posibles fuentes de
ATP:
1. El ATP almacenado dentro del músculo.
2. La energía generada de otro compuesto
fosfatado (Ej.: sistema ATP- fosfocreatina ATP-PCr.)
3. El ATP producido por la descomposición del
azúcar muscular (sistema glucolítico)
4. El ATP generado con la ayuda de O2
(sistema oxidativo)
La fosfocreatina (PCr) está presente en las
fibras musculares, pero a diferencia del ATP, el PCr no se utiliza directamente
para suministrar energía a las células, en cambio, se utiliza para reconstruir
la molécula de ATP. Durante el esfuerzo físico tanto el ATP como el PCr son
insuficientes e incapaces de proveer la energía durante tiempos prolongados.
El Sistema Anaeróbico:
Durante los primeros minutos de ejercicio y
cuando la intensidad del trabajo muscular es grande, el cuerpo es incapaz de
proveer suficiente O2o para regenerar el ATP necesario. Para compensar esta
situación tanto el sistema de ATP-PCr como el de energía glucolítica generan
ATP sin la ayuda de oxígeno, proceso que se denomina metabolismo anaeróbico.
La glucólisis es la descomposición del azúcar
muscular -proveniente del glucógeno- en ausencia de O2, lo que lleva a la
producción y acumulación de ácido
láctico , es decir, en condiciones anaerobias, en ausencia de
O2, el ácido pirúvico es reducido mediante fermentación
láctica a ácido láctico. Para
reducir el ácido pirúvico se utiliza el poder reductor del NADH que se formó
durante la glucólisis.
Así, la glucólisis provee ATP en condiciones en las que hay un
suministro inadecuado de O2 . Por tanto el sistema glucolítico complementa al sistema ATP-PCr durante un esfuerzo muscular de
alta intensidad con suministro de O2 inadecuado.
El elevado nivel de ácido láctico en las fibras
como resultado de este proceso inhibe la posterior descomposición de glucógeno
y puede interferir en el proceso de contracción muscular. Los cristales de
ácido láctico se acumulan en el músculo y son los causantes de las agujetas.
En presencia de O2 la
vía aeróbica de producción de energía puede generar 13 veces
más ATP que la vía glucolítica.
El Sistema Aeróbico:
La producción anaeróbica de ATP es ineficaz
para esfuerzos musculares en pruebas de duración superior a unos minutos. En
consecuencia el metabolismo aeróbico es
la principal vía de producción de energía durante cualquier ejercitación.
En condiciones
aerobias, es decir, cuando el aceptor final de los electrones es el O2, el
ácido pirúvico se transforma, mediante la llamada descarboxilación oxidativa del
ácido pirúvico, (también denominada acetilación)
en acetil-CoA e ingresa en el ciclo de Krebs. Esta reacción consiste en la
pérdida del grupo carboxilo que se transforma en CO2 y la oxidación del grupo
cetona a grupo ácido por medio de una deshidrogenación con NAD. Al mismo tiempo
se aprovecha parte de la energía liberada en la oxidación para formar un enlace
rico en energía con la coenzima A. Por todo ello el producto final que se
obtiene es acetil-CoA.
La mitocondria utiliza substratos energéticos y O2
para producir grandes cantidades de ATP. Los hidratos de carbono y la grasa son
los principales substratos utilizados por este sistema de producción de ATP.
Estas moléculas son descompuestas en los fluidos (sarcoplasma) y mitocondrias
de las fibras musculares con la ayuda de enzimas oxidativas (metabolismo
oxidativo), que son proteínas especiales producidas en las fibras. En este
proceso los átomos de H+ en presencia de O2, que hemos respirado, liberan
energía para producir ATP y
agua (H2O). El dióxido de carbono (CO2) formado del carbono y oxígeno de los
substratos energéticos, es otro subproducto del metabolismo oxidativo que es
eliminado mediante la respiración.
El aporte de O2 al músculo es esencial para
mantener un alto índice de producción de energía, a medida que la intensidad de
la actividad aumenta la producción oxidativa de ATP también lo hace. Vale decir
que se puede conocer el valor del metabolismo aeróbico determinando el oxígeno
que se consume.
Al igual que en los sistemas de energía
inmediata (ATP-PCr) y glucolítico, el metabolismo oxidativo tiene un límite a
la cantidad de energía que puede proveerse a través de él. Quiere decir que
frente a una demanda de energía cada vez mayor, el cuerpo alcanza un límite de
aporte de oxígeno, en este momento se estabiliza la provisión de O2 aún cuando
la demanda de energía siga aumentando. El valor de estabilización se denomina capacidad aeróbica, y es considerada como la medida
de resistencia cardiorrespiratoria. CLIQUEA LA IMAGEN PARA AGRANDAR.
Una información mas especifica la puedes ver en el siguiente link:
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