¿Qué es la energía?

Aunque en realidad no podemos ver la energía, sí podemos ver y sentir sus efectos en términos de calor y trabajo físico. La energía se produce como resultado de la separación de un enlace químico dentro de una sustancia llamada ATP (trifosfato de adenosina). A menudo, se le menciona como la “moneda energética” del cuerpo. Se produce en cada célula del organismo a partir de la descomposición de los carbohidratos, grasas y proteínas. Estos tres combustibles son transportados y transformados a través de varios procesos bioquímicos, dando como resultado final el ATP.

¿Qué es el ATP?

    Es una pequeña molécula formada por un “soporte” de adenosina en el que están pegados tres grupos de fosfatos.
La energía se libera cuando uno de los grupos de fosfato se desprende. Cuando el ATP pierde uno de estos grupos de fosfato se convierte en difosfato de adenosina o ADP. Parte de la energía se usa para realizar diversos trabajos como, por ejemplo, las contracciones musculares, pero la mayor parte de ella (aproximadamente ¾ partes) se transforma en calor. Ésta es la causa por la que usted siente que aumenta su temperatura corporal cuando hace ejercicio. Una vez que esto ocurre, el ADP se reconvierte en ATP. Es un ciclo continuo, en el que el ATP da lugar al ADP, y éste, a su vez vuelve a transformarse en ATP.
El cuerpo solamente almacena pequeñas cantidades de ATP, que son suficientes para mantener los requerimientos mínimos de energía mientras se está en reposo; con esto basta para conservar la energía corporal. Cuando usted inicia la práctica del ejercicio, aumenta súbitamente la demanda energética y el ATP se utiliza en pocos segundos. Cuánta más cantidad de ATP sea necesaria producir para continuar realizando ejercicio, más combustible deberá ser descompuesto.

¿De dónde procede la energía?

    Hay cuatro elementos nutricionales que poseen la capacidad de producir energía: carbohidratos, grasas, proteínas y alcohol.
    Cuando usted ingiere un alimento o toma una bebida, el sistema digestivo descompone dichos elementos en varios integrantes o bloques de construcción, que son absorbidos por el torrente sanguíneo. Los carbohidratos se descomponen en pequeñas unidades de azúcares simples: glucosa (el tipo más común), fructosa y galactosa. Las grasas se descomponen en ácidos grasos y las proteínas, en aminoácidos. El alcohol, en su mayor parte, se incorpora directamente a la sangre.
    El destino final de todos estos componentes es la producción de energía, aunque los carbohidratos, las proteínas y las grasas también realizan otras funciones importantes.
    Los carbohidratos y el alcohol se usan, en su mayor parte, para obtener energía a corto plazo, mientras que las grasas se utilizan como energía de reserva a largo plazo. Las proteínas pueden usarse para producir energía en situaciones de “emergencia”, por ejemplo, cuando hay un bajo suministro de carbohidratos. Tarde o temprano, todos los nutrientes contenidos en alimentos y bebidas son descompuestos para liberar energía.

¿Cómo se mide la energía?

    El cuerpo libera energía en forma de calor, y ésta se mide en unidades caloríficas llamadas julios. Un julio (J) es la energía necesaria para mover 1 kilogramo (kg) de peso a lo largo de 1 metro (m), utilizando la fuerza de 1 newton (N). Sin embargo, las unidades conocidas como calorías suelen utilizarse más que los julios. Se define a la caloría (cal) como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo (g) de agua en un grado centígrado (°C).
    Dado que la caloría y el julio representan cantidades muy pequeñas de energía, se utilizan con más frecuencia las kilocalorías (kcal o Cal) y los kilojulios (kJ). Como sus nombres indican, una kilocaloría son mil calorías y un kilojulio, mil julios.
    Probablemente usted ha visto estas unidades en las etiquetas de los envases de alimentos. Cuando decimos calorías, en realidad nos estamos refiriendo a Calorías con C mayúscula, o kilocalorías (kcal o Cal).
    Para convertir kilocalorías en kilojulios, sencillamente las multiplicamos por 4,2. Por ejemplo: 1 kcal = 4,2 kJ y  10 kcal = 42 kJ.
    Para convertir kilojulios en kilocalorías, los dividimos entre 4,2. Por ejemplo, si 100 g de alimentos aportan 400 kJ, y usted desea saber cuántas kilocalorías son, divida 400 entre 4,2 para obtener el número equivalente de kilocalorías: 400 kJ / 4,2 = 95 kcal.

¿Cuál es el valor energético de los diferentes elementos alimentarios?

    Los alimentos están compuestos por diversas cantidades de carbohidratos, grasas, proteínas y/o alcohol. Cada uno de éstos aporta una determinada cantidad de energía cuando son descompuestos por el organismo.
•    1 gramo de carbohidratos proporciona 16 kJ (4 kcal)
•    1 gramo de grasas proporciona 37 kJ (9 kcal)
•    1 gramo de proteínas proporciona 17 kJ (4 kcal)
•    1 gramo de alcohol proporciona 23 kJ (7 kcal)

La grasa es la forma más concentrada de energía ya que aporta el doble de la cantidad energética que aportan los carbohidratos y las proteínas. Sin embargo, esto no implica que sea la forma idónea de energía requerida para el ejercicio.
    Todos los alimentos contienen una mezcla de nutrientes, y el valor energético de un alimento en particular depende de la cantidad de carbohidratos, grasas y proteínas que contenga. Por ejemplo, una manzana pequeña proporciona aproximadamente la misma cantidad de energía que una cucharadita de mantequilla. No obstante su composición es muy diferente. En la manzana, la energía proviene principalmente de los carbohidratos, mientras que en la mantequilla la energía proviene de las grasas.

¿Cómo almacena los carbohidratos mi organismo?

    Los carbohidratos son almacenados como glucógeno dentro de los músculos y en el hígado, junto con el equivalente a tres veces su peso de agua. En total, los músculos tienen almacenados el triple de glucógeno que el hígado. El glucógeno es una gran molécula, similar al almidón, compuesta por muchas unidades de glucosa agrupadas. Sin embargo, el cuerpo sólo puede almacenar una cantidad de glucógeno relativamente pequeña, por lo que la provisión es limitada; por lo tanto, nuestro organismo puede disponer solamente de una determinada cantidad.
    La reserva total de glucógeno en el organismo es en promedio, de aproximadamente 1600-2000 kcal; es una cantidad suficiente para durar un día en caso de que usted no comiese nada. Ésta es la razón por la que una dieta baja en carbohidratos suele hacer que al inicio las personas bajen mucho de peso en pocos días. La pérdida de peso se debe casi exclusivamente a la pérdida de glucógeno y agua.

Tabla 1. Reservas de combustible en una persona que pesa 70 kg.

 

Provisión de combustible Energía potencial disponible (kcal)

 

Glucógeno      Grasas                Proteínas

Hígado

Tejido adiposo (grasa)                    

Músculo

      400                       450                     400

          0                 135000                         0

    1200                       350                 24000

 

     Hay pequeñas cantidades de glucosa en la sangre (alrededor de 15 g, que es el equivalente a 60 kcal), y en el cerebro (aproximadamente 2 g o 8 kcal). Sus concentraciones se mantienen dentro de un margen muy reducido, tanto en reposo como durante el ejercicio. Esto permite que se mantengan las funciones normales del organismo.

¿Cómo almacena la grasa mi cuerpo?

    La grasa se almacena como tejido adiposo (grasa) en casi todas las zonas del cuerpo. Una pequeña cantidad de grasa se deposita en los músculos (grasa intramuscular), pero la mayor parte se almacena alrededor de los órganos y bajo la piel. La cantidad que suele almacenarse en cada una de las diferentes partes del organismo depende de la constitución genética y del equilibrio hormonal de cada individuo. Es interesante saber que aquellas personas en las que la grasa suele acumularse principalmente en el abdomen tienen un riesgo más alto de padecer enfermedades cardiacas que aquellas en las que la grasa tiende a localizarse alrededor de las caderas y los muslos.
    Desafortunadamente, es muy poco lo que puede usted hacer para modificar la manera en que su organismo distribuye la grasa. Lo que sí puede hacer es cambiar la cantidad de grasa que se almacena en esa zona.

¿De qué manera almacena las proteínas mi organismo?

    Las proteínas no se almacenan de la misma forma que los carbohidratos y las grasas. Dada su función de formar músculos y tejidos de los órganos, se usan principalmente como material de construcción más que como una reserva de energía. No obstante, si es necesario, las proteínas pueden descomponerse para liberar energía, con lo que los músculos y los órganos representan una fuente importante de energía potencial.

¿Cuáles son los combustibles más importantes para la práctica del ejercicio?


    Tanto los carbohidratos como las grasas y las proteínas tienen la capacidad de proporcionar energía para la práctica del ejercicio; todos estos nutrientes pueden ser transportados a las células musculares y una vez dentro, ser descompuestos. Sin embargo, el alcohol no puede ser utilizado por los músculos de manera directa durante el ejercicio, no importa lo intenso que puedan estar trabajando. El hígado es el único que posee las enzimas específicas necesarias para la descomposición del alcohol. Usted no puede descomponer el alcohol más rápidamente aunque haga ejercicio intenso, ya que el hígado tiene un tiempo establecido para llevar a cabo esta tarea.
    Las proteínas no aportan una contribución sustancial a la mezcla de combustible. Únicamente cuando se realizan sesiones de ejercicio muy largas o intensas, las proteínas desempeñan un papel importante en el aporte energético del organismo.
    La producción de ATP durante la práctica de la mayor parte de tipos de ejercicio proviene principalmente de la descomposición de los carbohidratos y de las grasas.

¿Cuándo se usan las proteínas para obtener energía?

    Comúnmente, las proteínas no son una fuente principal de energía, pero pueden desempeñar un papel de mayor importancia durante las fases finales de un ejercicio muy extenuante o prolongado, que agote las reservas de glucógeno. Por ejemplo, durante el último tramo de una maratón o de una carrera de fondo, las proteínas pueden cubrir un 10% de la mezcla de combustible corporal.
    Durante un periodo de semiinanición, o si una persona se somete a una dieta baja en carbohidratos, la provisión de glucógeno disminuye, con lo que sería necesario descomponer una mayor cantidad de proteínas para proporcionar energía al organismo. Más de la mitad del peso que pierde una persona que sigue una dieta baja en kilocalorías, o bien baja en carbohidratos, se debe a la pérdida proteica (músculo).

¿Cómo decide mi organismo qué tipo de combustible utilizar?

    La cantidad de cada tipo de combustible que sus músculos utilizan durante el ejercicio depende de:
•    El tipo, duración e intensidad del ejercicio.
•    El nivel de condición física (atleta recreativo, élite o principiante) y el programa de entrenamiento.
•    La dieta y el estado nutricional.

La mezcla de combustibles que se usa para carrera breve e intensa difiere de la que se usa para una sesión de trote larga y lenta. Se usa una combinación diferente de carbohidratos, grasas y proteínas cuando usted corre breve e intensamente que cuando trota durante más tiempo.
La combinación a utilizar también varía progresivamente conforme transcurre el ejercicio: la mezcla que se usará al inicio será diferente de la que será usada al final.

¿Cómo afecta a la mezcla de combustible la intensidad del ejercicio?


    A mayor intensidad de ejercicio, usted utilizará mayor proporción de carbohidratos y menor proporción de grasa. A medida que incrementa el ritmo, esto es, a medida que aumenta la intensidad del ejercicio, su cuerpo irá usando gradualmente un porcentaje menor de grasa y un porcentaje mayor de carbohidratos para producir ATP.
    En el transcurso del ejercicio aeróbico de intensidad moderada a alta, sólo una pequeña proporción de la mezcla de combustible del organismo proviene de la grasa. La mayor parte se obtiene a partir de los carbohidratos.
    Durante la práctica del ejercicio anaeróbico de alta intensidad, los carbohidratos serán la fuente principal de energía, por lo que la grasa no intervendrá en el proceso de provisión de energía.

¿El ejercicio de baja intensidad es mejor para quemar grasa?

    ¡No necesariamente! Aunque la grasa proporciona un porcentaje más elevado de energía durante el ejercicio de baja intensidad, lo importante es el total de Calorías que se gastan. Por ejemplo, caminar durante 60 minutos consume 270 kcal, de las que el 60% (160 kcal) provienen de la grasa. Sin embargo, correr a ritmo lento durante 60 minutos consume 680 kcal, de las que el 40% (270 kcal) provienen de la grasa. De este modo, el ejercicio más intenso origina una mayor pérdida de grasa en el mismo periodo de tiempo.
    Si el tiempo es un factor limitante, los periodos más cortos de ejercicio de alta intensidad darán los mismos resultados en términos de eliminación de grasa que períodos más largos de ejercicio de baja intensidad.
    Por otro lado, el ejercicio de baja intensidad es más adecuado para los principiantes, ya que probablemente no tengan la condición física suficiente para emprender un programa de entrenamiento de alta intensidad. Además, el ejercicio de baja intensidad es más accesible y agradable para la mayoría de las personas, y por consiguiente, estos individuos tienen una mayor probabilidad de continuar con el programa de ejercicio.
    En resumen, si la pérdida de grasa es su objetivo principal, elija el ejercicio aeróbico de alta intensidad en caso de que tenga buena condición física, o bien, si cuenta con poco tiempo para entrenarse. Por el contrario, si tiene poca condición, escoja la opción de entrenar durante períodos más largos a baja intensidad.

¿Cómo influye la duración del ejercicio en la mezcla de combustible?


    De continuar practicando ejercicio aeróbico, usted usará cada vez más grasa y menos carbohidratos. De hecho, el organismo efectuará un esfuerzo por conservar sus reservas de carbohidratos (glucógeno).
    La grasa nunca se quema completamente por sí misma. Hay determinadas sustancias que resultan de la descomposición de los carbohidratos, y son indispensables para que la grasa también pueda ser descompuesta. Siempre debe haber, por lo menos, una pequeña cantidad de carbohidratos para ayudar al organismo a quemar la grasa. La grasa se consume en el fuego de los carbohidratos.
    El glucógeno muscular es incapaz de proporcionar energía indefinidamente. Por ejemplo, usted tiene el glucógeno suficiente que le durará únicamente de 90 a 180 minutos para la práctica del ejercicio de resistencia al 60-80% de su capacidad aeróbica máxima (p. ej., en ciclismo), o bien, de 30 a 40 minutos de actividades anaeróbicas de alta intensidad (p. ej., entrenamiento con pesas), o bien, de 45 a 90 minutos de actividad anaeróbica de resistencia (p. ej., fútbol). En el transcurso de las últimas etapas de las pruebas de resistencia (como pueden ser una carrera de larga distancia o de ciclismo), el glucógeno almacenado en los músculos está muy mermado. En esta etapa, el glucógeno almacenado en el hígado adquiere gran importancia. Las proteínas musculares empiezan a descomponerse en aminoácidos para ayudar a satisfacer las demandas de energía y, después de 3 a 4 horas de ejercicio (por ejemplo, durante el tramo final de una maratón), el 75-90% de los carbohidratos utilizados por los músculos posiblemente provienen de la glucosa liberada por el hígado. Una parte de esta glucosa se obtiene a partir de glucógeno, pero otra también proviene de otras sustancias como aminoácidos, ácido láctico y glicerol, que son transformados en carbohidratos en el hígado.
    Todos estos sistemas de producción de energía mantienen estables los niveles de glucosa en la sangre. De esta manera, el nivel se mantiene dentro de un margen asombrosamente estrecho, a pesar de las constantes demandas de energía. Sin embargo, después de períodos de ejercicio muy largos, de 3 o más horas (cuando las reservas de glucógeno en el hígado y en el músculo están muy disminuidas), los niveles de glucosa pueden descender del nivel normal. Esto se conoce como hipoglicemia, y da lugar a fatiga, náusea y vértigo.

¿Cómo influye mi nivel de condición física en la mezcla de combustible?

    Como consecuencia del entrenamiento aeróbico, los músculos se vuelven más eficientes en la utilización de la grasa y en el ahorro de glucógeno. Esto significa que el cuerpo es capaz de hacer ejercicio durante más tiempo antes de que disminuyan las reservas de glucógeno y se presente la fatiga.
    Cuanto más en forma esté, mayor será la proporción de glucógeno concentrado en sus músculos, y también será mayor la proporción de grasa que éstos utilizarán en una intensidad dada de ejercicio. Si un atleta entrenado y un principiante hacen ejercicio a la misma intensidad, el primero usará menos glucógeno y más grasa en un tiempo dado; por lo tanto, sentirá fatiga mucho más tarde que el principiante. Ésta es una de las adaptaciones naturales del entrenamiento aeróbico: el organismo se vuelve más eficiente en la descomposición de grasas, en el transporte y oxidación de ácidos grasos, y produce un mayor número de enzimas oxidantes de las grasas.

¿Cuál es la diferencia entre ejercicio aeróbico y anaeróbico?

    Por lo general, el ejercicio se clasifica en aeróbico o anaeróbico. Aeróbico significa literalmente “con oxígeno” y anaeróbico, “sin oxígeno”.
    En la práctica, la mayor parte de las actividades difícilmente son exclusivamente aeróbicas o anaeróbicas, aunque por lo general domine uno de los dos tipos. Las actividades anaeróbicas son de alta intensidad y corta duración. El organismo tiene que producir energía muy rápidamente sin ayuda de oxígeno. Debido a esta ausencia de oxígeno, tales actividades sólo pueden desarrollarse por períodos muy breves.
    Las actividades aeróbicas son de menor intensidad y larga duración. La energía se produce en presencia de oxígeno y, por lo tanto, la actividad puede ser desarrollada por más tiempo que una situación anaeróbica.

El sistema anaeróbico de energía

    Este sistema puede dividirse en dos partes: el sistema de la fosfocreatina (FC) y el sistema del ácido láctico (AL). Ambos se manifiestan bajo condiciones anaeróbicas y ambos son utilizados para producir ATP con mucha rapidez. Es importante señalar que ninguno de los dos sistemas anaeróbicos está limitado a actividades de alta intensidad. Son usados, en menor grado, en muchas otras formas de ejercicio: en deportes aeróbicos, como las carreras de fondo, o en deportes intermitentes, como el fútbol.

1.    Sistema FC: Es utilizado cuando hay explosiones súbitas de actividad que duran solamente unos cuantos segundos; por ejemplo, en un único lanzamiento, salto o levantamiento, o en una carrera de velocidad de 20 metros. El sistema FC puede ser clasificado como un apoyo del ATP, ya que ayuda a regenerar el ATP a partir del ADP. Posee un enlace de fosfato de alta energía que puede separar y ceder un fosfato al ADP, originando muy rápidamente una nueva molécula de ATP. La provisión de FC es limitada y puede durar sólo unos cuantos segundos, proporcionando aproximadamente 3 o 4 kcal. Posteriormente, tiene que ser regenerada a partir de otros combustibles, como por ejemplo glucógeno o grasas. Cuando esto sucede, otros sistemas lo relevan.

2.    Sistema AL: Se usa casi exclusivamente durante pruebas como los 400 y 800 m, durante el levantamiento de pesas (para una serie de 8 a 15 repeticiones antes de fallar) o en cualquier otra actividad que implique una explosión de máxima velocidad que dure alrededor de 90 segundos. El combustible es el glucógeno o glucosa, el cual rápidamente, aunque de manera incompleta, se descompone sin oxígeno para formar ácido láctico y produce 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. La acumulación gradual de ácido láctico en el organismo, a la larga, afecta las contracciones musculares.


El sistema aeróbico de energía

    Durante la práctica del ejercicio aeróbico, el ATP se produce por la vía más común, que es usando oxígeno; la glucosa se descompone totalmente en dióxido de carbono, agua y energía.
    En el ejercicio aeróbico, el requerimiento de energía es más lento y menor que en la actividad anaeróbica, por lo que hay más tiempo para transportar el oxígeno suficiente de los pulmones a los músculos, y también la glucosa dispone de más tiempo para producir ATP con la ayuda de oxígeno. Bajo estas circunstancias, una molécula de glucosa puede producir más de 38 moléculas de ATP. De este modo, la producción de energía aeróbica es aproximadamente 20 veces más eficiente que la producción de energía anaeróbica.
    El ejercicio anaeróbico utiliza exclusivamente glucógeno, a diferencia del ejercicio aeróbico que usa glucógeno y grasa, por lo que éste último se puede practicar durante más tiempo, aunque tiene la desventaja de que produce energía más lentamente.
En el sistema aeróbico, las grasas también pueden utilizarse para producir energía. Un ácido graso puede producir entre 80 y 200 moléculas de ATP, dependiendo del tipo que sea. Las grasas son, por lo tanto, una fuente de energía mayor que los carbohidratos. Sin embargo, sólo pueden ser descompuestos en ATP bajo condiciones aeróbicas, cuando los requerimientos de energía son relativamente bajos, y de este modo, la producción de energía es más lenta.


¿El deporte que practico es aeróbico o anaeróbico?

    Ningún deporte puede ser clasificado de modo estricto como aeróbico o anaeróbico.
Los deportes que implican una actividad explosiva, corta y rápida, como el lanzamiento o la carrera de velocidad, son predominantemente anaeróbicos.
    En la práctica, muchos deportes son una mezcla de actividad aeróbica y anaeróbica. Por ejemplo, en el fútbol, el hockey y el rugby hay explosiones breves de actividad muy enérgica (carreras, patadas, tiros) intercaladas con largos periodos de actividad menos fuerte (trotar o caminar).
    Los deportes de resistencia, como las carreras de fondo, el ciclismo y la natación, son predominantemente aeróbicos. Implican movimientos relativamente rítmicos y lentos que pueden mantenerse durante largos periodos de tiempo. La provisión de oxígeno a los músculos es mayor mientras se mantengan los requerimientos de energía, y el organismo puede quemar una mezcla de carbohidratos y grasas.

¿Qué pasa en mi organismo cuando comienzo el ejercicio?


    Cuando usted comienza el ejercicio, la energía es producida sin intervención del oxígeno por lo menos durante unos cuantos segundos iniciales, antes de que usted respire rítmicamente y el corazón pueda alcanzar el nivel de los requerimientos de energía. Esto da lugar a una acumulación de ácido láctico. Como el corazón y los pulmones trabajan duro, proporcionando más oxígeno al organismo, los carbohidratos y las grasas pueden ser descompuestas aeróbicamente. Si usted está haciendo ejercicio a un ritmo constante y suave (es decir, que su provisión de oxígeno es proporcional a sus demandas de energía) la cantidad de ácido láctico acumulada al inicio puede ser fácilmente eliminada puesto que hay suficiente cantidad de oxígeno disponible.
    Si usted continúa practicando ejercicio aeróbicamente, se distribuye una mayor cantidad de oxígeno por todo el organismo y comienzan a descomponer grasas para producir energía.
    Durante los primeros 5 a 15 minutos de ejercicio (depende del nivel de condición física aeróbica que usted tenga) el combustible principal son los carbohidratos (glucógeno). Sin embargo, a medida que pasa el tiempo, hay más aporte de oxígeno a los músculos y usted usará proporcionalmente menos carbohidratos y más grasa.
    Por otro lado, si usted comienza su práctica de ejercicio muy enérgicamente (p. ej., corriendo muy rápido) el ácido láctico se acumula rápidamente en los músculos. El aporte de oxígeno no puede mantener el ritmo del gran requerimiento de energía, por lo que el ácido láctico continúa acumulándose y muy pronto usted se sentirá fatigado. Entonces, debe aminorar el ritmo y correr más lentamente, o parar.
    Si usted comienza una carrera de larga distancia o se entrena corriendo demasiado rápido, sufrirá fatiga prematura y se verá forzado a aminorar el paso considerablemente. Un comienzo intenso no le reportará beneficio alguno. Caliente antes de comenzar la carrera (caminado, trotando lentamente, o realizando ejercicios suaves) a fin de que el corazón y los pulmones comiencen a trabajar a un ritmo más elevado, y así aumente el aporte de oxígeno a los músculos. De esta manera, usted podrá mantener el paso por mucho más tiempo.


Tomado de Bean, A. (2003). La guía completa de la nutrición del deportista. España: Editorial Paidotribo.

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