Sustratos energéticos utilizados por el músculo esquelético para la contracción

Según el momento, la contracción, la duración del esfuerzo, la intensidad, el tipo de fibra muscular y la disponibilidad de sustratos, la fibra muscular utiliza uno u otro combustible.

Estos serian:

  1. ATP
  2. FOSFOCREATINA
  3. GLUCOSA
  4. ÁCIDOS GRASOS
  5. AMINOÁCIDOS
  6. CETOACIDOS

Se obtienen primeramente de la fibra muscular y después de las reservas hepáticas y del tejido adiposo.

ATP (ADENOSIN TRIFOSFATO):

  • ESTRUCTURA Y FUNCION

Para que se lleve a cabo cualquier trabajo biológico (secreción, conducción, contracción etc.) las células requieren energía. Esta energía se obtiene de la degradación de un compuesto
llamado Adenosin Trifosfato (ATP) que se transforma en Adenosin difosfato liberándose un fosfato y Energía utilizable (se liberan unas 8 kilocalorías, por cada mol de ATP descompuesto). Ya que la Energía utilizable se obtiene del ATP, todos los alimentos deben degradarse en diversas reacciones bioquímicas para sintetizar finalmente moléculas de ATP.

  • ESTRUCTURA QUÍMICA

Se trata de un compuesto químico en el que están ligados tres componentes

  1. Base Nitrogenada Adenina
  2. Un monosacárido de 5 átomos de carbono Ribosa
  3. 3 Átomos de ácido fosfórico

Estos tres componentes forman lo que se llama un Nucleotido que en este caso { base nitrogenada (adenina) + azúcar (pentosa) + 3 fosfatos} se denomina Adenosin Trifosfato.
De los tres enlaces que unen los átomos de ac.fosfórico son ricos en energía los dos últimos (δ y β) liberando su ruptura unas 8 calorías por mol de ATP.

  • FUNCION

Cuando la célula requiere energía para realizar su función el ATP se rompe por su enlace δ liberando E. y transformándose en ADP. Pero la cantidad de ATP es muy pequeña y se agota
rápidamente por lo que la célula realiza el proceso inverso transforma el ADP + P en ATP utilizando para ello la energía la energía que se obtiene de la degradación de los nutrientes y como compuesto intermedio la Fosfocreatina ( PC ).

  • VIAS DE OBTENCION DE ENERGIA

El ATP como hemos visto, es la fuente inmediata de energía para producir la contracción muscular y se obtiene a través de tres rutas o vías metabólicas, las dos primeras de naturaleza anaeróbica ( sin presencia de oxígeno ) y la tercera aeróbica.

  1. Sistema de los fosfágenos o vía anaeróbica alactica
  2. Glucolisis anaeróbica o vía anaeróbica láctica
  3. Vía aeróbica u oxidativa

SISTEMA DE LOS FOSFÁGENOS ATP – PC:

Es el sistema de aporte energético más inmediato cuando se inicia una actividad física, se obtiene energía sin necesidad de oxigeno y sin producir sustancias residuales.
La célula muscular al iniciar el trabajo “ echa mano” en primer lugar del ATP que se encuentra en el músculo para obtener la energía necesaria para la contracción sin embargo la cantidad de ATP muscular es muy pequeña (5 – 6 milimoles / Kg. músculo fresco ) y solo permite realizar un trabajo intenso durante 6 seg. Inmediatamente después el músculo resintetiza el ATP a partir de otro compuesto que está en el músculo llamado Fosfocreatina que pierde el grupo fosfato pasando a Creatina.
La cantidad de Fosfocreatina muscular también es pequeña (16 m moles / Kg. de músculo ) y permite aportar E. para mantener el ejercicio hasta 25 ó 30 seg.
Si bien se agotan pronto estas reservas, también se recuperan de forma rápida en el periodo de descanso. Se recupera hasta el 80 – 90 % del valor inicial durante el primer minuto de reposo.

GLUCOLISIS ANAERÓBICA O VÍA ANAERÓBICA LÁCTICA:

Cuando las reservas de ATP – PC se agotan el músculo resintetiza ATP a partir de la glucosa, en un proceso químico de degradación de este azúcar que se denomina Glucolisis. La glucosa que se utiliza inicialmente está dentro del músculo en forma de glucógeno muscular y posteriormente procede del glucógeno hepático o de la existente en el torrente sanguíneo.
Esta ruta metabólica se realiza en el citoplasma, tiene un rendimiento de 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y como producto desecho se libera ácido láctico, que se acumula en músculo y sangre provocando una gran fatiga muscular. Este sistema se utiliza entre los 30 seg. y los 2 – 3 minutos de trabajo intenso.
El acúmulo de ac. láctico resulta limitante para poder continuar con el ejercicio y precisamente una de las adaptaciones fisiológicas al entrenamiento es el aumento de la tolerancia a este compuesto.

VÍA AERÓBICA Y OXIDATIVA:

Los nutrientes, sobre todo glúcidos y lípidos, las proteínas solo en casos excepcionales se degradan hasta Acetil coenzima A y se introducen en la mitocondria donde se inicia una ruta metabólica en la que es imprescindible la presencia de oxígeno y en la que los nutrientes se descomponen hasta CO2 y H2 O y se obtienen en total 38 moléculas de ATP si el combustible es la glucosa y bastantes más si se utiliza un ácido graso por ej. 135 ATP si se degrada el ac. palmítico.
La producción de energía mediante esta vía se inicia cuando empieza el ejercicio pero no se completa hasta tres minutos después, aunque puede continuar mientras duren los nutrientes y llegue suficiente oxígeno a las células. Mientras el músculo consume energía la va reponiendo continuamente y se puede mantener el esfuerzo durante mucho tiempo dado que los productos de desecho son completamente inocuos para la célula ( CO2 que se elimina por la respiración y Agua que es un componente celular). Es la vía de aporte energético única para ejercicios prolongados que superen los 3 minutos de duración.

RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LA GLUCOLISIS ANAERÓBICA Y AERÓBICA Y DE LA OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS:

  1. Por cada mol de Glucógeno ( 180 gr. ) se obtienen 38 ATP. Si analizamos el rendimiento en calorías se observa una perdida energética. Si cada gr. de glucosa oxidado rinde casi 4 calorías
    como hemos visto la oxidación de los 180 gr. debe generar unas 700 calorías ( concretamente genera 686 ) sin embargo de esta energía atrapamos en forma de ATP unas 300 ( 38 ATP x 8
    calorías ) El resto ( algo más del 50%) se elimina en forma de calor. ( efecto del calentamiento).
  2. Por cada mol de ac. Palmítico ( 256 gr. ) se obtienen 135 ATP. 2.304 cal. de las cuales algo más del 50% se disipan en forma de calor.

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