UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE MEDICINA HUMANA

CURSO DE: BIOQUIMICATEMA: METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS EN EL DEPORTISTA

DOCENTE: MARITZA CHOQUE QUISPE PRESENTADO POR:-MAMANI CORIMAYHUA JULIO CESAR -MAMANI MAMANI WILSON JAVIER -LARICO MAMANI JUAN CARLOS -ESPINOZA ESPEZUA MIGUEL ANGEL -MACHACA QUECARA JOSE LUIS -ARPASI TURPO RONAL

PUNO-PER

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EN EL DEPORTISTA

INTRODUCCIONDurante la realizacin de ejercicio fsico participan prcticamente todos los sistemas y rganos del cuerpo humano. As el sistema muscular es el efector de las rdenes motoras generadas en el sistema nervioso central, siendo la participacin de otros sistemas (como el cardiovascular, pulmonar, endocrino, renal y otros) fundamental para el apoyo energtico hacia el tejido muscular para mantener la actividad motora. En esta exposicin nos centraremos en los aspectos metablicos de los carbohidratos y adaptaciones que se dan en los diferentes rganos y sistemas de nuestro organismo, cuando realizamos ejercicios de cualquier naturaleza. Las respuestas fisiolgicas inmediatas al ejercicio son cambios sbitos y transitorios que se dan en la funcin de un determinado rgano o sistema o bien los cambios funcionales que se producen durante la realizacin del ejercicio y desaparecen inmediatamente cuando finaliza la actividad. Si el ejercicio (o cualquier otro estmulo) persiste en frecuencia y duracin a lo largo del tiempo, se van a producir adaptaciones en los sistemas del organismo que facilitarn las respuestas fisiolgicas cuando se realiza la actividad fsica nuevamente. El hgado incrementa significativamente la liberacin de glucosa hacia los msculos activos a medida que el ejercicio progresa desde baja a elevada intensidad. Simultneamente, el glucgeno muscular suministra la fuente energtica glucocdica predominante durante las primeras etapas del ejercicio, y tambin a medida que la intensidad del ejercicio se incrementa. Comparados con las grasas y las protenas, los carbohidratos permanecen como el combustible preferido durante el ejercicio aerbico de alta intensidad, debido a que puede suministrar energa (ATP) rpidamente, mediante procesos oxidativos. Durante los esfuerzos anaerbicos (requiriendo reacciones glucolticas), los carbohidratos se convierten en el nico macronutriente capaz de contribuir con ATP. Tan solo 3 das manteniendo una dieta que contenga solo 5% de su aporte calrico en forma de carbohidratos provocara una disminucin muy importante en la capacidad de ejercitacin anaerbica (glucoltica) mxima. Por tanto, una dieta baja en hidratos de carbono sera perjudicial para la capacidad de trabajo anaerbico lctico, posiblemente debido a una reducida cantidad de glucgeno almacenado a nivel muscular y a una disminucin en el ritmo glucoltico. La disponibilidad de carbohidratos en la mezcla metablica controla su uso para la generacin de energa y la ingesta de carbohidratos afecta dramticamente su disponibilidad (Osorio, J., 1986). Tambin parece ser que la concentracin de glucosa sangunea provee regulacin de la movilizacin de glucosa heptica mediante retroalimentacin (un incremento de la glucosa sangunea inhibe la liberacin de glucosa heptica durante el ejercicio), sugiriendo que las seales metablicas de retroalimentacin pueden superar la activacin de la produccin heptica de glucosa comnmente observada durante ejercicio intenso. La presente revisin es de tipo cualitativa y tiene por objetivo entregar una visin integradora acerca del metabolismo de los carbohidratos durante el esfuerzo fsico ejecutado a diferente intensidad, enfocndose en su rol regulador del metabolismo, as como tambin en su rol energtico y su importancia para el rendimiento fsico humano.

LOS HIDRATOS DE CARBONO COMO RESERVA ENERGTICA MUSCULAR.Los carbohidratos son la principal reserva de energa de los msculos, importantes por ende durante el ejercicio. Estructura Molecular Todas las molculas de los hidratos de carbono se componen de un tomo de carbono y una de agua y su proporcin es un carbono por agua (C: H2O). Glucgeno Muscular y Heptico Las reservas de glucgeno en los msculos esquelticos e hgado son muy importantes para ejercicios o deportes vigorosos, y aquellos que se ejecutan a una intensidad que fluctan de 70 a 85% del consumo de oxgeno mximo (VO2mx). Tanto es as que las reservas de glucgeno musculoesqueltico representan el factor limitante para ejercicios prolongados y vigorosos. En estos tipos de ejercicios/deportes, el agotamiento de las reservas musculares del glucgeno produce fatiga. Se ha determinado que los hidratos de carbono (desde sus reservas en la forma de glucgeno) representan los combustibles metablicos preferidos para el metabolismo del msculo en aquellos ejercicios con intensidades mayores de 65% VO2mx. Los ejercicios vigorosos que dependen del glucgeno muscular y heptico para un rendimiento exitoso incluyen los siguientes: Prolongados y contnuos: Correr, natacin, ciclismo de carretera, competencias de tralo y eventos de natacin donde se cruzan cuerpos de agua extensos Intermitente extendido y de una mezcla de anaerbico-aerbico: Balonpie, baloncesto, repeticiones/intrvalos de correr, entre otros. La Glucosa y el Glucgeno La molcula ms simple de los hidratos de carbono es la glucosa, la cual se clasifica como un monosacrido. La glucosa se almacena en los animales como glucgeno. Por otro lado, el glucgeno representa una polimeracin de la glucosa, formando tres tipos de ramas. La estructura ramificada de la glucosa dispone un aumento en las unidades terminales de glucosa. Esto es ventajoso durante perodos de ejercicios de alta intensidad, ya que durante dichos ejercicios se requerir una degradacin rpida del glucgeno para poder suministrar la energa que necesita el ejercicio. La abundancia de los lugares terminales disponibles para la enzima fosforilasa del glucgeno promueve la velocidad de la degradacin del glucgeno (glucogenlisis). Los muchos puntos en la molcula de glucgeno proveen sitios mltiples para la adicin de unidades de glucosa durante la sntesis de glucgeno (glucognesis). Durante la actividad catablica (glucogenlisis) del glucgeno, se degrada la estructura ramificada de los polmeros de glucosa; consecuentemente, se forma glucosa libre a nivel del msculo esqueltico. La glucosa se fosforilaza a glucosa-6-fosfato (G-6-P) va la reaccin de la encima hexoquinasa. El glucgeno se almacena en el tejido con 2.7 gramos (g) de agua por cada gramo de glucgeno. Esto reduce la efectividad del valor calrico del glucgeno (la proporcin de la energa al peso mojado) como reserva de energa. Depsitos de Hidratos de Carbono en el Cuerpo.-En el organismo humano se encuentran

disponibles varias fuentes de almacenaje de hidratos de carbono. Estas reservas son de suma importancia puesto que proveen una fuente rpida de energa, particularmente durante ejercicios prolongados de alta intensidad (70-85% VO2mx). La glucosa sangunea representan una fuente inmediata de energa. Las reservas de glucosa en la sangre pueden ser de 2.5 g (342 kj, 10 Kcal). Por otro lado, los msculos esquelticos y el hgado representan depsitos vitales de glucgeno. El hgado puede almacenar aproximadamente 70 gramos (1.2 MJ, 280 Kcal) de glucgeno. La mayor capacidad de almacenaje para el glucgeno se encuentra en los msculos esquelticos. Las reservas de glucgeno en los msculos esquelticos pueden alcanzar los 400 g (6.7 MJ, 1600 Kcal). Las Reservas de Glucgeno Muscular. En individuos consumiendo una dieta mixta, la concentracin del glucgeno muscular en el msculo esqueltico es aproximadamente 80 milimoles (mmol) de unidades de glucosa por kilogramo (kg) de msculo mojado o alrededor de 15 gramos (g) de glucgeno por kg de msculo. Un individuo con una masa corporal (peso) de 80 kg (con 40% de su masa corporal siendo msculos esquelticos) podra almacenar 480 g de glucgeno muscular. Esto asume, lo cual es probablemente incorrecto, que todos msculos esquelticos poseen concentraciones de glucgeno similares. Las Concentraciones de Glucgeno en el Msculo Esqueltico. En reposo, la cantidad de glucgeno musculo esqueletico que posea un deportista depender del historial pasado inmediato del atleta relativo a la dieta, el ejercicio y el estado de entrenamiento. En el modelo del ratn, las diferencias en las concentraciones de glucgeno es marcado. Por otro lado, en el msculo humano existe menos variacin en dicha concentracin de glucgeno.

LA UTLIZACIN DEL GLUCGENO MUSCULAR DURANTE EL EJERCICIO

El uso metablico del glucgeno almacenado en los msculos esquelticos depender de ciertos factores, tales como el tiempo/duracin del ejercicio y el orden en que el glucgeno muscular es agotado de las diferentes fibras musculares. La contribucin relativa que hace el glucgeno al metabolismo total durante el ejercicio depende de los factores arriba mencionados. Durante ejercicios de moderada intensidad (requiriendo 60% a 80% del VO2mx) la fatiga ocurre cuando se agotan las reservas de glucgeno musculoesqultico. Esto significa que los almacenes del glucgeno muscular son de suma importancia durante el ejercicio vigoroso, puesto que representa la fuente principal de combustible metablico. Consecuentemente, el glucgeno puede ser la nica fuente de energa para ejercicios fuertes/vigorosos (de alta intensidad). Las reservas musculares de glucgeno varan de 10 a 50 g por kg de msculo mojado. El glucgeno posee una alta produccin de energa por litro de oxgeno consumido, aproximadamente 5.1 kilocaloras por litro de oxgeno consumido. El glucgeno puede ser metabolizado aerbicamente o anaerbicamente. Al comenzar el ejercicio, existe una activacin inmediata de las vas metablicas que metabolizan el glucgeno. La concentracin de glucgeno puede ser marcadamente incrementada mediante el entrenamiento y prcticas dietticas. Se mencion que el glucgeno muscular representa una importante fuente de almacenaje para ejercicios agotadores. Adems, se dijo que la falta de glucgeno puede ocasionar fatiga y, consecuentemente, una pobre ejecutoria deportiva. No obstante, el uso efectivo de estas reservas dependen de varios factores, a saber: la intensidad del ejercicio, el modo/tipo de ejercicio, el tamao de las reservas de glucgeno muscular, el porciento del VO2mx en el umbral de lactato y el ambiente. Intensidad del Ejercicio Durante ejercicio con intensidades mayores de 65 % del VO2mx, los hidratos de carbono son los combustibles metablicos preferidos para el metabolismo del msculo. Proporcin del glucgeno muscular utilizado. Se ha estudiado la velocidad con que se emplea el glucgeno durante un ejercicio de tolerancia aerbica. Esto depender de su intensidad. Entre mayor sea la intensidad, mayor ser la proporcin del glucgeno utilizado. A una intensidad de 50% del VO2mx se utiliza 0.7 mmol por kg por minuto (mmol/kg/min). Si la intensidad aumenta a 75% del VO2mx, la proporcin incrementa a 1.4 mmol/kg/min. A una capacidad funcional mxima (100% del VO2mx), la velocidad para la utilizacin del glucgeno aumenta a 3.4 mmol/kg/min. Podemos inferir que a

intensidades relativamente bajas (50 -60% del VO2mx:), existe un mayor ahorro del glucgeno al compararse con intensidades ms altas. En otras palabras, no se agotan las reservas de glucgeno tan rpido. Por consiguiente, es posible extender la duracin del ejercicio. No obstante, esta no es la nica explicacin para la prolongacin del ejercicio. La realidad es que esto se debe particularmente a que se utilizan predominantemente las grasas como el combustible metablico para la produccin de energa. En un evento deportivo breve pero intenso (mayor de 90% del VO2mx), el ejercicio se detiene prematuramente. Esto ocurre antes de agotar las reservas de glucgeno. Cmo la intensidad del ejercicio afecta/determina el tipo de combustible metablico que utiliza el msculo? Si la intensidad es mayor de 30 por ciento del VO2mx: principalmente se metabolizan las reservas musculares de grasas. Puesto que las grasas proveen un suministro energtico lento, el ejercicio no puede realizarse a intensidades ms altas. Dichas altas intensidades solo se pueden mantener con una provisin adecuada de los hidratos de carbono. Se utilizan equitativamente las grasas y los hidratos de carbono durante intensidades que flucten entre 40 y 60 del VO2mx. Esto cambia si la intensidad aumenta a 75 por ciento del VO2mx. Bajo estas circunstancias, predomina el catabolismo de los carbohidratos. Esto se debe a que se requiere un suministro rpido de energa para poder mantener esta alta intensidad. Cerca del 100% del los hidratos de carbono son utilizados como sustratos metablicos durante intensidades mayores del 80% del VO2mx Modo/Tipo de Ejercicio Un estudio analizando la utilizacin del glucgeno muscular durante dos tipos de ejercicios (cicloergmetro vs. banda sinfn) encontr que la proporcin del glucgeno muscular metabolizado vara entre grupos musculares y tipos de fibras. Cicloergmetro. Durante este tipo de ejercicio, la velocidad del glucgeno muscular utilizado en los grupos musculares motores activados es mayor en el cuadrceps lateral y en el sleo. Banda sinfn (2 horas de ejercicio). Ejercitndose con una elevacin (inclinada hacia arriba en la banda sinfn), se utiliza mayor glucgeno en msculo sleo, un uso intermedio en el gastrocnemio y menor en el los cuadrceps. Por otro lado, cuando la banda sinfn fue nivelada (horizontal), a una intensidad de 70% del VO2mx, se encontr una mayor proporcin de uso en el glucgeno en las fibras de contraccin lenta, mientras que las fibras de contraccin rpida su utilizacin fue menor. El Ambiente Los estudios cientficos indican que entre mayor sea la temperatura bajo la cual se entrena el atleta, mayor ser la utilizacin del glucgeno muscular como combustible metablico. En un estudio clsico, un grupo de sujetos fueron sometidos a un ejercicio en un cicloergmetro durante 60 minutos bajo dos tipos ambientes controlados. Se encontraron que a una temperatura de 41C (15% humedad relativa) la utilizacin del glucgeno muscular fue 1.8 ms alta en comparacin con una temperatura de 9C (55 % humedad relativa). Por ciento del VO2mx en el Umbral de Lactato Entre mayor sea el %VO2mx en el umbral de lactato, menor ser la velocidad/proporcin del degradamiento/utilizacin del glucgeno muscular. Consecuentemente, se podr experimentar un mayor ahorro del glucgeno muscular. Tamao de las Reservas del Glucgeno Muscular Un alto nivel de almacenaje de glucgeno asegura un mejor rendimiento a los atletas que participan en eventos de tolerancia aerbica (prolongados y de alta intensidad).

LOS HIDRATOS DE CARBONO COMO UNA RESERVA EXTERNA A LOS MSCULOS Fuentes de Hidratos de Carbono Localizados Fuera de la Fibra Muscular Aparte del los msculos esquelticos, la fuente de reserva principal para los hidratos de carbono se encuentra en el hgado. Con un peso promedio de 1.2 kg, el hgado contiene alrededor de 100 g de glucgeno (85 g por peso mojado). Esto vara de cero a 110 g por kg. La magnitud de este

almacn heptico depende de varios factores, a saber: el estado nutricional del atleta, el estado de aptitud fsica del deportista y su historial de ejercicio. En el estado alimentado, el valor calrico promedio del glucgeno heptico es alrededor de 400 kilocaloras (Kcal). Durante la glucogenlisis heptica, se libera glucosa hacia el torrente sanguneo. La entrada de glucosa en la sangre a travs de este mecanismo permite mantener a niveles normales la glucosa sangunea durante el ejercicio y entre las comidas. La concentracin de glucosa en el lquido extracelular del cuerpo (la sangre) es de 1 g por litro 5.55 mmol/litro. Esto equivale alrededor de 10 g por 10 a 15 litros de lquido extracelular. Esta glucosa disuelta en el compartimiento extracelular del organismo (particularmente en el torrente sanguneo) tiene varias ventajas biolgicas. Primeramente, ayuda al metabolismo de los eritrocitos y leucocitos. Tambin, es importante para otros tejidos perifricos, principalmente el sistema nervioso. Ms an, la glucosa en el lquido extracelular se puede considerar como un hidrato de carbono en transporte. sta es relativamente de poca importancia como una reserva energtica, a menos que sea continuamente restaurada por el hgado (va glucogenlisis). De lo contrario, puede inducirse una hipoglucemia. LOS HIDRATOS DE CARBONO COMO UN COMBUSTIBLE METABLICO DURANTE EL EJERCICIO La Glucosa La glucosa representa el tipo de hidrato de carbono principal utilizado durante el metabolismo por los msculos esquelticos activos. Se orina del glucgeno o de la glucosa que absorbe la sangre. El mecanismo bioqumico-enzimtico involucrado para la gnesis de la glucosa se describe a continuacin. Las unidades de glucosil son separadas de la molcula de glucgeno por la accin de fosforilasa, la cual produce glucosa -1-PO4 (G-1-P). La glucosa de la sangre que entra en la clula es fosforilasada a G-6-P por hexoquinasa a expensas del ATP. G-1-P y G-6-P no pueden pasar hacia fuera de la clula, y, por lo tanto, la glucosa se captura para dos posibles finalidades: 1) para las necesidades energticas inmediatas de la clula muscular o 2) para ser almacenada. Las clulas hepticas pueden desfosforilasar G-6-P va la accin de la enzima glucosa-6fosfatasa y mediante este mecanismo, el hgado libera glucosa hacia la sangre. El hgado se encarga de regular la concentracin de la glucemia (glucosa sangunea), tratando de mantener una homeostasia de la glucosa plasmtica. Por consiguiente, por ser una fuente de reserva de glucosa, el hgado sirve para mantener una concentracin de la glucosa sangunea relativamente constante. Por otro lado, los msculos esquelticos pueden liberar hidratos de carbono, ya sea como glucosa libre (producido por la separacin de los puntos ramificados del glucgeno) o como un precursor de glucosa (lactato). El Glucgeno Heptico y la Glucosa Sangunea El aumento en la degradacin del glucgeno heptico incrementa la glucosa sangunea. El mantenimiento de la concentracin de glucosa sangunea durante el ejercicio depende de varios factores. Uno de estos factores que influyen en el nivel de la glucemia es la proporcin de utilizacin de la glucosa sangunea por los tejidos. Otro determinante es la proporcin de la liberacin de la glucosa por el hgado. Bsicamente, la utilizacin de la glucosa sangunea por los msculos depende de la intensidad del mismo. Finalmente, la etapa del ejercicio tambin influye en la homeostasia de la glucosa sangunea durante el entrenamiento o competencia deportiva. Intensidad del Ejercicio Durante ejercicios ejecutados a 65% del VO2mx se induce un aumento lineal en la utilizacin de la glucosa por los msculos. Si la intensidad aumenta (sobre 65% del VO2mx) se alcanza un plato (estabilidad) en la utilizacin de la glucosa por los msculos y aumenta la degradacin del glucgeno muscular. Esto provee para una mayor oxidacin de los hidratos de carbono (glucosa). Consecuentemente, incrementa la produccin y disponibilidad de energa que demanda el ejercicio a estas altas intensidades. Durante ejercicios de baja intensidad (30 a 40% del VO2mx) los combustibles metablicos mayormente utilizados son las grasas. A estas intensidades, el metabolismo de los hidratos de

carbono es muy bajo. Esto resulta en una disminucin en la utilizacin de la glucosa sangunea por los msculos. Consecuentemente, las reservas del glucgeno muscular mantendrn la glucosa sangunea por un perodo prolongado. Solo habr una reduccin gradual de la glucosa sangunea (hasta un mnimo de 2.8 mmol/litro). En el hgado, la gluconeognesis (biosntesis de glucosa) provee 50% de la produccin de glucosa sangunea. Esto ayudar tambin a mantener constante la concentracin de la glucosa sangunea por un perodo prolongado. Actividad fsica moderadamente intensa. En las etapas tempranas, se mantiene una homeostasia (equilibrio) en la concentracin de la glucosa sangunea. Una posible explicacin para esta respuesta es que la glucosa sangunea que proviene del hgado satisface las demandas energticas de glucosa por los msculos esquelticos activos. Como resultado, aumento la liberacin de la glucosa sangunea e incrementa en la utilizacin de la glucosa por los msculos. Etapa del Ejercicio Durante la primera hora de un ejercicio vigoroso, la energa es suministrada de casi todas las reservas musculares de hidratos de carbono (glucgeno) y grasas (triglicridos). Ms all de una hora, los combustibles metablicos son las grasas y la glucosa sangunea. Esto responde a una reduccin en las reservas del glucgeno muscular. Al progresar una actividad fsica de moderada intensidad, eventualmente ocurre un alteracin (desequilibrio) en la homeostasia de la glucosa sangunea (la liberacin/produccin de glucosa heptica es menor que la utilizacin de la glucosa por los msculos esquelticos). Como resultado, esto conlleva a una diversidad de alteraciones homeostticas, tales como: 1) disminucin en las reservas del glucgeno muscular, 2) reduccin en la produccin de glucosa y 3) se mantiene constante la utilizacin de la glucosa sangunea por los msculos. El efecto neto es la disminucin de la glucosa sangunea. Control de la Glucogenlisis al Comenzar el Ejercicio La enzima fosforilasa (PHOS). Esta enzima ayuda al degradamiento del glucgeno. En tiempos de un bajo metabolismo (reposo). La enzima fosforilasa se encuentra en un estado inactivo (PHOS b), con excepcin en la presencia de adenosina monofosfatada (AMP). Durante los inicios de la contraccin muscular existe una rpida conversin del estado inactivo de la enzima fosforilasa (PHOS b) a una forma donde es ms activa (PHOS a). Esta conversin resulta en una rpida fosforilacin del glucgeno, con la formacin de unidades deglucosa-1fosfato (G-1-P). La activacin de la enzima fosforilasa resulta de movilizacin de otra la enzima, l fosforilasa b quinasa. Dicha enzima tambin se encuentra inactiva en el msculo durante el reposo, donde la concentracin del calcio libre es baja y el pH muscular es alrededor de 7.0. Al iniciarse la contraccin muscular, ocurre una rpida elevacin del calcio libre y alcalizacin dentro del msculo esqueltico. Estos eventos accionan la activacin de la enzima fosforilasa b quinasa, la cual convierte la enzima fosforilaza de la forma inactiva (PHOS b) a la forma activa (PHOS a). Como resultado, se activa la glucogenlisis. La enzima: fosfofructoquinasa (PFK). Se activa conjuntamente con la enzima fosforilasa. Esto coordina la degradacin adicional de las unidades de glucosil a travs de la va metablica Embden-Meyerhof (gluclisis) con el fin de generar piruvato para la produccin anaerbica y aerbica de ATP. Otros factores involucrados en el control del degradamiento del glucgeno a piruvato. Estos incluyen aumentos en la adenosina monofosfatada (AMP), fosfato inorgnico, amonio y fructosa-1,6-bifosfato. Todos estos factores modulan la actividad de la enzima fosfofructoquinasa. Glucogenlisis Durante Ejercicios Cortos y Fuertes/Vigorosos (de Alta Intensidad) Durante estos tipos de ejercicios ocurre una rpida degradacin del glucgeno. Esto resulta en una alta produccin de lactato. La proporcin para la produccin de lactato en el msculo

esqueltico humano bajo tales condiciones de ejercicio pueden alcanzar los 40 mmol de lactato por cada kg de msculo por minuto. Esta alta cantidad de lactado ocasiona una reduccin en el pH muscular. Dicha declinacin en el pH deprime el flujo de las unidades de glucosil a travs de la va metablica Embden-Meyerhof (gluclisis). Su causa es la inhibicin de la enzima fosfofructoquinasa. La conclusin de que la va metablica de Embden-Meyerhof (gluclisis) no es tan sensitiva a cambios relativamente pequeos en pH es basado en las siguientes lneas de justificacin: Existen numerosos informes de investigaciones con respecto al pH en el msculo esqueltico indicando que fluctan de 6.2 a 6.4 despus del ejercicio. De hecho, se inform un pH muscular de 5.9 utilizando NMR. La causa principal para el declina miento en pH muscular durante el ejercicio son los protones libres liberados hacia dentro del citosol durante la produccin de lactato. Para que el pH del msculo esqueltico decline por debajo de 6.8, es necesario que exista una produccin y acumulacin contnua de lactato en el msculo. La produccin de lactato contina ms all de la concentracin que resulta en un pH del msculo esqueltico de 6.8. Una examinacin ms cerca de las propiedades de la enzima fosfofructoquinasa, bajo condiciones donde otros moduladores fueron ajustados para que imitaran aquellos dentro de la clula, sugiere que la enzima fosfofructoquinasa no es tan inestable al pH como se pens originalmente. Glucogenlisis Durante Ejercicios Prolongados Existe una declinacin en el porciento de la fosforilasa en la forma a (aunque contina la glucogenlisis). Posiblemente esto se deba a que conforme el ejercicio contine, la alcalizacin inicial es sustituida por un retorno del pH normal con el ejercicio liviano y una reduccin en el pH con ejercicios fuertes/vigorosos (de alta intensidad). Esta reduccin en el pH se encuentra ntimamente acoplada con la concentracin de cido lctico dentro del msculo. La glucogenlisis puede iniciarse mediante las acciones de hormonas, particularmente por epinefrina y norepinefrina del sistema nervioso simptico y mdula adrenal. Produccin de Energa de los Hidratos de Carbono Proceso anaerbico. El metabolismo anaerbico involucra la liberacin de energa derivada del lactato resultante. Cul es el destino energtico del lactato? Un gran nmero de investigaciones se han realizado tratando de contestar esta interrogante. Como resultado, se ha encontrado que existe una gran cantidad de energa en el lactato que se escapa de la fibra/clula muscular. Esta energa es subsecuentemente recobrada para dos propsitos fundamentales. Una parte es empleada para la oxidacin del lactato dentro de los msculos activos u otros tejidos. La otra se utiliza como un precursor en la resntesis de glucosa o glucgeno. Proceso aerbico. Muy resumidamente, consiste en la liberacin de energa de la oxidacin terminal de la glucosa a CO2 y H2O. Eficiencia, cantidad y conservacin de la energa libre producida por ambos sistemas metablicos (anaerbico y aerbico). La eficiencia de la energa capturada en la forma de adenosina de trifosfato (ATP) por cada uno de estos procesos metablicos es bastante similar cuando se relaciona a la cada de la energa libre dentro del sistema. La magnitud energtica de la cada en la energa total libre cuando 1 mol de glucosa es oxidado a 2 moles de piruvato (o lactato) equivale a 47 kilocaloras. La energa conservada en la sntesis neta de 3 mol de ATP (21 Kcal) durante la formacin de piruvato o lactato indica que 45% (21/47) de la energa disponible es transferida a adenosina de difosfato (ADP). Cuando la glucosa es oxidada hasta CO2 y H2O, ocurren varios efectos bioenergticos. Uno de ellos es la cada total en la energa libre es de 686 kilocaloras. Otro efecto es que la energa conservada en la forma de ATP es de 252 kilocaloras (36 mol de ATP a 7kcal por mol), una eficiencia de 37% (252/686). La diferencia en la produccin energtica de los procesos anaerbicos y aerbicos utilizando los

hidratos de carbono como sustrato estriba en la cada de la energa libre dentro de la clula muscular en la relacin a la cantidad de energa retenida en la forma de ATP. La Energa Producida de la Oxidacin de los Hidratos de Carbono El equivalente de la oxidacin energtica para la oxidacin terminal de la glucosa a CO2 y H2O es alrededor de 5.1 Kcal/litro de oxgeno (O2) consumido. El nmero de Kcal liberada del proceso de la oxidacin terminal de la glucosa a CO2 y H2O representa e1 resultado del volumen de oxgeno consumido por cada minuto (VO2) multiplicado por 5.1 cuando los hidratos de carbono son los nicos sustratos siendo oxidados. El Entrenamiento y el uso de los Hidratos de Carbono (Adaptacin/Efecto Crnico del Ejercicio/Entrenamiento Sobre la Utilizacin de los Hidratos de Carbono durante Ejercicios Submximos) Como resultado del entrenamiento fsico se producen una serie de adaptaciones vinculadas a la utilizacin de los hidratos de carbono durante el ejercicio. Una de estas adaptaciones es la reduccin en la utilizacin de los hidratos de carbono durante dichos ejercicios submximos, luego de un perodo de entrenamiento fsico de tolerancia cardiorespiratoria. Esto se confirma a travs de pruebas metablicas empleando el mtodo de espirometra en circuito abierto, durante las cuales se determina la proporcin del intercambio respiratorio (R) o cociente respiratorio (CR). Esta variable es menor durante dichos ejercicios submximos que siguen al entrenamiento aerbico. Otro efecto crnico del entrenamiento de tolerancia aerbica consiste en que se minimiza el incremento del lactato sanguneo durante el ejercicio submximo. Patrones del Agotamiento del Glucgeno Durante el Ejercicio Durante un ejercicio agotador/vigoroso, progresivamente ocurre un agotamiento del glucgeno almacenado en el msculo esqueltico e hgado. A nivel de las diferentes unidades motoras (tipos de fibras musculares) ocurre una activacin/reclutamiento particular durante dicho proceso de agotamiento. Reclutamiento por orden de las unidades motoras en los msculos esquelticos. Las unidades motoras de contraccin lenta (Tipo I) son las ms fcilmente activadas. Como consecuencia son las primeras a ser activadas durante el ejercicio. En el transcurso de ejercicios prolongados, estas fibras pueden ser las primeras en fatigarse. Las unidades motoras de contraccin rpida de alta oxidacin (Tipo IIa) se reclutan despus de fatigarse las unidades motoras de contraccin lenta. Las unidades motoras de contraccin rpida de baja oxidacin (Tipo IIb) se reclutan si la actividad fsica contina. Durante ejercicios de alta intensidad se pueden reclutar todas las unidades motoras al principio del ejercicio. E1 patrn del agotamiento para glucgeno por las diferentes tipos de fibras representa el factor que determina el patrn del reclutamiento por orden de las unidades motoras en los msculos esquelticos. Identificacin de los Hidratos de Carbono como Combustible Metablico Segn fue previamente mencionado, la variable metablica principal empleada para identificar el grado de utilizacin de los hidratos de carbono durante el ejercicio es la proporcin del intercambio respiratorio (cociente respiratorio). Esta representa la proporcin de la produccin de bixido de carbono al oxgeno consumido (VCO2/VO2). Se establece que se estn utilizando predominantemente los hidratos de carbono como combustible metablico si la proporcin del intercambio respiratorio equivale a 1.0. Este supuesto se justifica bioqumicamente mediante la estequiometra de la oxidacin de los hidratos de carbono: C6H12O6 + 6 O2 ---- 6 CO2 + 6 H20 Anlisis directo de las reservas de glucgeno en el hgado y msculo esqueltico (anlisis de las muestras de tejido muscular). La proporcin de la degradacin del glucgeno durante el ejercicio depende particularmente de la intensidad relativa del ejercicio (% del consumo de oxgeno mximo [VO2mx]). El patrn de dicha proporcin de la degradacin del glucgeno aumenta exponencialmente como una funcin de la intensidad relativa (%VO2mx). A un bajo %VO2mx, la proporcin del uso de los hidratos de carbono disminuye. Cuando el ejercicio requiere un VO2 cerca o sobre el VO2mx, existe una casi completa dependencia en los hidratos de carbono como combustible metablico, con la mayora de estos derivados de las reservas del glucgeno muscular. Durante ejercicios submximos, la contribucin de las grasas y de los hidratos de carbono al metabolismo depender de variacin intersujeto. Esto se encuentra en parte relacionado con el estado de entrenamiento del atleta.

La Importancia de los Hidratos de Carbono como Combustible Metablico Resulta ventajoso el empleo de los hidratos de carbono debido a que pueden ser degradados aerbicamente y anaerbicamente. En la ausencia de O2 (proceso anaerbico), el glucgeno se degrada hasta llegar a piruvato con la formacin de 3 mol de ATP por cada 2 mol de piruvato formado. Cuando el O2 no se encuentra presente, el piruvato puede ser convertido a lactato por la accin de la enzima deshidrogenasa lctica. Solo durante ejercicios muy vigorosos y cortos (donde el flujo sanguneo es obstaculizado) es que los msculos se encuentran privados de oxgeno; es muy raro que en otras situaciones esto ocurra. La produccin de lactato. El origen/sntesis del lactato ocurre como resultado del exceso de piruvato siendo reducido a lactato por medio de la accin masiva que efecta la enzima deshidrogenasa lctica. Si la produccin de piruvato excede aquel necesitado para abastecer de combustible al proceso oxidativo en la mitocondria, se manufactura va acciones enzimticas el lactato. Por lo tanto, es incorrecto asumir que la reduccin de piruvato a lactato es indicativo que la clula muscular se encuentra anxica. Existe suficiente evidencia para demostrar que la produccin de lactato puede ocurrir en clulas musculares completamente oxigenadas. La produccin anaerbica de lactato representa un uso ineficiente del glucgeno muscular. La Influencia del Entrenamiento en el Uso de los Hidratos de Carbono como Combustible Metablico Durante el Ejercicio Como consecuencia del entrenamiento fsico para aquellos deportistas que requieren desarrollar la tolerancia cardiorespiratoria o aerbica ( maratonistas), la cantidad del glucgeno utilizado durante ejercicios submximos se reduce. Esto se evidencia mediante la medicin de la proporcin del intercambio respiratorio durante pruebas de ejercicios submximas estandarizadas que emplean equipos metablicos. Los resultados de esta prueba indican que la R es menor. En adicin, en estudios utilizando tcnicas de biopsia muscular, se encontr una reduccin en el glucgeno usado como combustible metablico. Desventajas de los Hidratos de Carbono como Combustible Metablico Uno de los problemas que confrontan los atletas de tolerancia aerbica cuando tratan de sobrecargar las reservas del glucgeno muscular mediante manipulaciones dietticas es un sentido de pesadez. Esto se debe a que el glucgeno se almacena con una gran cantidad de agua. Por cada gramo de glucgeno se almacena 27 gramos de agua conjuntamente en las reservas musculares. Adems, esta agua aadida a las reservas de glucgeno reduce el valor calrico de su forma de almacenaje a 1.11 Kcal por cada g de glucgeno depositado (peso mojado). Otra desventaja consiste en el hecho de que la cantidad total de glucgeno en el cuerpo es relativamente pequea (an en un estado entrenado). En adiccin, el uso anaerbico de los hidratos de carbono resulta en una acumulacin de lactato que reduce el el pH intramuscular. Esta respuesta puede interferir con una serie de procesos celulares, incluyendo la produccin contnua de energa. Finalmenente, el funcionamiento efectivo de las clulas musculares depende de sus reservas internas de glucgeno. El agotamiento de los almacenes de glucgeno en los msculos esquelticos afecta negativamente el rendimiento deportivo. Cuando se agotan las reservas de glucgeno en las clulas musculares, los ejercicios moderadamente fuertes/pesados no podrn continuar.

CONCLUSIONESEl estudio del comportamiento de los carbohidratos durante el esfuerzo fsico ha permitido establecer un rol de suma importancia para este sustrato energtico en la obtencin de energa y de un adecuado rendimiento. La utilizacin de carbohidratos durante el ejercicio depende de varios factores, entre los cuales destacan la intensidad del ejercicio, la duracin del ejercicio, el nivel de aptitud fsica del sujeto y su estado nutricional. Los depsitos de carbohidratos son limitados, por lo que una adecuada estrategia nutricional es esencial para el deportista. Estos depsitos presentan un heterocronismo al momento de su utilizacin como fuente energtica. As, durante el inicio del esfuerzo fsico, y sobre todo si este es de elevada intensidad, son los depsitos intramusculares de glucgeno los que suministran la mayor cantidad de energa para la resntesis de ATP. A medida que el ejercicio se prolonga, y los depsitos de glucgeno muscular se agotan, es la glucosa plasmtica, proveniente de la glucogenlisis y gluconeognesis heptica, la que va cobrando cada vez mayor relevancia en la homeostasis de los niveles de ATP con el fin de mantener la intensidad de esfuerzo requerida. La disponibilidad de carbohidratos permite regular la utilizacin de otros sustratos energticos. Frente a un bajo nivel de reservas de glucgeno, se incrementa la utilizacin de lpidos y protenas como fuentes energticas, mientras que por el contrario, cuando la disponibilidad de carbohidratos es adecuada, se inhibe el uso de cidos grasos y tambin la lipolisis, a la vez que disminuye el catabolismo de protenas musculares. Las estrategias nutricionales permiten incrementar los depsitos de glucgeno muscular, lo cual podra ofrecer importantes ventajas para algunos deportistas, sobre todo para aquellos que compiten en pruebas intensas, de ms de 60 minutos de duracin. El entrenamiento fsico incrementa la eficiencia de utilizacin de los carbohidratos, favoreciendo el rendimiento, mediante un retraso en el agotamiento del glucgeno muscular y de la fatiga.

Bibliografa.Ganong W. Fisiologa Mdica 1998 Edicin Manual Moderno Murray, R., W.P. Bartoli, D.E.Eddy, and M.K. Horn. fisiologia medica. Principios de bioquimica de lenhinger- quinta edicion. Tratado de fisiologia medica,Guyto.Hall- decima edicion.