METABOLISMO….CÓMO OBTENEMOS LA ENERGÍA PARA MOVERNOS? (1)


DOS ENTREGAS PARA HABLAR DEL METABOLISMO.

Aquí va la primera

La forma en la que nuestro organismo recluta energía para poder realizar todo tipo de trabajo, incluido el que nos interesa a nosotros, LA ACTIVIDAD FÍSICA, pasa por comprender 4 cosas esenciales

1.- Qué es el ATP como principal molécula energética

2.- Como se obtiene

3.- Cual es la función de los principios inmediatos (hidratos, lipidos, proteínas) y el oxígeno en ese proceso

4.- Cuando no hay oxígeno esos procesos terminan en ácido láctico….como ocurre?

De esta entrega podremos extraer importantes conclusiones. Es la base de los entrenamientos aeróbicos y anaeróbicos y el inicio para comprender procesos como el umbral anaeróbico. Nos dará paso a entender los procesos de formación de ácidos y sus tamponamientos….poco a poco….empezamos

Metabolismo:

El metabolismo es el mecanismo por el cual el organismo transforma la energía que procede de los alimentos.

Conceptos básicos de bioenergética.

La bioenergética es la ciencia que estudia los acontecimientos energéticos en al ámbito de la biología. Esto no es otra cosa que el estudio de las distintas formas que tiene la energía en la vida de nuestro planeta. Para dominar estos conceptos básicos hay que recordar que toda forma de energía cumple las leyes de la termodinámica.

1º Ley: La energía no se crea, no se destruye; se transforma en otras energías.

2º Ley: cuando se tiene un sistema que pasa de un estado de equilibrio A  a otro B, la cantidad de entropía en el estado de equilibrio B será la máxima posible, e inevitablemente mayor a la del estado de equilibrio A.

En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que permite, mediante cálculo, determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es decir que teniendo en cuenta la segunda ley de la termodinámica los sistemas biológicos son ineficientes en este proceso de intercambio de la energía. La mayor parte de este cambio no permite que esa energía sea utilizada para realizar trabajo.

En este contexto de la bioenergética es fácil comprender que somos un sistema inmerso en un entorno con el cual intercambiamos energía. La obtenemos de los alimentos y la devolvemos como energía mecánica, química (excrementos) y sobretodo calor. Así la energía en el universo es constante.

Los motores biológicos, como nuestro organismo no pueden convertir el calor en otras formas de energía y este se disipa. Sin embargo, lejos de ser una forma inútil de perder energía, el calor es para nuestro organismo la base esencial donde se realizan estos procesos de conversión. El rango de calor corporal es de capital importancia para el mantenimiento de la actividad metabólica. Por ejemplo las proteínas musculares se destruyen a temperaturas superiores a 45º. Las enzimas (proteínas que aceleran los procesos biológicos) son tan sensibles a la temperatura, que a este fenómeno se lo conoce como el efecto Q10. Según aumenta 10º la temperatura, se duplica la velocidad de acción enzimática. Nuestros músculos funcionan en un rango entre los 33/44º. Es fácil entender el efecto beneficioso del calentamiento, cuando se trabaja con el objetivo de aumentar la temperatura muscular, en el proceso de transformación energética.

METABOLISMO ENERGÉTICO

Entre estas reacciones químicas, algunas de ellas serán reacciones en las que se desprende energía. A estas reacciones químicas que liberan energía se les llama reacciones exotérmicas.

Por otra parte, algunas reacciones químicas necesitan un aporte de energía para poder realizarse.

Las reacciones químicas que consumen energía se denominan reacciones endotérmicas.

El metabolismo energético o conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células se puede dividir en dos grandes partes: el catabolismo y el anabolismo.

CATABOLISMO

El catabolismo es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales las moléculas complejas que forman los alimentos se van convirtiendo en moléculas más simples o sencillas. En conjunto, el catabolismo es una fase del metabolismo en la que se va a desprender energía, ya que la degradación de las moléculas complejas a otras más simples supone la rotura de dichas moléculas, y la liberación de la energía contenida en las mismas. Este proceso de degradación se realiza a través de muchas reacciones químicas intermedias. Las moléculas complejas se van rompiendo poco a poco, convirtiéndose en moléculas cada vez más sencillas, y de esta forma la energía que contienen se va liberando poco a poco.

ANABOLISMO

El anabolismo es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales las células sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas más simples. En conjunto, el anabolismo es una fase del metabolismo en la que se va a consumir energía, ya que la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más simples supone la formación de enlaces entre ellas, y para ello es necesario un aporte de energía. También el proceso de biosíntesis se realiza a través de muchas reacciones químicas intermedias. Las moléculas sencillas se van convirtiendo en moléculas más complejas poco a poco, y de esta forma la energía para la síntesis se va aportando poco a poco, y no es necesario un aporte de energía desmesurado.

La Moneda energética. El ATP

El ATP es un compuesto llamado “ricoenergético” porque contiene una gran cantidad de energía, de forma que cuando se rompe libera una gran cantidad de energía, y, de la misma forma para sintetizarlo necesitamos aportar una gran cantidad de energía. La síntesis del ATP se realiza normalmente por la unión de un fosfato al ADP, mientras que cuando el ATP se rompe se forma ADP y P.

El ATP es la unión de varios componentes: Ribosa, adenina y enlaces fosfóricos. El último de estos enlaces cuando se completan 3, es de alta energía y es por donde las enzimas encargadas de romper el ATP (ATP asa) le inyectan agua. De forma que podemos decir que la forma de romper ATP para liberar energía es en realidad hidrolizar el ATP.

atp1

Tomada de internet

En la imagen puedes observar como una molécula de ATP está formada por una unidad de Adenosina con enlaces fósforos, estos enlaces se denominan Pi por  ser fósforos inorgánicos. Como ves, el ataque de la enzima se produce, preferentemente en el último enlace y es allí donde la ATP asa inyecta agua para romperlo. Cuando lo hace se libera una gran cantidad  de energía

Las células tienen una asombrosa capacidad para mantener constante los depósitos de ATP en su interior. Sin ninguna duda las células musculares también.

Cuando hablamos de un ejercicio intenso, el organismo trabaja a marchas forzadas para resintetizar el ATP necesario. Este tasa de síntesis es, siempre, mucho mayor que la tasa de hidrólisis, aunque el ejercicio sea extenuante.

La cantidad de ATP que se sintetiza en el organismo la mediremos en moles o en su porcentual por mil, es decir milimoles.

Un mol es una medida para cuantificar una sustancia.

Lo que podemos conocer con un mol es la cantidad de unidades elementales que tiene una sustancia. El concepto nace de las medidas fundamentales de la física.

El número de AVOGADRO, es una constante de elementos fundamentales que existen en un mol.

Por ejemplo, en UN MOL de HIDROGENO, hay EL NUMERO DE AVOGADRO  DE ELECTRONES DE HIDROGENO. En un mol de agua (que es una molécula H2O) hay 2 x NUMERO DE AVOGADRO DE HIDROGENOS + 1x NUMERO DE AVOGADRO DE OXÍGENO.

El número de AVOGADRO es 6.022114129 x 1023 de unidades elementales

Para obtener un MOL debemos conocer la masa de los componentes de esa sustancia.

Por ejemplo podemos medir un mol de agua y para ello debemos tener en cuenta que esa molécula está  formada por 2 H y 1 O.

El Hidrogeno tiene un peso atómico de  1 y el oxígeno de 16. De forma que la molécula de agua tiene un peso molecular de 18.

Para poder obtener la medida de moles de agua que hay en un determinado volumen debemos conocer además la cantidad en gramos que hay de esa molécula.

Imaginemos, tomando el ejemplo anterior que queremos saber cuántos moles de agua hay en  1000 gr de la misma

MOL= MASA/PM (Masa/Peso Molecular), así habrá 55.5 moles de agua (1000/18)

Cuando queremos saber cuántos moles de ATP se genera a partir de una determinada sustancia tenemos que saber cuántos gramos de esa sustancia están siendo utilizados y el peso molecular de la misma.

Por ejemplo queremos saber cuántos moles de ATP se obtienen en la oxidación de 10 gr de glucosa. El peso molecular de la glucosa es de 180. Siguiendo el ejemplo anterior, tenemos que

Moles de ATP= 10/180= 0.05 MOLES o 55.5 milimoles

El ácido graso, palmítico, tiene un peso molecular de 256. Si quiero saber cuántos moles obtengo a partir de haber utilizado 100 gr….sabrías dar la respuesta correcta?

Las células resintetizan ATP de tres formas:

1.– a través de la oxidación de glucosa. Esta vía anaeróbica finaliza con la síntesis de lactato a partir de moléculas de piruvato. En esta vía se sintetizan pocos ATPs y es una vía que además consume  ATPs  para realizar su función.

Es la vía que se utilizan en los ejercicios donde el tiempo de acción a altas intensidades va más allá de unos cuantos segundos.

Como ves acabamos de introducir un elemento fundamental del entrenamiento deportivo: LA INTENSIDAD. Empezaremos a atar cabos. Atent@-

2.- A través de la fosfocreatina. La creatina fosforilada que se encuentra dentro de la célula acepta la donación de ese fosforo inorgánico a moléculas de ADP a través de la acción enzimática de la creatin kinasa.

Acciones de pocos segundos. Energía inmeditata.

3.- A través de la fosforilación oxidativa. Proceso que requiere aporte de energía y la participación del oxígeno. Se realiza en el interior de las mitocondrias y resulta muy rentable.

Esta forma de reclutar energía la veremos en muchas de las acciones que conforman nuestra actividad física. Esencial comprender como funciona para resolver la ecuación entre EJERCICIO, GASTO CALÓRICO Y PESO CORPORAL. Seguimos atando cabos….

 

Responses

  1. […] Empezamos con la obtención de energía. Hay un post en este blog sobre el tema. […]

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