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Cómo se obtiene el ATP, la energía que mueve al Runner

ATP: La energía que mueve al Runner
ATP: La energía que mueve al Runner por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com
Escrito por Teodoro Vázquez

La actividad deportiva es uno de los procesos que más energía consume. El (aparentemente) simple acto de correr, es propiciado por el movimiento de un sinfín de palancas, accionadas por la sincronización perfecta entre músculos y huesos mediante impulsos nerviosos.

Para generar los impulsos nerviosos y movilizar todo este mecanismo musculoesquelético, el cuerpo humano utiliza la energía (ATP) que obtiene de los nutrientes que ingerimos. Pero, ¿sabes cómo se obtiene el ATP, la energía que mueve al Runner, a partir de los alimentos?

En este artículo te explicaré cómo tu cuerpo es capaz de transformar los alimentos mediante procesos químicos complejos en moléculas de ATP, generando así la energía necesaria para realizar todas las actividades que realizas. ¡Descúbrelo!

Mitocondrias: las centrales energéticas de la célula

Partes de la mitocondria

Partes de la mitocondria por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com

La asociación simbiótica entre la célula y la mitocondria ocurrida hace millones de años fue un gran paso para la evolución de la vida, a partir de este momento la célula adquirió autonomía propia, es decir tenía su propia central de energía y además recargable.

Un mililitro de mitocondrias desarrolla una potencia de 1 watio, consume 4,32 litros de oxigeno, produce 20 kilocalorías de calor, sintetiza alrededor de 1,25 Kg. de ATP degradando 5 gramos de glucosa.

La respiración celular

Tiene como finalidad obtener de energía a través de una serie de reacciones de oxidación-reducción (transferencia electrónica).

El ser humano en reposo consume aproximadamente 40 Kg. de ATP al día y una persona que hace deporte consume ½ Kg. más por minuto de práctica.

La respiración celular

La respiración celular por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com

Los nutrientes

Hidratos de carbono (o glúcidos)

Provenientes del mundo vegetal, los hidratos de carbono se degradan en monosacáridos como productos finales, son llevados al hígado y los músculos donde se transforman en glucógeno.

Las grasas (o lípidos)

El organismo emplea las grasas para obtener energía, pero en este caso se trata de una reserva energética orientada más a largo plazo.

Las proteínas

Aportadas por la dieta, deben ser degradadas en el estómago por enzimas reduciéndose a aminoácidos. Éstos constituyen el elemento estructural básico de todas las células de nuestros tejidos. La generación de energía (ATP) no es, por tanto, la finalidad principal de las proteínas, salvo en circunstancias excepcionales, sino de las grasas e hidratos de carbono.

El metabolismo

El organismo ha evolucionado de tal manera que puede utilizar tanto procesos aeróbicos (con Oxígeno) como anaeróbicos (sin Oxígeno) para obtener energía. En ambos casos, el inicio del proceso parte de la molécula de glucosa, la cual se debe romper para obtener energía (ATP).

1 molécula de glucosa en condiciones anaeróbicas produce 65 calorías.
1 molécula de glucosa en condiciones aeróbicas produce 656 calorías.

Nuestro organismo consume 160 gramos de glucosa al día. La cantidad de glucosa que podemos almacenar es de unos 190 a 200 gramos entre el glucógeno hepático y el glucógenos del músculo esquelético y de 15 a 20 gramos en el resto de fluidos corporales. Esto quiere decir que tenemos reservas para un día, por ello hay que estar continuamente sintetizándola.

Cada molécula de ATP produce 30,6 kilojulios y esta energía se libera cuando uno de los enlaces de fósforo (-P) se rompe. El ATP no se usa para almacenar energía, sino como un donador inmediato, siendo su duración de tan solo un minuto.

Los principales sistemas de obtención de energía son:

  • El sistema de Fosfágenos o Anaeróbico Aláctico.
  • El sistema del Glucógeno: Glucólisis Anaeróbica o Fermentación Láctica.
  • El sistema Oxidativo: Glucólisis Aeróbica-Ciclo de Krebs-Transporte
    de electrones-Fosforilación Oxidativa.

Sistema de Fosfágenos

El sistema de Fosfágenos obtiene energía por rotura directa de los enlaces de fósforo.
El organismo tiene la capacidad cuando tiene una demanda rápida, brusca y grande de energía de obtenerla por dos caminos:

  • De la molécula de Adenosín Trifosfato (ATP).
  • De la molécula de Fosfocreatina.

A partir de moléculas de ATP (Adenosín trifosfato) mediante su hidrólis, obtenemos unas 7.000 calorias por mol.

ATP + H2O ——————————– ADP + P (+Energía)

La cantidad de ATP que se puede almacenar en los músculos es muy pequeña, solamente nos da para mantener la potencia muscular durante unos 3 segundos, es decir para correr unos 25 metros.

A partir de moléculas de Fosfocreatina (PC) por rotura del enlace de fósforo se genera energía ATP, en cantidad superior al proceso anterior, del orden de 10.300 calorías por mol.

El cuerpo tiene entre 2 y 4 veces más Fosfocreatina que ATP. La utilización de esta vía nos proporciona suficiente energía para recorrer unos 75 metros, es decir, podemos mantener la potencia muscular de 7 a 8 segundos.

Por ambas vías simultáneamente nuestro cuerpo es capaz de obtener energía de una manera explosiva e intensa para un período de 8 a 12 segundos, es decir para recorrer unos 100 metros.

Metabolismo energético

Metabolismo energético por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com

Sistema del Glucógeno

El glucógeno almacenado en el hígado y en el tejido muscular, se desdobla en glucosa en un medio con déficit de O2.

Glucólisis Anaeróbica o Fermentación Láctica: en ausencia de oxígeno

El tejido muscular utiliza con frecuencia el camino de la fermentación láctica o glucólisis. Se forman moléculas de ATP a una velocidad 2,5 veces mayor de la que proporciona el mecanismo oxidativo de la mitocondria. Se utiliza en esfuerzos intensos y de corta duración.

La acción combinada de los dos sistemas, permiten a los músculos generar movimiento durante los primeros minutos de intensidad elevada.

Ciclo de Cori

Ciclo de Cori por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com

Para profundizar más en este tema te recomiendo que leas mi entrada sobre la importancia del ácido láctico en el organismo.

Sistema Oxidativo: en presencia de oxigeno

La glucosa transformada en dos moléculas de piruvato cuando están en presencia de oxigeno pasan al interior de la mitocondria y siguen un camino distinto al anterior, llamado Ciclo de Krebs, del Ácido Cítrico o de los Ácidos Tricarboxílicos

ATP: El ciclo de Krebs

ATP: El ciclo de Krebs por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com

El balance final por molécula de glucosa de este ciclo es de 2ATP+4CO2+6 NADN+2FADH2, siendo estos dos últimos compuestos coenzimas transportadoras de electrones de alta energía y las responsables de trasladar los electrones al siguiente paso, el Sistema de Transporte de Electrones.

Sistema de Transporte de Electrones y Fosforilación Oxidativa

Se desarrolla en la membrana interna de las mitocondrias. Se trata realmente de un proceso de transferencia electrónica que conserva gran parte de la energía libre de los electrones en forma de energía de enlace fosfato (ATP). Para entender mejor la Fosforilación Oxidativa, te recomiendo ver el siguiente vídeo.

Conclusiones

La eficiencia de todos los procesos descritos juntos: Glucólisis (por la vía aeróbica), Ciclo de Krebs, Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa, es la obtención de 36 ATP a partir de una simple molécula de glucosa, lo cual permite a las células del tejido muscular obtener suficiente energía para realizar trabajos de gran intensidad y larga duración.

6 CO2 + H2O + 36 ATP

A modo de resumen, he realizado la siguiente tabla relacionando el grado de intensidad de la actividad física que desarrollemos y el sistema de obtención de energía que utilizará nuestro organismo para satisfacer la demanda energética.

ATP: Tabla de Sistemas Energéticos

ATP: Tabla de Sistemas Energéticos por Teodoro Vázquez en blogdelrunner.com

Si la actividad física se prolonga, la potencia va disminuyendo hasta el punto que se produce un perfecto acoplamiento del Sistema Cardio-Respiratorio y el Sistema Nervioso Vegetativo, por lo que las contracciones musculares se harán más espaciadas, llegándose a un estado estable donde los procesos de degradación se igualan a los procesos de síntesis y la demanda de oxígeno se hace muy pequeña. Tanto es así, que en las carreras de larda duración se pasa muy fácilmente de una potencia a otra, según los obstáculos que se van encontrando a lo largo del recorrido. De esta manera se pueden realizar grandes esfuerzos durante períodos largos de tiempo.

 

Espero que este artículo te haya resultado interesante, y te permita conocer mejor la forma en que nuestro cuerpo obtiene la energía que utilizas para correr, pensar y en definitiva, para estar vivo. De esta forma comprenderás que el cuerpo humano es un regalo maravilloso, una máquina perfecta. ¡Cuídalo!

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En un próximo artículo te hablaré acerca del siguiente paso: Cómo transforma el cuerpo la energía (ATP) en movimiento muscular. ¡No te lo pierdas!

Saludos,
Teodoro Vázquez

Sobre mí

Teodoro Vázquez

Soy Corredor Minimalista Evolutivo. Desde 2007 llevo recorridos más de 37.000 km. Como minimalista 30.000 km. Los últimos 20.000 km sin lesiones y recorriendo más de 5.000 km al año.

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4 Comentarios

  • uff, increíble lo que ocurre dentro de nuestro organismo y más increíble aún el no darnos cuenta de nada y que se realice todo de manera automática o por llamarlo de otra manera "inconsciente". en serio, INCREÍBLE,
    Teodoro, te sigo desde hace poco tiempo, pero en tus entradas, veo que eres una persona muy estudiosa y precisa,… vamos, que no te conformas con saber que un hecho ocurre, sino que quieres saber, además, como ocurre.
    Desde que corro de manera habitual, hace ya 3 años, de los cuales 2 minimalista, me planteo una cuestión , ¿cuando o cuanto tiempo tardará mi cuerpo en asimilar mi nueva condición de corredor? es decir, cuando podré realizar distancias largas, 30 o 40 kilometros, sin excesivos dolores musculares, ni durante ni despues de la actividad.
    Ya dejé atrás lo que llamo, el primer escalón del runner, que es obsesionarse con el crono y querer correr 20 kilometros, al mes siguiente de empezar a incluir la carrera en tu vida como algo habitual. Ahora corro mas con filosofia "Zen",… para que nos entendamos.
    Desde luego la prisa es lo peor que te puede pasar si quieres ser simplemente un corredor, y quizas por esto no tenga mucho sentido ni hacer la pregunta que he hecho… pero… pongamos que no es por prisa, sino, mas bien , por curiosidad, ya que , sabemos que al final el cuerpo se adaptará a tu nueva forma de vivir.
    Tambien quiero preguntar tu opinón sobre ¿porqué mi limite de tiempo sin dolores está en dos horas y media? a partir de aquí empiezan los dolores de rodillas, articulaciones, posturales, ¿que se puede hacer para estar mas tiempo corriendo?, será, por ejemplo, …correr mas veces una hora y media, para fortalecerme mas. y entonces porqué dicen que un principiante puede correr una maraton con 18 semanas de entrenamiento, ¿que opinas de esto? , yo no aguanto ni 3 horas corriendo y llevo 3 años corriendo 30 o 40 kilometros a la semana…. ¿que pasa aquí , ? hay muchas contradicciones.

    Quizas lo lógico, sea simplemente correr y no tener nada mas encuenta.

    Gracias

    • Estimado Gerardo, me alegra saber que eres un seguidor de mi blog y que compartes conmigo el mismo interés por aprender más cosas sobre nuestro maravilloso cuerpo, con tanta frecuencia maltratado.

      Ya veo que estás consolidado como un runner después de tres años y que pretendes lanzarte a correr grandes distancias. No me dices en tu comentario cuál es la longitud de tus salidas actualmente. Te puedo decir que para adquirir una buena condición física para afrontar ese objetivo es necesario que reduzcas el número de salidas y aumentes el recorrido, con la única finalidad de aumentar tu resistencia aeróbica. Esto es la clave del éxito.

      Te recomiendo que sigas estos pasos:

      • Empezar haciendo salidas de 10, 15, 18 km de media anualmente he ido incrementando la distancia media año tras año, actualmente estoy en una media de 21 km al año por salida.

      • Además tres o cuatro veces al mes debes salir a correr dejando un intervalo de 10 a 12 horas, es decir, hacer un recorrido el doble del habitual en menos de un día.

      • Otra acción complementaria es planificar los entrenamientos descansando dos días seguidos y entrenar tres o cuatro también seguidos, contemplando lo que te he comentado antes de dejar solamente 12 horas entre dos de estos entrenamientos.

      • El remate está en intentar hacer entrenamientos mensuales cada vez más fuertes, es decir superar los trescientos kilómetros. En mi caso estoy en 400 km. al mes (puedes ver mi evolución anual entrando en mi perfil de Strava).

      De esta manera el día que quieras puedes lanzarte a realizar salidas de 30 ó 40 km. ya que tu musculatura, articulaciones, sistema cardiovascular y respiratorio estarán perfectamente adaptados a ese esfuerzo y te resultará fácil hacer esos recorridos.

      Pero recuerda, no tengas prisa deja que tu cuerpo se adapte lenta y progresivamente y no tendrás problemas. Espero haber dado contestación a tu comentario y ya me dirás que tal te ha ido.

      Me tienes a tu disposición, un saludo.

      Teodoro

      • Gracias, me gusta y comparto la idea de tomarse los objetivos a años vista. Sin duda Teodoro, la constancia y el incremento medio anual de kilómetros por salida es la clave. Se que los 40 kilómetros caerán solos , con garantía de éxito, es decir, sin dolor, dentro de 3 o 4 años.
        Un saludo

        • Hola Gerardo, exactamente es mejor dejar que el cuerpo sea el que te marque las pautas. Actualmente tengo 60 años y llevo 3 años por encima de los 4.000 kms anuales y este año espero estar en 4.500 kms. No tengas prisa.

          Un saludo y disfruta corriendo.