Factores que determinan la utilización de sustratos energéticos durante el ejercicio físico

Durante el ejercicio físico, el cuerpo humano obtiene energía de distintos sustratos energéticos almacenados en diferentes partes del cuerpo. En este artículo intentaremos analizar de una forma sencilla (aunque simplificar en términos de metabolismo es sumamente difícil) los diferentes factores que condicionan la utilización de un u otro sustrato y cómo puede afectar el uso de estos sustratos al cuerpo durante el ejercicio.
Estos factores son: -   Durada e intensidad del ejercicio-   Preparación física-   Dieta-   Sexo
A parte, también tendríamos las condiciones atmosféricas, pero no trataremos este factor en este artículo, por ser un factor exógeno.

DURADA E INTENSIDAD DEL EJERCICIO
A partir de determinadas intensidades de ejercicio nuestro cuerpo deja de utilizar las grasas como fuente de energía, pasando a utilizar básicamente hidratos de carbono procedentes de la glucosa y glucógeno (reservas de glucosa) muscular. Si las intensidades son aún mayores, entonces la principal fuente de energía será la fosfocreatina (molécula almacenada en el músculo esquelético que almacena energía para ser utilizada en condiciones anaeróbicas, es decir, sin oxígeno). Para dejar esto un poco mas claro, debemos analizar las diferentes intensidades de ejercicio y la durada:
Ejercicio aeróbico a intensidades bajas (30-40% VO2 máx.)* VO2 máx. à Cantidad máxima de oxigeno que el organismo puede consumir. Parámetro que nos permite medir la capacidad cardiovascular de un individuo. En este tipo de ejercicio utilizamos básicamente ácidos grasos (AG) procedentes del músculo, en un primer instante y del tejido graso después. La durada del ejercicio es fundamental, ya que los AG del tejido graso pueden tardar hasta 20 minutos en llegar al músculo, donde se metabolizarán. Además, cuando se inicia la contracción muscular es inevitable que se utilicen reservas de ATP (Adenosina Trifosfato, compuesto final de donde obtendremos la energía y que se obtiene a partir de los distintos sustratos energéticos) procedentes de la fosfocreatina y el glucógeno muscular. Sólo por el mero hecho de que llegue el impulso nervioso de activación de la célula muscular ya se activa la degradación de glucógeno. Pero como la intensidad no es alta, rápidamente se utilizarán los AG, que frenarán la glicólisis (degradación de glucógeno para convertirlo en glucosa).
Ejercicio aeróbico a intensidades medias (50-65% VO2 máx. y que dura entre 60 y 120 minutos)En estos casos, la energía se obtiene: -   40-60% de las grasas, de las cuales: o   50% aprox. de los triglicéridos (TG) intramusculares.o   50% aprox. de los AG del tejido graso. -   40-60% de los hidratos de carbono (glucógeno muscular o glucosa plasmática).
La durada del ejercicio es fundamental, ya que a medida que progresa el ejercicio aumenta la contribución de los AG plasmáticos y disminuye el consumo de hidratos de carbono. Como ya hemos comentado, cuando se inicia la contracción también es inevitable que se inicie la degradación de glucógeno muscular. Pero como el consumo de hidratos de carbono es, como mínimo, del 40%, si el ejercicio dura mucho tiempo el glucógeno muscular se agotará (las reservas son limitadas), y entonces pasaremos a utilizar glucosa plasmática, que provendrá de: -   Glucógeno hepático (reservas de glucosa en el hígado).-   Gluconeogénesis hepática (síntesis de glucosa en el hígado).
También es importante mencionar que las proteínas musculares contribuyen en el aporte energético cuando el ejercicio se alarga mucho tiempo.
Ejercicio en el umbral anaeróbico y anaeróbico (65-95% VO2 máx.)En este caso se utilizan preferentemente glucógeno muscular y glucosa plasmática. Las grasas contribuyen, pero muy poco. La contribución de glucógeno muscular en el gasto energética es de forma exponencial respecto a la intensidad del ejercicio. Esto hace que en ejercicios de este tipo, a más intensidad, más rápidamente se agotan las reservas de glucógeno muscular y, cuando esto pasa, es la glucosa el sustrato de donde se pasa a obtener la energía. Como hemos visto, esta glucosa proviene del hígado, ya sea por la degradación de glucógeno hepático o por la gluconeogénesis. Si el ejercicio continúa durante unas horas, puede ser que la síntesis de glucosa sea insuficiente, y entonces será cuando aparecerá la fatiga.
En este tipo de ejercicios, la fatiga puede aparecer por:
-   Agotamiento del glucógeno muscular, ya que cuando se agota se tienen que usar otros sustratos:o   Los AG no permiten estas intensidades de ejercicio, y provocan una frenada brusca, que se conoce como el “muro” en las maratones. o  Si los niveles de glucosa en sangre lo permiten, el músculo utilizará glucosa plasmática, pero no podrá trabajar a intensidades superiores al 74% del VO2 máx. -   Hipoglucemia: se produce cuando la velocidad de consumo por parte del músculo y otros tejidos es superior a la velocidad de producción. Es imposible continuar el ejercicio a estas intensidades. Normalmente implica detener-se completamente.
Ejercicio breve de alta intensidad (próximo al 100% VO2 máx.)
Se trata de un ejercicio anaeróbico total, y se utilizan como combustibles: -   ATP y fosfocreatina. -   Glucosa-6-Fosfato (derivada de la degradación de glucógeno muscular).
No se puede mantener más allá de unos 6 minutos, y la fatiga aparece como consecuencia de una acumulación de protones, que provoca una acidosis metabólica. No se llega a agotar el glucógeno muscular, ya que se para antes la glicólisis. Aún así, debemos tener presente que si repitiéramos el ejercicio muchas veces sin recuperar las reservas de glucógeno, sí que podríamos llegar a agotarlo.
Ejercicios de fuerza
Este tipo de ejercicio, clásicamente se ha considerado como un tipo de trabajo que sólo consumía fosfocreatina, pero estudios recentes muestran la contribución importante del glucógeno muscular.
PREPARACIÓN FÍSICA
Por lo que refiere a ejercicios de resistencia, lo que nos interesa es:
-   Alargar la durada de las reservas de glucógeno; retardar la fatiga por agotamiento de este sustrato.-   Generar el mínimo de ácido láctico (molécula residuo del metabolismo anaeróbico que si se acumula en cantidades excesivas provoca acidosis metabólica y es nociva para el organismo) posible por dos motivos: o   Evitar la acidosis muscular y metabólica que provocaría la fatiga.o   La generación de ácido láctico implica un menor rendimiento energético muscular de la glucosa, al ser una vía metabólica que no requiere oxígeno.
Cuanto mayor es el grado de preparación física, mayor será la energía derivada del metabolismo de las grasas a cualquier intensidad submáxima de ejercicio. Por lo tanto, el entrenamiento de resistencia permite que se utilicen mas grasas, se gaste menos glucógeno muscular y se genere menos ácido láctico.
Por lo que refiere a ejercicios de breve durada y de fuerza, el entrenamiento aumenta el volumen de masa muscular, aumentando así las reservas de glucógeno muscular y fosfocreatina muscular.
DIETA
Como ya hemos visto, si queremos trabajar a intensidades elevadas necesitamos reservas de glucógeno muscular. Por otro lado, si queremos mantener estas intensidades durante mucho tiempo necesitamos poder mantener la glucosa plasmática, y esto implicará tener unas buenas reservas de glucógeno hepático. Por lo tanto, ya podemos intuir que dietas ricas en hidratos de carbono favorecerán unas buenas reservas de glucógeno, y rendimientos más elevados. Al contrario, dietas pobres en hidratos de carbono implicaran reservas inferiores y, por lo tanto, implicará llegar antes a la fatiga por agotamiento muscular.
SEXO
De antemano, las mujeres, trabajando a igual VO2 máx. que los hombres, presentan mayor oxidación de grasas; por lo tanto, representa poder ahorrar más glucógeno muscular. El factor que determina esta diferente utilización de sustratos es hormonal (estadiol). De todas formas, las mujeres muy entrenadas en resistencia aeróbica que presentan niveles de hormonas sexuales femeninas bajos metabolizan los sustratos energéticos de manera muy similar a los hombres.
Fuente: Faro Basco, M. La dimensión social i cultural de l’alimentació. Alimentació i Cultura. Vic. Diplomatura de Nutrición Humana y Dietética. Universidad de Vic. 2006