Es importante conocer qué medios tiene el cuerpo para obtener energía en cada situación, de modo que puedas aprovechar al máximo estos procesos para cumplir con tus objetivos: reducción de grasa, control de la glucosa (ejemplo real de glucosa como combustible -con MCG-), ganar músculo, maximizar el rendimiento deportivo o luchar contra los enemigos silenciosos de la alimentación moderna.
La contracción muscular y, por tanto, todo tipo de ejercicio y movimiento, es dependiente de la degradación del trifosfato de adenosina (ATP) y la liberación resultante de energía libre en las células del cuerpo.
Quédate con que el ATP es la fuente de energía del cuerpo, ya que leerás el término varias veces en este artículo.
La cantidad de ATP que los músculos almacenan es pequeña y, por tanto, las células musculares necesitan de otros mecanismos para proveer ATP durante la contracción muscular de cierta intensidad.
Entre ellos se encuentra el almacenamiento de energía en moléculas más complejas como glucógeno (glucosa) y triglicéridos (grasas) que podrán ser transformadas en ATP. También, la posibilidad de modificar el metabolismo en momentos de mayor demanda de ATP, lo que permite un flujo mayor de energía. Para esta tarea el tejido muscular es muy eficiente, puede modificar la tasa metabólica mucho más que cualquier otro tejido dependiendo de la demanda de uso que se le requiera.
Las células generan dicha energía en forma de ATP mediante 3 sistemas, que se diferencian en cómo cada uno convierte el combustible disponible en ese ATP y en cómo se activan, en mayor o menor medida según la intensidad y el tiempo de ejercicio, como veremos más adelante.
Por otro lado, la fatiga es un método del cuerpo para evitar que sigamos utilizando un músculo y agotemos el ATP, lo que podría llevar a daños irreversibles en ese músculo.
Ahora te explicaré los sistemas energéticos. Puede ser que te interese la teoría y quieras quedarte con los nombres, pero sino, lo realmente importante es que te quedes con los combustibles que se usan y lo que sucede en tu cuerpo según el tipo de ejercicio y su duración.
Sistemas energéticos
Aunque un artículo de investigación (recuerda la pirámide de la evidencia de la investigación científica para ver la relevancia de este tipo de artículos) propone cambiar el paradigma tradicional de los 3 sistemas energéticos a uno enfocado en 4, que incluye variables adicionales como el tipo de fibras musculares involucradas en el esfuerzo, creo que la aproximación tradicional nos vale perfectamente para entender este tema sin añadir complejidad adicional y saber cómo aprovechar los sistemas energéticos a nuestro favor en cada situación. De todas formas, ahí te lo dejo por si quieres ahondar más.
Los 3 sistemas tradicionales son: el Sistema anaeróbico aláctico o sistema de fosfágenos (ATP-PCr), el Sistema anaeróbico láctico (glucólisis) y el Sistema aeróbico o respiración mitocondrial (oxidativo).
Todos ellos actúan en alguna medida en cualquier tipo de ejercicio o demanda de energía, pero según cómo sea la intensidad y duración de dicho ejercicio o demanda, los porcentajes de implicación de cada uno variarán.
En las siguientes secciones hablaré de intensidad del ejercicio. Aunque esta varía según la persona y su nivel de entrenamiento, para que puedas entender las implicaciones en cada sitio, podemos definir las intensidades según esta tabla:
| Intensidad | Ritmo de ejercicio | Ejemplos |
|---|---|---|
| Baja | Que podamos mantener con soltura durante muchos minutos (incluso horas) | * Caminar a ritmo rápido * Trote lento * Ir en bici despacio |
| Media | Que podamos mantener durante unos cuantos minutos sin modificar su intensidad | * Correr a ritmo más alto * Levantar pesos ligeros * Nadar a ritmo suave |
| Alta | Que podamos mantener sólo unos segundos o, como mucho, unos pocos minutos | * Carrera rápida (sprints) * Levantar pesos pesados * HIIT (y similares) |
Desarrollemos cada uno de los sistemas:
Sistema anaeróbico aláctico o sistema de fosfágenos (ATP-PCr)
Es un sistema usado para actividad muscular intensa de corta duración, como el arranque de un sprint, un salto o en el entrenamiento de fuerza explosivo.
Para proporcionar al músculo unos segundos de contracción explosiva, este sistema genera ATP (la energía comentada anteriormente) adicional de forma inmediata usando las reservas de un compuesto que tenemos en los músculos llamado fosfocreatina o fosfato de creatina (PCr).
Como estas reservas son pequeñas, se puede mantener el esfuerzo durante un máximo de unos 10 segundos a la máxima intensidad que puedas soportar y unos 30 segundos a un 70% de esa intensidad máxima.
Según un artículo de investigación, la regeneración de PCr se produce completa en algún momento entre menos de 5 minutos y unos 15 minutos, según el tipo de ejercicio realizado y el tipo de fibras musculares involucradas -de contracción lenta (slow twitch) o rápida (fast twitch)-. Además, en el gráfico de debajo, se puede apreciar una recuperación más rápida cuando se agotan menos reservas (-· ·-· ·-) que cuando se agotan casi al completo (- – – -):
Tras realizar el ejercicio intenso, se activa un sistema de regeneración de PCr rápido, que, para el caso de las fibras de contracción lenta, provee dicha regeneración hasta niveles de un 65% aproximadamente en tan solo 1,5 minutos (unos 6 minutos para el caso de las fibras de contracción rápida), para luego actuar un sistema de regeneración lento, que eleva los niveles hasta el 100% en los tiempos comentados anteriormente.
Por tanto, si estás realizando sesiones de esfuerzo explosivo como sprints, Tabata (HIIT), levantamiento de pesas con bastante peso para, por ejemplo, ganancia de fuerza, estos tiempos te dan una indicación de cuánto debes de esperar para poder realizar una nueva serie con mayores garantías de éxito sobre tus objetivos de entrenamiento.
Por ejemplo, si no vacías tus reservas (lo que te hace partir de una base mayor y unos tiempos de recuperación más rápidos, como acabamos de ver) y descansas unos 2-3 minutos, lo normal es que puedas realizar otra serie a una intensidad similar que la anterior, independientemente del tipo de fibras musculares involucradas.
También ten en cuenta, que estos tiempos pueden variar según la persona: tu nivel de entrenamiento, alimentación, condiciones genéticas (se estima que el 1-2% de la población caucásica tiene cierta deficiencia en el sistema de fosfágenos, que le provoca calambres, dolor y fatiga temprana al realizar ejercicio), etc. Por tanto, lo ideal es que, partiendo de las referencias anteriores, vayas haciendo pruebas y midas cuál es tu punto ideal.
Para mejorar el desempeño de este sistema, podemos tomar un suplemento de monohidrato de creatina. Esto hará aumentar las reservas de PCr y mejorar el rendimiento, no solo por dicho aumento de las reservas de PCr, sino también por otros factores como un aumento del glucógeno muscular.
El cuerpo sintetiza la creatina de manera natural a partir de ciertos aminoácidos y también la obtiene de alimentos que lo contienen, sobre todo de carnes y pescados. Pero las cantidades necesarias de estos, para que nuestras reservas suban lo suficiente para notar efectos, son demasiado elevadas para que sea sostenible conseguirlo únicamente mediante la ingesta de dichos alimentos.
Este es uno de los suplementos más estudiados (artículo de revisión, artículo de revisión) y seguros dentro de la nutrición deportiva. Puedes encontrar más información aquí.
Sistema anaeróbico láctico (glucólisis)
En paralelo al sistema de fosfágenos, pero unos segundos después del comienzo de la contracción muscular, entra en juego el sistema anaeróbico láctico o glucolítico, el cual genera ATP a partir de la glucosa en sangre y las reservas de glucógeno de los músculos, mediante un proceso llamado glucólisis.
Este sistema permite una intensidad alta de ejercicio, aunque menor que el de fosfágenos.
El sistema glucolítico también funciona en situaciones de reposo y trabajo postprandial (todos los procesos que ejecuta el cuerpo después de comer). Pero una vez que empezamos a hacer ejercicio, la capacidad de absorber glucosa por parte del músculo aumenta entre 30 y 50 veces y la capacidad de síntesis de ATP para proveer energía mediante este sistema aumenta un 50%.
La producción de ATP mediante este sistema comienza casi al inicio del ejercicio o contracción muscular. Dependiendo de la intensidad del ejercicio, puede llegar a su máximo desempeño tan pronto como en 10-15 segundos si esta es alta o, si la intensidad es más baja, alrededor de los 60 segundos.
Posteriormente, se mantiene a un nivel elevado durante muchos segundos más, pudiendo seguir entregando energía hasta los 120-180 segundos (de nuevo, dependiendo de la intensidad del ejercicio).
Para que te hagas una idea, un atleta entrenado, puede mantener la entrega de energía mediante este sistema a una intensidad alta o muy alta durante esos 120-180 segundos. Para una persona menos entrenada, la intensidad del ejercicio deberá ser menor de cara a poder aguantar los mismos 2-3 minutos.
A diferencia del resto de sistemas energéticos, este sistema genera un ácido llamado lactato o ácido láctico como resultado metabólico de la glucólisis. Esto es debido a que no puede descomponer al completo cada molécula de glucosa para obtener energía, lo que provoca que se genere dicho ácido.
Aunque antiguamente se pensaba que el lactato era perjudicial y la mayor causa de la fatiga muscular, hoy en día se sabe que este es muy beneficioso durante el ejercicio intenso, entre otras razones, porque ayuda a que la generación de ATP no decaiga participando en una serie de reacciones químicas. No podríamos mantener ejercicio de alta intensidad más de 10 o 15 segundos sin la generación de lactato.
Por tanto, la fatiga, aún siendo un tema bastante estudiado, es bastante complejo. Simplificando, podemos definirla como una reducción en la entrega de ATP al músculo esquelético, lo que provoca la consecuente reducción de la capacidad del músculo de generar fuerza; y se produce en gran medida para prevenir que los niveles de ATP del músculo desciendan a niveles tan bajos que puedan producir daños permanentes en este.
Esta reducción de la entrega de ATP (y, por tanto, la aparición de la fatiga) en ejercicios que implican al sistema anaeróbico láctico, es, en parte producido por el debilitamiento temporal del metabolismo anaeróbico (debido al vaciado de las reservas de glucógeno) y a la acumulación en los músculos de subproductos de desecho (como iones de hidrógeno) derivados de dicho metabolismo.
La recuperación de dichos depósitos de glucógeno, tanto musculares como hepáticos, requiere de unas 24 horas para llenarlos completamente y de unas 5 horas para obtener un 39% aproximadamente (estudio). Para ello, la alimentación juega un papel importante, ya que una ingesta adecuada de carbohidratos nos va a permitir dicha total recuperación. Pero cuidado con pasarse con los hidratos de carbono, ya que no siempre más es mejor, hay un límite que el cuerpo puede utilizar para la resíntesis de glucógeno.
Esto quiere decir que con una alimentación adecuada y unas pocas horas de descanso, podríamos volver a utilizar el sistema anaeróbico láctico con cierta solvencia. Eso sí, hay que tener en cuenta no solo la energía que este sistema nos pueda proveer, sino el resto de procesos musculares involucrados que nos pueden requerir mayor tiempo de recuperación para volver a realizar un mismo tipo de ejercicio.
Una vez que este sistema no puede satisfacer la demanda de energía, el sistema aeróbico empezará a aportar cada vez mayor porcentaje, lo que implica que el rendimiento explosivo y la intensidad disponible para el ejercicio se van reduciendo.
Sistema aeróbico o respiración mitocondrial (oxidativo)
Por último, la respiración mitocondrial o sistema aeróbico, implica la combustión en las mitocondrias de las células de algún tipo de combustible en presencia de oxígeno para la generación de ATP y, por tanto, proveer energía.
Este sistema permite baja intensidad pero tiene alta capacidad. Comienza a funcionar de manera óptima a los 1-3 minutos del ejercicio y tiene una capacidad ilimitada. Esto es porque la gran mayoría de nosotros tenemos suficiente porcentaje de grasa acumulada (normalmente un mínimo de 10-12% en hombres y 17-20% en mujeres) disponible para su consumo por este sistema.
Los combustibles que utiliza pueden provenir de dentro del músculo (ácidos grasos libres, glucógeno almacenado y aminoácidos libres) o de fuera de este (ácidos grasos provenientes del tejido adiposo y glucosa en sangre proveniente de la comida ingerida o generada por el hígado).
Este sistema prefiere por norma general el uso de las grasas como fuente de energía. Sin embargo, en situaciones de ejercicio prolongado en donde se intente mantener una intensidad más elevada, el cuerpo buscará seguir usando glucosa. Si esta baja demasiado, usará los aminoácidos para generar glucosa adicional y así mantener sus niveles mínimos.
El músculo tiene un suministro disponible de aminoácidos (moléculas que, combinadas, forman las proteínas) y estos comprenden lo que se conoce como reserva de aminoácidos libres. Estos se pueden usar para actividades como su descomposición en forma de energía, generación de glucosa y otras. Sin embargo, la contracción muscular continua, especialmente cuando el suministro y/o provisión de carbohidratos es inadecuado, requiere el catabolismo proteico (ruptura y uso de las proteínas musculares) para mantener los aminoácidos libres. Esto puede implicar pérdida muscular.
Por tanto, el ejercicio prolongado (de al menos 1 hora sin parar), a una intensidad sostenible en el tiempo pero alta, en épocas de mala nutrición en carbohidratos, aumenta la degradación de proteínas y la oxidación de aminoácidos (estudio, estudio). Si haces ejercicio de este tipo, intenta tener tus reservas de glucógeno llenas antes de empezar e ingiere suficiente proteína de calidad (con adecuados aminoácidos) poco después de finalizar el ejercicio e incluso durante las 48 horas siguientes, para evitar la pérdida muscular.
El ejercicio intenso también aumenta la oxidación de aminoácidos, pero implica un catabolismo proteico insignificante debido a la naturaleza de corta duración de este tipo de ejercicio. Recuerda los tiempos máximos en los que los dos primeros sistemas pueden proveer energía en este tipo de ejercicio (unos 3 minutos en las mejores condiciones).
Combustible según la intensidad
Según la intensidad del ejercicio, predominará un tipo de combustible u otro (ver tabla debajo). Quédate con que a bajas intensidades predomina el uso de las grasas y, a partir de una intensidad moderada hacia arriba, cada vez se usa más glucosa. A altas intensidades, el sistema aeróbico también estará activo y utilizará primordialmente glucosa, pero su porcentaje de aporte en este caso será mucho más bajo en comparación con los otros dos sistemas.
Como en la tabla de arriba, verás referencias en otros sitios al MVO2 o VO2 máx o consumo máximo de oxígeno. Esta medida se refiere a la cantidad de oxígeno que el cuerpo puede utilizar durante el ejercicio.
Al ser una medida más complicada de obtener, podemos usar la frecuencia cardiaca máxima (FCM) para determinar el esfuerzo realizado por el cuerpo y, por tanto, el nivel de intensidad, como vimos en el artículo del ejercicio para el control de la glucosa.
La correlación entre el MVO2 y la FCM depende de cada persona, su entrenamiento, etc, pero a los efectos de simplificar, podemos hacer una relación de casi 1 a 1. Esto quiere decir que si vemos alusión a una intensidad de ejercicio del 65% del MVO2, podemos asimilarlo a un 65% de la FCM (recuerda, la FCM = 220 – tu edad).
Visto esto, lo lógico es pensar que en nuestras actividades diarias -no deportivas-, que son de baja intensidad, la grasa debe de ser la fuente de energía primordial. Esto es así, siempre que lleves una alimentación adecuada, tengas la suficiente flexibilidad metabólica y, por tanto, no estés en el círculo vicioso de los hidratos de carbono, que nos lleva a comer cada pocas horas y, además, alimentos ricos en carbohidratos simples (llámense azúcares), lo que provoca una liberación continua de insulina.
Esta hormona insulina, aparte de funciones como llevar la glucosa a las células para obtener energía, bloquea el uso de la grasa como combustible. Es una vía de un solo sentido: mientras haya insulina por el cuerpo haciendo su trabajo, el consumo de grasas no será posible, solo su acumulación. Por tanto, en vez de empezar a usar las grasas para darnos energía, lo que pasará es que el cuerpo nos dará señales de fatiga y hambre, volviendo a meternos en el círculo vicioso ya comentado.
Resumen de los 3 sistemas y conclusiones
En resumen, cuanto más baja sea la intensidad, más se activa el sistema aeróbico y mayor será el uso de grasas almacenadas. Por otro lado, cuanto más alta, más se activan el sistema de fosfágenos (ATP-PCr) y el anaeróbico láctico, así que, más usaremos la glucosa en sangre y las reservas de glucógeno (la glucosa almacenada).
Pero el rendimiento del sistema de fosfágenos y del anaeróbico láctico solo dura unos segundos-minutos, por lo que a intensidades altas, solo podremos mantener el esfuerzo un tiempo. Luego, la intensidad tenderá a bajar hasta el límite en el que el sistema aeróbico pueda liberar suficiente energía para mantener el ejercicio.
Aquí debajo te dejo una tabla resumen de los 3 sistemas:
| Sistema | Fuente de energía | Intensidad permitida | Cantidad energía (ATP) | Plazo acción | Recuperación |
|---|---|---|---|---|---|
| Fosfágenos (ATP-PCr) | Fosfocreatina (PCr) | Alta – Muy alta | Muy limitada | 10” – 30” | 100%: 5 – 15 min. 65%: 1,5-6 min |
| Anaeróbico láctico | Glucosa en sangre y reservas de Glucógeno | Media – Alta | Limitada | 2 – 3 min. | 100%: 24 horas 39%: 5 horas |
| Aeróbico | Glucosa, Glucógeno, Grasas y Proteínas (aminoácidos) | Baja | Sin límite | Hasta varias horas | No aplica: se usan los almacenes del cuerpo |
Como conclusión, recuerda que todos los sistemas participan en casi cualquier tipo de ejercicio, pero según la intensidad de este, cada uno participará en mayor o menor medida.
Ejemplo: en un sprint de 10 segundos, la energía que provee cada sistema se distribuye de la siguiente manera: 53% sistema de fosfágenos, 44% glucólisis y 3% sistema aeróbico.
Ejemplo: en un sprint de 30 segundos, el sistema de fosfágenos provee un 23% de la energía, un 49% vendrá de la glucólisis y un 28% del sistema aeróbico.
Puedes hacer uso de tu frecuencia cardiaca máxima (FCM) y sus porcentajes, para entender la intensidad del ejercicio que estás realizando y poder determinar qué sistema se usará como principal.
Como ya te comenté anteriormente, pero resumiendo aquí, podemos obtener los siguientes porcentajes aproximados de la FCM para cada intensidad:
- Baja: menos del 65% de tu FCM. Ej.: Caminar a ritmo rápido, trote lento, ir en bici despacio, actividades diarias, etc.
- Media: entre el 65% y el 80% de tu FCM. Ej.: Correr a ritmo más alto, levantar pesos ligeros, nadar a ritmo suave, tareas domésticas más exigentes, etc.
- Alta: más del 80% de tu FCM. Ej.: Carrera rápida (sprints), levantar pesos pesados, HIIT (y similares), nadar rápido, baloncesto, fútbol, etc.
Habrá ejercicios de corta duración en los que la FCM no sea el mejor indicador, así que, en estos casos piensa que si el ejercicio es explosivo y corto, lo normal es que uses primordialmente el sistema de fosfágenos, por eso no podrás mantener la intensidad tan alta más que unos pocos segundos.
Por último, si entiendes que sistema prima en cada tipo de ejercicio puedes ajustar tus descansos (viendo los tiempos de recuperación de cada sistema), hacerte una mejor idea de qué comer antes y después del ejercicio (dado el combustible utilizado) y si estás aplicando la intensidad correcta para conseguir adaptaciones en el sistema deseado y, por ejemplo, mejorar tus marcas.
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