Mañana comienza el que muchos consideran el deporte rey de cualquier Olimpiada, el atletismo. Hasta el día 11 de agosto los amantes de esta modalidad deportiva podremos disfrutar de las numerosas disciplinas atléticas que componen el programa olímpico… pero los bioquímicos aún más. ¿Por qué? Porque no todas las disciplinas deportivas utilizan las mismas reservas energéticas y eso, a los que pasamos la vida estudiando cómo el deporte afecta tanto a la fisiología humana como a la regulación de su metabolismo, nos apasiona. Por esta razón el artículo de hoy de Ciencia Olímpica se lo voy a dedicar a explicar los diferentes tipos de sistemas metabólicos musculares reinantes en el atletismo olímpico.
Ilustración artística de unos atletas compitiendo. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
Sistema de fosfocreatina-creatina
La fosfocreatina, también conocida como creatina fosfato, es un compuesto químico que contiene un enlace fosfato capaz de liberar una gran cantidad de energía al descomponerse. Este enlace fosfato tiene más energía que el del ATP, que es crucial para el suministro de energía celular. De hecho, las células musculares suelen tener entre dos y cuatro veces más fosfocreatina que ATP. Una característica notable de la fosfocreatina es su capacidad para transferir energía al ATP en una fracción de segundo. Por lo tanto, la energía almacenada en la fosfocreatina muscular está disponible casi de inmediato para la contracción muscular, al igual que la energía almacenada en el ATP.
No todas las disciplinas deportivas utilizan las mismas reservas energéticas
La combinación de ATP y fosfocreatina en las células musculares se conoce como el sistema de fosfágenos de alta energía. Este sistema puede proporcionar energía máxima para el músculo durante unos 8 a 10 segundos, lo que es casi suficiente para una carrera de 100 metros. Por esta razón, la energía del sistema de fosfágenos se utiliza en actividades físicas de alta intensidad y corta duración.
Sistema de glucógeno-ácido láctico
El glucógeno almacenado en los músculos se descompone en glucosa para generar energía. La primera etapa de este proceso, llamada glucólisis, no requiere oxígeno y se conoce como metabolismo anaeróbico. Durante la glucólisis, cada molécula de glucosa se divide en dos moléculas de ácido pirúvico, liberando suficiente energía para formar cuatro moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. Normalmente, el ácido pirúvico entra en las mitocondrias de las células musculares y se combina con oxígeno para producir aún más ATP.
Sin embargo, cuando no hay suficiente oxígeno para que ocurra esta fase oxidativa del metabolismo de la glucosa, la mayor parte del ácido pirúvico se convierte en ácido láctico. Este ácido láctico se difunde fuera de las células musculares hacia el líquido intersticial y la sangre. En consecuencia, una gran parte del glucógeno muscular se transforma en ácido láctico, y se produce una cantidad considerable de ATP sin consumir oxígeno.
Una ventaja del sistema glucógeno-ácido láctico es que puede generar ATP aproximadamente 2.5 veces más rápido que el mecanismo oxidativo mitocondrial. Por lo tanto, cuando se necesitan grandes cantidades de ATP para períodos cortos a moderados de contracción muscular, la glucólisis anaeróbica proporciona una fuente rápida de energía. Sin embargo, este sistema es aproximadamente la mitad de rápido que el sistema de los fosfágenos. En condiciones óptimas, el sistema glucógeno-ácido láctico puede sostener de 1.3 a 1.6 minutos de máxima actividad muscular, además de los 8 a 10 segundos que aporta el sistema de fosfágenos, aunque con una potencia ligeramente menor.
Ilustración artística de un atleta. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
Sistema aeróbico
El sistema aeróbico consiste en la oxidación de nutrientes en las mitocondrias para generar energía. La glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos de los alimentos, después de pasar por ciertos procesos intermedios, se combinan con oxígeno para liberar grandes cantidades de energía. Esta energía se usa para convertir AMP y ADP en ATP.
Comparando este sistema aeróbico con el sistema del glucógeno-ácido láctico y el sistema de los fosfágenos, se observa que el sistema de los fosfágenos es utilizado por los músculos para producir energía durante unos pocos segundos, ideal para esfuerzos breves e intensos. El sistema aeróbico, por otro lado, es esencial para actividades de larga duración. Entre estos dos se encuentra el sistema del glucógeno-ácido láctico, crucial para proporcionar un impulso extra de energía en actividades de duración intermedia.
El sistema aeróbico, por otro lado, es esencial para actividades de larga duración.
Una vez conocidos los diferentes sistemas energéticos, llega el momento de poner algunos ejemplos de modalidades deportivas que los utilizan. Eso sí, es necesario indicar que un mismo deporte puede emplear diferentes sistemas energéticos de obtención de energía dependiendo de qué tipo de esfuerzo haga el atleta en cada momento e, incluso, de si el deportista está entrenando o compitiendo.
Ilustración artística de atletas compitiendo. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
- Sistema de los fosfágenos casi exclusivamente: Todas aquellas disciplinas deportivas donde se realizan carreras explosivas emplean de forma casi exclusiva este tipo de metabolismo energético. En el caso del atletismo podemos destacar la carreras de 100 metros lisos y también las que se producen en los saltos de longitud, de pértiga o en el triple salto. Lo mismo ocurre en distintas fases de otras modalidades deportivas, como es el caso del fútbol americano o béisbol (donde las carreras explosivas son también frecuentes) o la halterofilia.
- Sistemas de los fosfágenos y del glucógeno-ácido láctico: Una de las carreras que más disfruto en el atletismo olímpico es la de 200 metros lisos. Pues bien, en ella los atletas obtienen la energía tanto del sistema de los fosfágenos como del glucógeno-ácido láctico. Igual sucede en otros deportes como el baloncesto o el hockey sobre hielo.
- Sistema del glucógeno-ácido láctico principalmente: Los 400 metros lisos es una de las carreras estrella de cualquier Olimpiada. En ella los atletas utilizan preferentemente el sistema del glucógeno-ácido láctico para dar una vuelta al estadio olímpico. Otros deportes como el tenis, el fútbol o la natación (en su carrera de 100 metros) también empleen este sistema de obtención de energía.
- Sistemas del glucógeno-ácido láctico y aeróbico: La delegación española de atletismo tiene depositadas grandes esperanzas en las carreras de media distancia como los 800 metros y los 1.500 metros. En ellas los deportista contienen su energía gracias a la mezcla de los sistemas metabólicos glucógeno-ácido láctico y aeróbico. Lo mismo ocurre en algunas carreras de natación (200 metros y 400 metros preferentemente), en la carrera de 1500 metros de patinaje y en el boxeo.
- Sistema aeróbico: La competición de atletismo acaba el día 11 de agosto con la prueba de maratón femenina. Tanto en esta modalidad como en la masculina los atletas obtienen la energía del sistema aeróbico, de la misma manera que lo hacen los deportistas que compiten en el esquí de fondo o en la carrera de 10000 metros de patinaje.
Estimados lectores de Muy Interesante, como han leído en este articulo el progreso científico-tecnológico del atletismo no solo consiste en desarrollar nuevos materiales con los que fabricar innovadoras zapatillas, pértigas o camisetas. Tampoco se centra exclusivamente en mejorar las formas de saltar o correr. El conocimiento de las fuentes de obtención de energía de los atletas es primordial para personalizar el tipo de entrenamiento o alimentación que deben llevar a cabo los deportistas para rendir óptimamente.
Este artículo pertenece a la serie «Ciencia de los Juegos Olímpicos» — «Ciencia olímpica», de José Manuel López Nicolás
