¿Qué es la bioenergética?

Una reserva energética es la acumulación de diferentes sustratos bajo una forma específica que contienen dos fines principales: el primero es preservar la energía química dentro del organismo, y el segundo otorgar esa energía química contenida en sus moléculas para la formación de compuestos intermediarios especiales, de alto contenido energético, los cuales actúan como reserva de baja cuantía, pero fundamentalmente como transportadores de la energía a utilizar directamente en la realización del trabajo en la célula. Este compuesto intermediario rico en energía es el adenosín trifosfato (ATP).

Bioenergética

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Características de la reserva energética ideal

Si se enumeran las características más relevantes que transformarían a un determinado sustrato en una reserva energética ideal para la realización de ejercicio físico no podríamos dejar de enumerar cuatro aspectos fundamentales:

1) La molécula debe poseer una gran cantidad de energía sobre unidad de peso.
2) El sustrato debe poseer una rápida conversión a combustible oxidable.
3) Ésta sustancia debe ser osmóticamente inactiva.
4) La oxidación de la reserva no debe generar alteraciones metabólicas.

Hidratos de carbono

Los hidratos de carbono o carbohidratos son compuestos ternarios conformados por carbono, oxígeno e hidrógeno. La forma de reserva de los hidratos de carbono en el organismo humano es a través del glucógeno, que se almacena principalmente en el hígado (100 gramos) y en el tejido muscular (entre 200 y 300 gramos). Cabe mencionar que las reservas de carbohidratos son muy escasas debido a que su cantidad total en el organismo representa entre unas 1.500 a 2.000 kilocalorías de energía, las cuales no alcanzarían para terminar una maratón de 42 km. Utilizando las cuatro variables anteriormente mencionadas para valorar la utilidad de los carbohidratos como substrato energético, nos encontraremos con:

1) Los carbohidratos poseen una muy baja cantidad de energía por unidad de peso debido a que en el organismo humano 1 gramo de glucógeno se almacena junto a 2,75 gramos de agua, esto hace que sea un depósito de energía relativamente ineficiente debido que solamente aporta 1,06 kilocalorías por gramo de glucógeno almacenado, frente a las 4,2 que aportan los hidratos de carbono no hidratados.
2) Una ventaja de los hidratos de carbono como reserva energética es que poseen (como analizaremos más adelante en este apartado) una rápida conversión a combustible oxidable.
3) Un punto desfavorable de los carbohidratos como quedó analizado en el punto número 1 es que los mismos distan mucho de ser osmóticamente inactivos, debido a que atraen 2,75 gramos de agua por cada gramo de glucógeno almacenado.
4) Otro problema relacionado con este combustible es que puede generar alteraciones metabólicas debido a la producción de ácido láctico, el cual debido a su bajo pka de 3,9 se disocia de un H produciendo una disminución en el pH con posteriores alteraciones sobre el organismo.

Grasas

Las grasas están, al igual que los carbohidratos compuestos ternarios, conformadas por carbono, oxígeno e hidrógeno. Las grasas constituyen el principal sustrato energético durante el ejercicio de largo aliento y baja intensidad. La forma de reserva de las grasas en los humanos se hace en la forma de triglicéridos principalmente en el tejido adiposo, aunque también existe una reserva menor de triglicéridos en el tejido muscular. La reserva total de ácidos grasos en el organismo representa aproximadamente de unas 90.000 a 110.000 kilocalorías, que constituyen la principal reserva energética del organismo. Si realizamos un análisis de las grasas como reserva energética utilizando las cuatro variables mencionadas al principio, obtendremos los siguientes datos:

1) Las grasas debido que poseen un reducido contenido de agua poseen una relación energía/peso superior al 90%, debido a que un gramo de grasa va a producir 9,4 kilocalorías en su oxidación.
2) Una desventaja de las grasas como reserva energética es su lenta conversión a combustible oxidable, como se analizará más adelante.
3) Como se mencionó en el punto número 1, los triglicéridos se almacenan casi en ausencia de total de agua, por lo tanto son osmóticamente inactivos.
4) Por último, los ácidos grasos no producen alteraciones metabólicas durante su oxidación.

Este combustible, debido a las características anteriormente mencionadas (es la reserva energética de mayor contenido dentro del organismo, contiene alta energía sobre unidad de peso, es osmóticamente inactiva y se oxida totalmente en dióxido de carbono y agua, moléculas que no producen alteraciones metabólicas), conforma la reserva energética más eficiente del organismo; tiene como desventaja su lenta conversión a combustible oxidable para la realización de trabajo (ATP), un aspecto que puede ser mejorado a través del entrenamiento.

Proteínas

Las proteínas, al contrario de las grasas y los hidratos de carbono, son compuestos cuaternarios que están constituidos por carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, y son después del agua el constituyente más abundante del organismo humano. Pero más allá de ser abundante su cuantía en el organismo, el ser humano no posee un depósito energético proteico, ya que las proteínas poseen un rol funcional dentro del organismo. Por esta razón no se puede someter a las proteínas al mismo análisis anteriormente realizado con los carbohidratos y las grasas. Teniendo en cuenta estos aspectos, debe quedar debidamente explícito que más allá de que las proteínas no conformen una reserva energética específica en el organismo, sí que pueden oxidarse y formar energía; la oxidación de 1 gramo de proteína en la bomba calorimétrica* produce 5,6 kilocalorías, pero la producción energética de las proteínas dentro del organismo humano va a ser de aproximadamente de 4,6 kilocalorías, esto es debido a la imposibilidad que tiene el organismo de oxidar el nitrógeno perdiéndose el 17% de la energía que contiene. Por las razones anteriormente citadas, se les otorga a las proteínas un rol funcional primario y energético secundario, pudiendo llegar a producir hasta un 10% de la energía total en el ejercicio físico sobre todo si los depósitos de carbohidratos son escasos.

Fosfocreatina

La fosfocreatina se encuentra conformada por un aminoácido que es la creatina unido mediante un enlace muy rico en energía a un fósforo, que se caracteriza por ser la reserva que mayor cantidad de energía produce en unidad de tiempo, pero su contenido en el organismo es muy bajo. La fosfocreatina se encuentra localizada dentro de las diversas fibras musculares, es mayor su contenido en las fibras explosivas (tipo IIb). Para analizar las características de esta reserva energética utilizaremos los cuatro puntos con los que se analizaron los carbohidratos y las grasas:

1) La fosfocreatina posee alta energía sobre unidad de peso debido a que el enlace de alta energía que une a este aminoácido con el fósforo posee unas 14 kilocalorías, las cuales constituyen el doble de la energía que posee el enlace terminal de ATP.
2) Este sustrato posee una altísima velocidad de transformación a combustible oxidable.
3) Numerosos trabajos científicos evidencian que después de un período de carga de suplementación con monohidrato de creatina (que produce un aumento en la cantidad de creatina libre y fosfocreatina) se produce un incremento en el peso corporal, la hipótesis** más aceptada que se utiliza para la explicación de este fenómeno reside en que ocurre un incremento en la retención de agua causado por un aumento en la tasa de creatina total, de lo cual se deduce que este substrato no sería osmóticamente inactivo.
4) El último punto a tener en cuenta es que la energía que produce la creatina durante el proceso de la formación de ATP no forma ningún tipo de desecho metabólico.

*La bomba calorimétrica es un dispositivo diseñado para la medición de la liberación de energía por diferentes nutrientes; se colocan diversos alimentos en su interior que son quemados y la cantidad de calor de combustión que producen calienta un volumen conocido de agua que rodea el calorímetro, el resultado de la multiplicación de la elevación de la temperatura por el volumen del agua va a dar como resultado la energía química contenida en los diversos nutrientes. Al contrario de las proteínas, tanto los carbohidratos como las grasas producen la misma cantidad de energía en la bomba calorimétrica que en el organismo debido a que estos dos combustibles se encuentran en ausencia de nitrógeno y solamente contienen C, H y O que pueden oxidarse totalmente.

**Cabe aclarar que esta hipótesis de un aumento en la retención de agua por un incremento en la tasa de creatina total todavía no ha sido debidamente corroborada.

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