Energía, el nombre del juego.

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                                                     ENERGIA, EL NOMBRRE DEL JUEGO

Saludos nuevamente amigos seguidores de físico y fitness, en esta ocasión quiero comentarles algunas cosas que considero les van a interesar sobre un tema algo depreciado o ignorado incluso en seminarios, cursos y diplomados de ciencias aplicadas al deporte o nutrición, me refiero a la ENERGÍA y sus contribuciones al deporte.

Aún y cuando no le prestemos la atención debida, éste tal vez sea el concepto más valioso que vincula la ciencia con la nutrición y el deporte en general. La importancia del conocimiento sobre la producción de energía humana, se torna obvia si pensamos cuan versátil resulta el cuerpo humano con respecto a los tipos de movimientos y actividades deportivas que es capaz de realizar. El espectro de actividades abarca la gama de movimientos que van desde aquellos que requieren un gran desarrollo de energía durante periodos breves de tiempo, hasta aquellos que requieren un aporte energético constante y sostenido durante largos periodos de actividad y claro las actividades mixtas, las cuales combinan el ejercicio breve e intenso con el ejercicio de larga duración y moderada intensidad, ya sea en una misma actividad o uno seguido del otro.

Las aplicaciones de concepto de energía, son incontables no sólo en el ámbito deportivo, sino en casi cualquier otra actividad humana, pero para el fin de este artículo vamos a mencionar las aplicaciones más importantes del concepto de energía en los deportes y haremos mención de lo que en fisiología deportiva se conoce como el continuo energético, es decir, la manera en que el cuerpo utiliza los sustratos energéticos, desde el ATP hasta la B-oxidación y su relación con deportes específicos. Todo esto con el fin de aportarles un poco de conocimiento respecto a una de las bases que rigen la fisiología del deporte, la bioenergética.

APLICACIONES DEL CONCEPTO DE ENERGÍA

Como ya le he dicho, sus aplicaciones son incontables, pero para el fin de este artículo les mencionare las que están directamente relacionadas con el entrenamiento deportivo:

1.- Elaboración de programas  de entrenamiento. Para que un programa de entrenamiento ejerza los efectos más beneficiosos debe ser elaborado con el fin de desarrollar las aptitudes fisiológicas específicas necesarias para llevar a la práctica una habilidad o actividad determinada. Una de estas aptitudes implica la provisión de energía a los músculos que trabajan, por ejemplo, la forma en la cual se provee energía durante una carrera de alta velocidad, es diferente a como se suministra energía durante un maratón. Como consecuencia, los programas de entrenamiento destinados a mejorar un tipo de cualidad o actividad, se deben hacer de tal manera que aumenten la provisión del tipo de energía que se necesita para esa actividad.

2.- Prevención y demora de la fatiga. El conocimiento de la forma en que se produce energía en el organismo nos da ciertas nociones acerca de qué es la fatiga y cómo se le puede demorar o incluso evitar hasta cierto grado, el conocimiento de los sistemas energéticos nos da la pauta para poder calcular correctamente los tiempos de descanso y recuperación para evitar el sobre entrenamiento, entrenar los músculos en su periodo de sobrecompensación, suministrarles las cantidades de nutrientes necesarias en los momentos precisos y de esta manera obtener un beneficio de la fatiga muscular. Pero por otra parte, el mal entendimiento o desconocimiento de la forma en que el cuerpo recibe y utiliza la energía, nos puede hacer seguir o sugerir esquemas erróneos de entrenamiento y nutrición.

3.- Nutrición y rendimiento. La finalidad de la nutrición aplicada al deporte es favorecer los mecanismos de recuperación del organismo y por consiguiente, mejorar el rendimiento, esto sólo se logra si se tiene un conocimiento profundo de los nutrientes, de cuales son utilizados de manera preferencial por los músculos para obtener energía y de cómo la regulación dietética de los alimentos afecta su disponibilidad como combustibles energéticos. A pesar de las investigaciones recientes, aún hay varias preguntas sin una repuesta clara en lo referente a la nutrición y el rendimiento, por ejemplo ¿cuál es la exigencia proteica de atletas sometidos cargas máximas y submáximas? ¿Son necesarios los complementos o suplementos alimenticios? ¿Funcionan a largo plazo los esquemas de saturación de nutrientes? Muchos dirán que sí, otros dirá que no, lo cierto es que yo hasta la fecha no he visto un solo libro de nutrición o fisiología deportiva que avale los postulados sobre los que se basan este tipo de esquemas.

4.- Control del peso corporal. Uno de los conceptos más importantes respecto al control del peso corporal es el balance energético. Dicho de forma sencilla, si nos metemos más energía (en forma de alimento) de la que necesitamos, se incrementa nuestro peso, y a la inversa, si consumimos menos energía de la que necesitamos, bajamos de peso; es obvio que si mantenemos equilibrado el gasto y el consumo energético, nuestro peso se mantiene. En casi todos los deportes el mantenimiento de un peso corporal conveniente es esencial para lograr un rendimiento favorable. El control del balance energético y del peso corporal involucra los principios de la nutrición y la composición corporal y se aplican tanto a atletas como a sedentarios aunque por razones diferentes, al sedentario le preocupa el problema de la obesidad, mientras que el atleta se ocupa de la ganancia de masa muscular o peso libre de grasa.

5.- Mantenimiento de la temperatura corporal. Una temperatura corporal estable exige que la cantidad de calor (otra forma de energía) producida por el cuerpo sea igual a la cantidad de calor cedida al medio ambiente. Durante el ejercicio la producción de calor aumenta en proporción directa a la cantidad de trabajo realizado y está compensada de manera parcial por un incremento de la sudoración, sobra decir que los mecanismos de regulación de la temperatura no deben ser inhibidos bajo ninguna circunstancia, la deshidratación inducida al atleta como método de control de peso no es un procedimiento recomendable pues conduce a problemas de circulación y cardiacos graves y por supuesto, a la disminución del rendimiento.

ENERGÍA Y LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS

Aquí lo importante es el conocimiento de la producción de energía humana, lo que incluye el equilibrio entre cómo se produce la energía y cuáles son las demandas para su utilización, este conocimiento sobre la demanda y la producción energética aumenta la precisión con la que el entrenador planea nuestros programas de ejercicio. Hay tres componentes de la producción de energía humana que requieren estar bien definidos:

a)Energía. La energía se describe como la capacidad para realizar trabajo, existen muchas formas de energía, pero hay dos que están directamente relacionadas con la actividad deportiva, la energía química y la energía mecánica, por la sencilla razón de que nosotros obtenemos la energía química de los alimentos y la transformamos en energía mecánica para movernos y entrenar. Cabe mencionar que una unidad común para medir la energía es la caloría que es la cantidad de energía que se necesita para elevar 1º C un gramo de agua. Una kilocaloría (kcal) equivale a 1000 calorías y es la unidad que se usa con mayor frecuencia para la descripción del contenido de energía de los alimentos y los requerimientos energéticos de varias actividades físicas.

b)Trabajo. Como la energía es la capacidad para realizar trabajo, la definición de trabajo es importante para comprender el concepto total de energía. En forma sencilla, el trabajo mecánico (T) es igual al producto de la fuerza (F) que actúa a lo largo de una distancia (D), es decir, T= F x D (Trabajo = Fuerza x Distancia).

c)Potencia. La potencia (P) equivale al trabajo realizado por unidad de tiempo (t), es decir, P = T/t = (F x D)/t (Potencia = Trabajo (F x D)/ tiempo. La importancia de este concepto se puede ver con claridad en el atletismo y también en las especialidades deportivas que requieran de una gran producción de energía en el menor tiempo posible.

Por otra parte, ya entrando de lleno en el tema de los sistemas energéticos, nuestro interés reside en la dinámica del ATP, pero hay que empezar por el principio. Como ya todos saben, el ATP (adenosin trifosfato) es la forma de energía química de utilización inmediata para la actividad muscular y por la mayor parte de las células de nuestro cuerpo. Es el proceso metabólico quien se encarga de transformar la energía química de los alimentos en energía almacenada primero como glucógeno y lípidos y luego como ATP.

Al degradarse el ATP se libera energía, pero también se necesita energía para reconstruir o resintetizar al ATP, los materiales para esta resintesis son los productos de su degradación, es decir, ADP (adenosin difosfato) y fosfato inorgánico (Pi).

La energía para resintetizar ATP proviene de tres series diferentes de reacciones químicas que se producen en el organismo; dos de esas tres dependen del alimento ingerido, mientras que la otra depende de un compuesto químico llamado fosfocreatina (FC). Estas reacciones están vinculadas funcionalmente, de tal manera que la energía liberada por una siempre es utilizada por la otra. Los bioquímicos se refieren a estas vinculaciones como REACCIONES ACOPLADAS y este acoplamiento es el principio fundamental implicado en la producción metabólica de ATP.

AB (que se degrada) = A + B + Energía

Energía + C + D = CD

O sea que la energía liberada producto de la degradación de un compuesto, sirve para sintetizar (formar) otro. Con esto en mente, veamos el primer sistema:

ATP – FC. El sistema del fosfágeno. 

Cuando el ATP se nos acaba por entrenar intenso, la fosfocreatina (FC) almacenada en los músculos, entra al quite y se degrada, liberando una gran cantidad de energía, ésta energía se acopla a los requerimientos inmediatos energéticos necesarios para resintetizar ATP. Con la misma rapidez con la que el ATP se degrada durante la contracción muscular, se vuelve a formar de manera continua a partir de adenosin difosfato (ADP) y fosfato inorgánico (Pi) gracias a la energía obtenida de la degradación de la fosfocreatina (FC), es decir:

FC (que se degrada) = Cr (creatina) + Pi + Energía

Energía + Pi + ADP = ATP

La fosfocreatina se descompone o degrada  en Pi y Cr liberando energía que se utiliza para la nueva formación de ATP.

El sistema del ácido láctico.

Este sistema se conoce técnicamente como glucólisis anaeróbica (la misma de la que ya les había platicado),  este es un sistema de degradación parcial de los carbohidratos y provee la energía necesaria  a partir de la cual se elabora el ATP. En presencia de cantidades suficientes de oxígeno, el ácido pirúvico es oxidado a bióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Cuando la demanda de energía a partir de ATP supera la velocidad glucolítica y oxidativa, el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico y éste en glucosa para empezar otra vez la producción de energía. Las reacciones acopladas para el sistema del ácido láctico se pueden resumir así:

Glucógeno (C6H12O6)n se degrada a ácido láctico (C3H6O3) + Energía. Y por consiguiente:

Energía + 3Pi + 3ADP forman 3ATP.

Sistema del oxígeno o aeróbico.

Durante el metabolismo aeróbico no se forman productos secundarios o de desecho que causen fatiga como en el sistema del ácido láctico, aquí la degradación aeróbica de los carbohidratos, las grasas e incluso las proteínas es completa y nos proporcionan la energía para la resíntesis del ATP y como no hay fatiga, este sistema es el más adecuado para las actividades de resistencia. Existen cientos de reacciones químicas involucradas en el sistema aeróbico, si bien no puedo ocuparme de todas en este artículo, les diré que las tres principales son el ciclo de Krebs, el sistema de transporte de electrones y la oxidación beta.

Todo empieza con el ácido pirúvico que se transforma en acetil- CoA y entra al ciclo de Krebs, este proceso produce bióxido de carbono (CO2) y elimina los iones de hidrógeno y los electrones, que son transportados hasta el oxígeno en una serie de reacciones enzimáticas llamadas sistema de transporte de electrones o cadena respiratoria, siendo agua el producto final de este proceso y por último tenemos la oxidación beta, que es la primera fase de la degradación de las grasas, aquí básicamente es donde las grasas son “preparadas” para entrar al ciclo de Krebs , una vez dentro del ciclo su destino es el mismo que el del glucógeno, es decir, se forman agua y bióxido de carbono y se libera energía que se usa para la resíntesis de ATP.

El continuo energético.

Como ya vimos, el ATP es la forma inmediata de energía muscular. El suministro de ATP se realiza por tres vías: por los fosfágenos almacenados (ATP-FC), por el sistema del ácido láctico (glucólisis anaeróbica) y por el sistema de aeróbico. La capacidad de cada uno de los sistemas para proveer la mayor aportación de ATP necesario para una actividad determinada se relaciona con la clase específica de actividad que se desarrolla. Por ejemplo, en los tipos de ejercicios o deportes breves y de gran intensidad, la mayor parte del ATP es aportada por el sistema del fosfágeno, del que se puede disponer con facilidad. Por el contrario, las actividades prolongadas y de baja intensidad reciben el aporte energético casi únicamente del sistema del oxígeno o aeróbico.

En el espectro medio de estas actividades se encuentran aquellos deportes que dependen en gran medida del sistema del ácido láctico para la producción de ATP, por ejemplo las pruebas de 400 y 800 metros, el fútbol, el fisicoculturismo y el fitness. A partir de estos ejemplos, es posible ver que lo que opera en las actividades físicas es un continuo energético, un continuo que relaciona la forma en la cual el ATP se vuelve disponible dependiendo del tipo de actividad física que realicemos.

Aquí el punto más importante es la forma en que se modifica la dependencia de un determinado sistema energético, así como la interacción entre los sistemas a medida que varía la velocidad y la duración de la actividad física. Al evaluar las actividades deportivas sobre la base de su posición en el continuo energético, se deben examinar dos aspectos de la energética: la capacidad, es decir, la cantidad total de ATP necesaria durante el desarrollo de la actividad, y la potencia o la velocidad a la cual se requiere el ATP durante el ejercicio.

La interacción de los sistemas energéticos podemos resumir la así: cuando un sistema llega a su límite de producción energética, el metabolismo se desplaza al siguiente para seguir con la producción de energía. Cabe señalar que tanto los sistemas aeróbicos como los anaeróbicos  contribuyen por lo menos con algo de ATP durante el desarrollo de todas las actividades, puesto que no hay ninguna actividad física que utilice un solo sistema al 100%

Aunque el concepto de continuo resulta esencial para una buena comprensión de las interacciones de los sistemas energéticos, el continuo en sí mismo no es fácil de aplicar a los diferentes deportes. Para fines prácticos, el continuo energético de los tiempos de las actividades físicas puede dividirse en cuatro áreas:

Área 1: la primera de las áreas incluye todas las actividades deportivas que duran menos de 30 segundos. En ellas el sistema energético que predomina es el sistema del fosfágeno (ATP-FC). Algunos ejemplos de estas actividades son los 100 metros planos, los swings en béisbol y golf, el lanzamiento de bala, etc.

Área 2: esta área incluye aquellas actividades deportivas que requieren entre 30 y 90 segundos. Los sistemas energéticos predominantes en este caso son el sistema ATP-FC y el del ácido láctico. Ejemplos de las actividades que se encuentran en esta área son los 100 metros de natación estilo libre, las carreras de 200 y 400 metros, el fisicoculturismo y el fitness.

Área 3: la tercera de las áreas considera las actividades deportivas que requieren de 1 ½  hasta los 3 minutos para su cumplimiento. Aquí como en el área 2, hay dos sistemas principales, el sistema del ácido láctico y el sistema del oxígeno. Entre las actividades que encuadran en esta área están las carreras de 800 y 1500 metros, las pruebas de natación de 200 y 400 metros estilo libre, las pruebas gimnásticas, el boxeo y la lucha olímpica.

Área 4: el área 4 del continuo representa aquellas actividades que necesitan tiempos de prueba superiores a los 3 minutos, o sea, todas las de resistencia. En este caso el principal aporte de ATP será suministrado por el sistema aeróbico.

Resumiendo, el continuo energético en el que se encuentran enmarcadas todas las actividades deportivas es el siguiente:

ATP-FC—–ATP-FC y sistema del ácido láctico—-sistema del ácido láctico y sistema aeróbico—-sistema aeróbico.

Lo que hace que un deporte esté en una parte del continuo y otro en otra es el tiempo de la prueba. Pruebas cortas del lado izquierdo y pruebas de larga duración del lado derecho.

Esta información es vital para el desarrollo de programas apropiados de entrenamiento por dos grandes razones; primero porque el conocimiento del sistema energético que predomina en nuestro deporte nos permite deducir los tiempos de descanso correctos entre estímulos (series) y entre las sesiones de entrenamiento, segundo, porque si sabemos de dónde proviene la energía que usamos en nuestra especialidad deportiva, podemos calcular la cantidad y el tipo de nutrientes que más nos convenga consumir, dependiendo de la fase de entrenamiento en que nos encontremos, ¿o por qué creen que varía tanto la dieta en fase de volumen a la que se sigue en fase de definición?

Si mi deporte es el fisicoculturismo o el fitness en general, y sé que el sistema energético que predomina es el del ácido láctico y además sé de dónde obtiene este sistema la energía para resintetizar ATP ¿qué nutriente debe de predominar en mi dieta? ¿Proteínas o carbohidratos? ¿Y en qué cantidades? ¿Y el descaso? ¿Cuántas horas para volver a entrenar un mismo músculo o grupo muscular y agarrarlo en plena sobrecompensación? Todas estas preguntas tiene su respuesta en la bioenergética porque si lo pensamos bien, no se trata de fisicoculturismo o fitness o atletismo, ni siquiera de hormonas esteroideas, peptídicas, miméticas o análogas  ni mucho menos de complementos o suplementos alimenticios; no señores, tratándose de deporte ENERGÍA ES EL NOMBRE DEL JUEGO.

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