Sistemes [1]..

Sistemes energètics bàsics Definició de metabolisme: conjunt d’intercanvis físics i químics que permeten transferències d’energia i que es desenvolupen a l’organisme, incloent el creixement, el manteniment i les transformacions físiques i químiques”.

Energia per l’activitat cel·lular Tenint en compte que qualsevol tipus d’energia es degrada finalment en calor, la quantitat d’energia alliberada en una reacció biològica es calcularà a partir de la calor produïda. En els sistemes bioquímics (el nostre organisme per exemple), es mesurarà en kilocalories (Kcal). Per definició, una Kcal equival a la quantitat d’energia requerida per a elevar la temperatura d’1 Kg d’aigua des d’1º fins a 15º centígrads. Una comparació: la combustió d’un llumí, allibera 0,5 Kcal, en canvi 1 gram d’hidrats de carboni, allibera 4 Kcal. Els aliments es componen bàsicament de carboni, hidrogen, oxigen i, en el cas de les proteïnes, a més, nitrogen. Els aliments no es fan servir directament per a produir energia, sinó que es descomponen dins l’organisme per a poder passar aquests nutrients a la “moneda de canvi” que el nostre cos utilitza per a produir energia. Estem parlant de l’ATP (Adenosin-Tri-Fosfat).

Una molècula d’ATP està composta d’adenosina (una molècula d’adenina enganxada a una de ribosa), combinada amb tres fosfats.

Cada un dels sistemes d’obtenció d’energia que a continuació s’expliquen, cal tenir present que actuen simultàniament al nostre organisme, segons la duració de l’esforç, predomina una via o una altra, més endavant entrarem en alguns conceptes més.

Sistema ATP-PC És la via d’obtenció d’energia més senzilla de què disposa l’organisme, i que gràcies a aquesta senzillesa, és capaç d’activar-se immediatament després de la recepció de la ordre del Sistema Nerviós Central (SNC). D’aquesta manera, quan el múscul rep la ordre de posar-se en marxa, ja sigui per efectuar un salt, per començar a córrer, nedar, pedalejar, etc, posa en funcionament el sistema de ATP-PC

Tal com hem explicat abans la composició de l’ATP, una vegada es trenca el tercer fosfat de la cadena de ATP, la alliberació d’energia que aquesta ruptura suposa, és aprofitada pel múscul per a la contracció muscular. Arribats a aquesta punts, els productes resultants de la reacció són: Energia per a la contracció muscular, una molècula de fosfat lliure, i una de ADP (adenosin-di-fosfat). Un apunt: Cada mol d’ATP, al trencar-se l’enllaç del tercer fosfat, mitjançant la enzima ATPasa, s’alliberen 7,6 Kcal. Però és clar, el sistema per a obtenció d’energia a través de l’ATP, té una duració molt limitada i, per tant, ha d’anar acompanyat de la PC (fosfocreatina o fosfat de creatina). Aquest compost està format per una molècula de creatina i un fosfat, que al trencar-se l’enllaç que les uneix (gràcies a la creatincinasa (CK)), allibera la quantitat d’energia necessària per a tornar fabricar l’enllaç inicialment trencat, unint el nou ADP amb el fosfat que havia quedat deslligat i, per tant, tornant a obtenir ATP. Aquest sistema d’energia tan sols té reserves per a uns 15 segons màxim a la màxima intensitat. Alguns estudis han defensat la possibilitat que esportistes d’èl·lit, especialitzats en distàncies curtes, puguin arribar als 20 segons d’esforç gràcies a aquesta via d’obtenció d’energia. Tot el procés no necessita cap estructura específica per a ser dut a terme a l’interior de les fibres musculars. Aquest aspecte, juntament amb la senzillesa de les reaccions químiques, situen aquest sistema com la forma més ràpida que el cos humà té per a obtenir energia. Aquest conjunt de reaccions, tampoc comporten la formació d’un compost clau a la hora de valorar el rendiment de l’esportista, l’àcid làctic. Per aquest motiu, i a la no presència d’oxigen a les reaccions, aquesta s’anomena, dins les diferents vies d’obtenció d’energia, com a via anaeròbica alàctica. Per això, per a poder mantenir l’esforç durant més temps, es fan necessaris altres sistemes d’obtenció d’energia.

Sistema glucolític. Per a disposar-ne, a l’interior de les fibres musculars, es troben els magatzems d’hidrats de carboni del nostre organisme, guardats en forma de glucogen muscular. A més, constantment en la circulació sanguínia, la glucosa, pot accedir ràpidament a l’interior de la fibra per a ser utilitzada com a energia per a la contracció muscular. Gràcies a 12 reaccions químiques, el glucogen aporta energia per a la contracció, arribant a un producte que finalment marcarà, en gran mesura, les possibilitats per a mantenir l’esforç de forma més o menys perllongada, estem parlant de l’àcid làctic. Per parts. La combustió del glucogen, es pot realitzar amb o sense oxigen.

El resultant d’aquestes 12 reaccions químiques, és un compost final anomenat àcid pirúvic. Quan parlem de combustió de glucogen sense oxigen, aquest àcid pirúvic, mitjançant les enzimes encarregades, es convertirà en àcid làctic. Aquest residu, degut a la seva elevada acidesa, fa variar les condicions de l’interior del múscul, és conduït ràpidament al torrent sanguini. Un cop ha arribat a la sang, el compost es dissocia en hidrogenions i un compost semblant a una sal blanca anomenada lactat. Arribat a cert nivell de concentració d’aquest residu a la sang, (en esportistes d’èl·lit fins i tot s’han registrat quantitats de 28 mmols per kg de pes corporal), s’activen uns sistemes d’alarma de l’organisme per a evitar que aquesta acidesa arribi a ser tòxica, fent-se insoportable la sensació de dolor muscular i simultàniament inhibint el funcionament d’una d’aquestes 12 reaccions químiques anomenades anteriorment i, per tant, tallant parcialment aquesta via de subministrament d’energia. Mitjançant l’entrenament i la alimentació adequada, es busca una major capacitat per a suportar les sensacions desfavorables de acidificació del múscul i la sang, així com l’intent d’augmentar les reserves de glucogen muscular, amb l’objectiu de poder obtenir més energia en esforços de curta durada (entre 15 i 90 segons) i elevades intensitats. Per cada mol de glucogen degradat sense oxigen, s’aconsegueixen 3 ATP. A l’haver-se de realitzar fins a 12 reaccions químiques per a la obtenció d’energia mitjançant el metabolisme anaeròbic làctic, aspecte que endarrereix les seves possibilitats d’actuació, aquesta via estarà disponible per al seu òptim funcionament passats 10-15 segons des de l’inici de l’esforç físic, arribant al seu moment de màxima potència, cap als 45 segons. A partir d’aquest moment, la via aeròbica comença a agafar un major protagonisme a mesura que avança l’esforç.

Via d’obtenció d’energia aeròbicament. L’oxigen és l’element clau per a entendre completament els sistemes de producció d’energia del nostre organisme. De la seva presència o absència se’n deriva el desencadenament d’una o altre sèrie de reaccions químiques amb l’objectiu final de produir ATP. En l’instant que es llancen senyals als músculs perquè comencin a moure l’aparell locomotor, ja es requereixen certes quantitats d’energia, en funció de la intensitat de les contraccions. Posteriorment, en funció del temps que duren aquestes contraccions, les demandes energètiques també aniran variant. La intensitat i la duració, les dues variables que defineixen la càrrega d’entrenament. Per tant, les dues variables de les què depèn la despesa energètica. Quan aquesta despesa energètica es fa mitjançant reaccions en les què hi intervé l’oxigen, passen a denominar-se esforç aeròbic. Dins de l’esforç aeròbic, existeixen dues possibilitats ben diferenciades a l’hora d’obtenir energia. Per una part, la combustió dels hidrats de carboni, i per altra part, la combustió de les grasses.

Oxidació dels hidrats de carboni. A partir de la glucosa o del glucogen, s’aconsegueixen una sèrie de reaccions químiques. Mitjançant la glucòlisi, la glucosa o glucogen passa a formar àcid pirúvic. Amb la presència d’oxigen, aquest es metabolitza en Acetil-Coenzima A. Aquest compost entra llavors al cicle de Krebs, i des d’aquí, els productes resultants passen a la cadena de transport d’electrons, on finalitza el procés d’obtenció d’energia a partir del glucògen o glucosa tractats amb oxígen. Gràcies a aquesta via energètica, obtenim 39 molècules d’ATP per cada mol de glucogen.

Oxidació de les grasses. Si bé, el resultat final de la combustió de les grasses aporta una quantitat total de 129 molècules d’ATP, la necessitat d’oxigen per a dur a terme la gran quantitat de reaccions químiques de la oxidació de les grasses, és 4 vegades major que en el cas dels hidrats de carboni, ja que l’estructura dels àcids grassos és molt més complexa que la dels HC. Per aquest motiu, la via energètica més econòmica per a l’organisme tenint en compte el resultat de les reaccions químiques i les necessitats d’oxigen per a desencadenar-les, és la oxidació dels hidrats de carboni, si bé, la oxidació de les grasses és essencial en esforços sostinguts durant hores a baixes o mitges intensitats.

Característiques de les vies d’obtenció d’energia, conceptes a tenir en compte: Capacitat de la via: Es tracta de la quantitat d’energia que una via pot arribar a donar com a màxim fins arribar a l’esgotament. Potencia de la via: És la màxima energia per unitat de temps que una via pot arribar a donar. Inèrcia de la via: Temps que una via tarda en posar-se a funcionar al 100% de les seves possibilitats. Duració de la via: Relacionada directament amb la capacitat de la via, es refereix al temps que una via pot estar funcionant a ple rendiment, fins arribar a l’esgotament total de la energia que pot aportar. Recuperació de la via: Temps que requereix la via, després d’haver estat buidada completament, per a tornar a “omplir-se” al màxim de les seves possibilitats.