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SISTEMAS DE ENERGÍA DEL CUERPO HUMANO (III) EL SISTEMA OXIDATIVO

SISTEMAS DE ENERGÍA DEL CUERPO HUMANO (III) Oxidativo

En nuestros dos artículos anteriores, hemos hablamos de la actividad muscular y de los  tres sistemas de energía del cuerpo humano para restablecer la ATP.  En ellos tratamos en detalle dos Sistemas, los fosfágenos y la Glucólisis. Hoy hablaremos del tercer sistema, el Oxidativo . 

Recordamos nuevamente cuales son los tres sistemas de energía: Sistema de los fosfágenos, Glucólisis y Sistema oxidativo. 

Los tres sistemas de energía están activos en el momento requerido.  Aunque depende la medida en que cada uno de ellos sea utilizado primero  por la intensidad de la actividad y segundo por la duración.

¿Que es el sistema Oxidativo?

El sistema oxidativo es la fuente principal de ATP durante las actividades aeróbicas o cuando estamos en reposo. Como sustratos se utiliza hidratos de carbono y grasas.  Dependen del sistema oxidativo primordialmente las personas que practican yoga, caminan en cinta o hacen aquagym.

En general las proteínas no se metabolizan de forma relevante excepto en sesiones largas de ejercicio >90 minutos y  durante un ayuno extenso. Aproximadamente en reposo el 70% del ATP generado viene de las grasas y el 30% de los hidratos de carbono.

A medida que la intensidad de la actividad aumenta después del inicio de un ejercicio, se produce un cambio del sustrato de preferencia, que pasa de las grasas a los hidratos de carbono. Durante el ejercicio aeróbico de alta intensidad, casi el 100% de la energía se consigue de los hidratos de carbono. Mientras que en una actividad prolongada , submaximo y estable, se produce un cambio escalonado del sustrato energético que va de los hidratos de carbono a las grasas y a las proteínas.

Oxidación del  glucógeno y la glucosa

El metabolismo oxidativo del glucógeno muscular y de la glucosa sanguínea se inicia con la glucólisis.  Si hay oxígeno en suficientes cantidades, el producto final de la glucólisis el piruvato, no se convierte en lactato si no que se transporta a la mitocondria, orgánulos especializados dentro de la célula.

Se convierte en acetil-CoA (CoA =coenzima A) cuando el piruvato entra en la mitocondria, pudiendo entrar en el ciclo de Krebs para producir más ATP. También se transportan junto con el piruvato dos moléculas de NADH que se producen durante las reacciones glucoliticas.

El ciclo de Krebs, otra serie de reacciones. Por cada molécula  de glucosa produce dos moléculas de ATP indirectamente a partir de trifosfato de guanosina (GTP).  En el cliclo de Krebs también se producen, a partir de una molécula de glucosa, seis moléculas más de NADH y dos moléculas de dinucleótido de flavina y adenina reducido (FADH).  Si la proteína o la grasa entran en el ciclo de Krebs, serán distintos el número de moléculas de ATP y la cantidad de NADH y de FADH. Ambos sustratos de cualquier manera, deben ser transformados en acetil-CoA antes de entrar en el ciclo de Krebs.

Estas moléculas transportan átomos de hidrogeno a la cadena de transporte de electrones (CTE).  Se utilizaran para producir ATP a partir del ADP.  La CTE utiliza las moléculas de NADH y FADH2 para refosforilar el ADP y convertirlo en ATP.

Oxidación de las grasas

También puede utilizar grasas el sistema oxidativo de energía. Pueden ser descompuestos los triglicéridos almacenados en las células por una enzima conocida como lipasa sensible a hormonas. Estos liberan ácidos grasos libres de las células de grasa a la sangre entrando o circulando en las fibras musculares.

Hay almacenadas en el interior del músculo, limitadas cantidades de triglicéridos junto a una forma de lipasa sensible a hormonas que funcionan como fuente de ácidos grasos libres dentro del músculo. Los ácidos grasos libres entran en la mitocondria, donde se exponen al proceso de la bataoxidación, una serie de reacciones en las cuales los ácidos grasos libres se descomponen y dan lugar a la formación de acetil-CoA y átomos de hidrógeno. La acetil-CoA entra el ciclo de Krebs directamente, y los átomos de hidrógeno son transportados por el NADH y el FADH, a la cadena de transporte de electrones.

Oxidación de las proteínas

Las proteínas no son una fuente de energía relevante para la mayoría de las actividades físicas. A través de procesos metabólicos, las proteínas se pueden descomponer en los aminoácidos que las forman. Estos aminoácidos se convierten en glucosa (conocido el proceso como gluconeogénesis), en piruvato o en otros compuestos intermedios del ciclo Krebs, para producir ATP. Se cree que durante un ejercicio corto, la aportación de los aminoácidos a la producción de ATP es mínima. Aunque puede llegar a ser entre el 3% y 18% de las necesidades de energía durante un ejercicio físico prolongado.

Los aminoácidos de cadena ramificada,  se cree son los que principalmente se oxidan en el músculo esquelético (leucina, isoleucina, valina). Los productos de desecho nitrogenados procedentes de la descomposición de los aminoácidos se eliminan mediante la formación pequeñas cantidades de amoníaco y de urea, que acaban en la orina. La eliminación del amoníaco es importante porque es tóxico y está asociado a la fatiga.

Regulación del sistema oxidativo (aeróbico)

El paso ajustado de la velocidad en el ciclo de Krebs, es la transformación del isocitrato a alfa-cetoglutarato. Una reacción controlada por la enzima isocitrato deshidrogenasa, estimulada por la ADP y habitualmente inhibida por el ATP. También influyen en la regulación del ciclo de Krebs, las reacciones, las reacciones que producen NADH o FADH2.

Si no se dispone de NAD+  FAD2+ en cantidades para aceptar hidrogeno, se reduce la velocidad del ciclo de Krebs. Cuando se acumula GTP aumenta la concentración de succi-nil-CoA, esto inhibe la reacción inicial del ciclo de Krebs. (oxalacetato + acetil-CoA – citrato + CoA). La CTE es inhibida por el ATP y estimulada por el ADP.

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