El ATP: la energía para las contracciones musculares

La energía necesaria para contraer nuestros músculos y por lo tanto para realizar cualquier actividad física proviene de una sóla fuente, el adenosín trifosfato (ATP). Cuando el ATP se rompe en ADP (adenosín difosfato) y Pi (fosfato) se libera energía, y esta es la energía que se usa para contraer los músculos.

El cuerpo tiene distintos caminos para producir el ATP; y es de vital importancia para el cuerpo tener estos mecanismos porque sólamente se puede almacenar en el músculo una cantidad reducida de ATP. Esta cantidad solo permite unos cuantos segundos de máximo esfuerzo muscular.

Es por esta razón que el ATP debe ser suministrado a los músculos de forma continuada durante el esfuerzo muscular. Hay tres maneras en las que el cuerpo produce el ATP, todas ellas tienen lugar de forma predominante en las mitocondrias celulares:

  • Por el sistema de fosfágeno: La rotura química de la fosfocreatina (PC) un mecanismo anaeróbico (es decir que no utiliza oxígeno).
  • Por glicólisis anaeróbica: También un mecanismo anaeróbico.
  • Por fosforilación oxidativa (ciclo de Krebs y transporte de electrones):  mecanismo aeróbico que utiliza oxígeno.

El sistema de fosfágeno

La fosfocreatina (PC), está almacenada en el músculo así como una pequeña reserva de ATP. Un músculo descansado contiene unas 5 veces más fosfocreatina que ATP. Hemos visto que al romper el ATP este produce energía así como ADP y Pi, pues bien, la fosfocreatina al romperse también libera energía que es utilizada para recombinar el ADP y Pi y formar de nuevo ATP. Todo este proceso sucede en una fracción de segundo y por lo tanto proporciona al músculo una energía rápida que se va renovando. Dado que la fosfocreatina es utilizada para reconstruir el ATP roto al producir energía, los depósitos de ATP se mantienen constantes durante los primeros segundos de contracción muscular, pero al final los depositos de fosfocreatina se agotan. Conforme el músculo sigue trabajando , ya no hay más fosfocreatina para convertir el ADP + Pi en ATP lo que lleva al agotamiento de los depósitos de ATP también. Esto contribuye a que la fibra muscular se fatigue. En total , en un periodo de 30 segundos o menos de máxima contracción muscular los depósitos de ATP y fosfocreatina están agotados.

ATP

El sistema de fosfágeno es la fuente más poderosa de producción de energía, pero se agota rápido y es el sistema primario para producir trabajo de corta duración y alta intensidad como un entreno duro con pesas.

Glicólisis o glucólisis anaeróbica

El glucógeno (que es la forma de la glucosa que se almacena en el músculo) se rompe para proporcionar energía para la formación del ATP y a su vez forma el ácido pirúvico. De manera adicional, algo de glucosa de la sangre se utiliza en el proceso, así como glucógeno intramuscular. Uno de los productos de este mecanismo es el ácido láctico, que se genera por la conversión del ácido pirúvico.

Este mecanismo puede proporcionar más energía en total que el sistema de fosfágeno, pero no de forma tan rápida. Por ello, la glicólisis anaeróbica es la vía de energía principal para las contracciones musculares que duran entre los 30 y 60 segundos.

Glucógeno

Hay que considerar los efectos que el ácido láctico (que se produce durante este proceso) tiene en la contracción muscular. El ácido láctico que se va acumulando en las células musculares provoca que el interior del músculo se vuelva más ácido. Este entorno ácido interfiere con el proceso químico de la formación de ATP. Este hecho en conjunción con las reservas de energía (glucógeno) que van disminuyendo, contribuye a la fatiga de las fibras musculares. Al contrario de lo que se creía antiguamente, el ácido láctico no causa la sensación de agujetas en el músculo que aparecen al día siguiente o a los dos días de haber realizado el ejercicio. Sin embargo la concentración de ácido láctico contribuye a la sensación de dolor que proviene de los nervios motores conforme se produce la contracción muscular.

Fosforilación oxidativa

Mediante este mecanismo el cuerpo metaboliza carbohidratos y grasas para crear energía (e incluso proteínas cuando está en condiciones de desnutrición o durante periodos de ejercicio de muy larga duración). Los carbohidratos se usan de manera más extensiva durante el ejercicio aeróbico intenso (de hecho cuando trabajamos al 100% de la capacidad aeróbica los carbohidratos son utilizados como energía de forma casi exclusiva) y las grasas son la fuente primaria de energía durante las sesiones de baja intensidad y larga duración.

El proceso para liberar energía a partir de estos sustratos es mucho más complejo, y será suficiente con decir que requiere oxígeno. Debido a esto, la frecuencia de respiración aumenta cuando realizamos trabajo aeróbico.

Este mecanismo produce virtualmente una cantidad casi ilimitada de energía ya que el cuerpo llega incluso a canibalizarse a si mismo con el fin de mantener el proceso en marcha. Sin embargo, requiere tiempo y es por eso que en una actividad muscular intensa como el levantamiento de pesas no es el mayor factor a tener en cuenta.

Los distintos tipos de fibras musculares están optimizados para utilizar mecanismos distintos para la producción de energía.

  • Las fibras de tipo I (oxidación lenta o fibras rojas de contracción lenta): utilizan primariamente la Fosforilación oxidativa.
  • Las fibras de tipo IIA (oxidación glicólitica rápida o fibras blancas de contracción rápida): utilizan tanto el sistema de fosfágeno como la glicólisis anaeróbica primariamente, son resistentes rápidas y resistentes a la fatiga.
  • Las fibras de tipo IIB (oxidación glicólitica rápida, también fibras musculares blancas de contracción rápida): utilizan primariamente el sistema de fosfágeno, son rápidas fatigables.

Las fibras intermedias o indiferenciadas de transición IIC y IIAB que sólo han sido encontradas en algunos sujetos estudiados:

  • Las fibras de tipo IIC (intermedias con una mezcla entre péptidos de contracción rápida y lenta): están entre las fibras tipo I y IA y pueden evolucionar hacia uno de los dos tipos debido a multitud de estímulos y representan entre el 1 y 3% del total de fibras.
  • Las fibras de tipo IIAB (intermedias): están entre las fibras IIB (potencia) y IIA (resistencia) y pueden evolucionar hacia uno de los dos tipos en función del tipo de entrenamiento al que se vean sometidas.

Hemos de observar que todos estos mecanismos o sistemas comienzan a utilizarse al principio de la contracción muscular, pero debido a su distinta naturaleza y la de las fibras musculares que se utilizan para la actividad, sólo destacan en los intervalos de tiempo dados. Esto se ilustra en el gráfico inferior.
Energía

Regeneración del ATP

El oxígeno, además de utilizarse durante el proceso de fosforilación oxidativa, también es requerido en los mecanismos utilizados para reponer el ATP, la fosfocreatina y el glucógeno. Esta es una de las razones por la que, incluso si se está trabajando a bajas repeticiones con sentadillas pesadas, la respiración se vuelve pesada (esto ocurre para la sentadilla o para cualquier otro ejercicio que ponga en juego una gran cantidad de masa muscular y a su vez mueva una gran cantidad de sangre). En resumidas cuentas, el ATP se repone en los intervalos de tiempo indicados abajo.

Porcentaje de ATP repuesto tras el tiempo indicado de descanso

20 s
50,00 %
40 s
75,00 %
1 min
87,50 %
80 s
93,75 %
100 s
96,88 %
2 min
98,44 %
140 s
99,22 %
160 s
99,61 %
3 min
99,81 %

Como es lógico estos son los tiempos si las fibras que se están recuperando están totalmente en reposo. Si se hace cualquier cosa en este tiempo que genere un gasto de ATP, el tiempo de recuperación se verá aumentado.

Si la actividad que los músculos estaban realizando antes de descansar genera mucho ácido láctico (por el mecanismo de la glicólisis anaeróbica) como por ejemplo un entrenamiento intensivo con pesas en el rango de 12 o más repeticiones, entonces es posible que una actividad suave de los músculos durante el periodo de descanso sea beneficiosa. Esto es debido a que algo de el ácido láctico se usará como combustible de la actividad ligera realizada, de forma que esta ayuda a limpiar el ácido láctico del músculo. Sin embargo ha de tenerse cuidado y asegurarse que esta actividad suave no es lo suficientemente intensa para requerir el uso de los mecanismos de fosfágeno o glicólisis anaeróbica ya que esto agotará el ATP.

Artículo original en inglés: The Neuromuscular system part II (Casey Butt)
Vía (adaptación de Maokoto): Más Fuerte que El Hierro

Últimos comentarios

  1. estudiante

    que fibra almacena mas atp, la fibra tipo1 o la fibra tipo 2 o almacenan lo mismo? o las fibras no almacenan atp?

    • RealFitness

      Las reservas de ATP en el organismo no exceden de unos pocos segundos de consumo. En principio, el ATP se produce de forma continua.

      Las moléculas de creatina enlazan un fosfato mediante un enlace rico en energía como el ATP. El ADP puede convertirse en ATP por acoplamiento con la hidrólisis de fosfato de creatina. La creatina, por tanto, recicla el fosfato liberado por la hidrólisis de la molécula de ATP original. Esto ayuda a mantener la energía fácilmente movilizada sin agotar las reservas de ATP.

      El ATP no se puede almacenar en su estado natural, sino sólo como intermediarios de la cadena de producción de ATP. Por ejemplo, el glucógeno puede ser convertido en glucosa y aportar combustible a la glucolisis si el organismo necesita más ATP. El equivalente vegetal del glucógeno es el almidón. La energía puede también ser almacenada como grasa, mediante neo-síntesis de ácidos grasos.

      El consumo de ATP según las fibras va en función de la potencia que generan siendo las fibras tipo IIB y IIA las de mayor demanda de ATP.

  2. Matias

    Que buen articulo. Necesito saber que rango de series, repeticiones y a que % de rm me garantiza la máxima utilización de glucógeno y fosfocreatina. Entiendo que siempre los descansos deberían ser al 100%. Mi idea es agotar estos dos sistemas de formación de atp para luego realizar una sesión de cardio moderado durante 30 min para quemar la mayor grasa posible. Podrían indicarme en su respuesta ese rango y luego si lo creen necesario la explicación correspondiente. Muchas gracias

    • RealFitness

      Lo que estás buscando no creo que sea ni mucho menos lo optimo y es bastante rebuscado, agotar las reservas de glucógeno completamente estamos hablando de un entrenamiento extensivo y descomunal, diría que incluso de varios días con descarga de hidratos de por medio, es lo que se suele hacer en culturismo en precompetición… por otra parte agotar las reservas de ATP es relativamente sencillo, un ejercicio explosivo de máxima intensidad durante 2-4 segundos puede ser más que suficiente, y las de fosfocreatina prolongando ese ejercicio durante 10-20 (o incluso 30) segundos también se agotarán. ¿Significa esto que permanecerán agotadas y no se repondrán? No. En cuanto cese la intensidad se irán reponiendo más rápida o lentamente… Por lo que es realmente imposible mantenerlas completamente agotadas, es más si esto sucediese, créeme que al contrario de verte beneficiado, te estarías viendo bastante perjudicado…

      Todas lo anterior, no tiene ninguna ventaja real sobre diseñar una buena planificación de entrenamiento y dieta, donde se controle el gasto energético total diario y se le aplique un déficit ya sea a través de la dieta (consumiendo menos calorías), mediante el ejercicio (aumentando ese gasto energético, sin aumentar las calorías que se consumen, claro está) o mediante ambos (mejor opción). Si tu objetivo es verte beneficiado por las ventajas que ofrece el ciclado de calorías e hidratos de carbono en la dieta, lo que te recomiendo es que la dieta planteada sea de ese tipo, haciendo días bajos (descargas) y días altos (cargas o refeed).

  3. JMP JOSE

    Enhorabuena por el artículo, muy bien explicado. Me interesa bastante el tema de reservas energéticas, tiene usted más publicaciones que sigan esta línea? gracias.

    JMP
    Estudiante de Ciencias de la actividad física y del deporte en Cádiz.

  4. Tomas

    Es decir que en los entrenamientos de hipertrofia lo ideal seria descansar 3min entre serie? Muy bien explicado todo el articulo

    • RealFitness

      entre 1 y 2 minutos para hipertrofia, aunque es relativo, para fuerza entre 3-5 minutos o incluso 10 minutos siendo muy avanzado… pero por ejemplo las chicas suelen necesitar descansar menos, todo es muy relativo, si quieres aumentar el estrés metabólico, trabajar con fatiga, trabajar con un umbral de lactato alto…, o si quieres por el contrario, centrarte en ganar fuerza, eficiencia neural, trabajar pesado, mantener la técnica…

  5. Vicente

    Un artículo Excelente, muy didáctico y atendible,gracias.

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