Sistema de obtención de energía del perro

    

Para que un perro se mueva bien dentro de lo que es típico en su raza necesita la estructura ósea adecuada y buena musculatura con la debida proporción de fibras blancas y rojas. Sí, pero eso son el chasis, el motor y las ruedas y… ¿dónde está el carburante que produzca la energía necesaria para que se mueva?

También los animales necesitan de energía para mantener sus vidas y para desplazarse. Esa energía se obtiene de los alimentos, es decir de comer plantas o a otros animales. Pero eso ¿es cierto eso así?, ¿es todo tan sencillo? ¿Los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas son nuestro carburante? Pues sí y no, y si bien una cosa no puede ser al mismo tiempo algo y su contrario en este caso sí lo es… o casi.

No se puede entender la fisiología del esfuerzo sin comprender algunos conceptos claves sobre la obtención y la aplicación de la energía y de donde procede… y a eso vamos.

 

 

GENERALIDADES

El organismo no utiliza directamente los alimentos para conseguir la energía que el cuerpo necesita para produzcir la contracción muscular. Incluso los alimentos llamados calóricos, las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas, se transforman por medio de los procesos digestivos en aminoácidos, glucógenos y triglicéridos. Aún así los mencionados aminoácidos, glucógenos y triglicéridos se tienen que convertir en el único combustible que acepta de manera directa el músculo: el ATP (adenosín trifosfato). Pero esto no es tan simple, ya que en el proceso energético intervienen destacadamente algunos minerales, y por lo tanto alimentos no calóricos, como el fósforo y el calcio.

Así pues los músculos son unas máquinas complejas que funcionan con un solo combustible que se obtiene de unos precursores.

Prácticamente todos los fisiólogos están de acuerdo en que el organismo solamente se utiliza este substrato directamente: el ATP. El adenosín trifosfórico es el único elemento capaz, al degradarse, de abastecer al músculo de la energía necesaria para contraerse. Ahora bien, la cantidad de ATP almacenada en el organismo es limitada, así que otros componentes tienen que intervenir forzosamente para proporcionar de una manera indirecta la energía necesaria para el trabajo muscular, ya que ellos son responsables de regenerar los depósitos de ATP, realmente lo hacen tan eficientemente que los mencionados depósitos permanecen invariables, siendo la causa de la tetanización, y subsiguiente paralización de los músculos, la acumulación de substancias de deshecho, principalmente el ácido láctico, y no la carencia de energía.

 

 

SISTEMAS DE OBTENCIÓN DEL ATP

Los anaerobios. Sin consumo de oxígeno.

A) El anaerobio aláctico o sistema fosfagénico, llamado aláctico porque no produce ácido láctico, ya que no consume glucosa y, por lo tanto, no deja residuos. Permite asegurar la energía en los inicios del trabajo, sea este del tipo que sea, anaeróbico o aeróbico. Es el sistema de energía que responde con mayor rapidez, así mismo desempeña un papel esencial en los ejercicios de corta duración y potencia máxima. En los esfuerzos cortos y de alta intensidad y en el arranque de cualquier ejercicio se utilizan fundamentalmente los fosfatos de alta energía. Esta es la fuente más rápida y más potente, pero también la más limitada. Su importancia relativa aumenta a medida que vamos hacia un esfuerzo más breve y al mismo tiempo más intenso, pero su valor absoluto es siempre el mismo porque su límite es la cantidad de fosfocreatina contenida en el músculo.

Este sistema es el denominado anaeróbico aláctico, ya que prescinde del oxígeno y además no provoca una acumulación de ácido láctico, como pasa en la glucólisis anaeróbica. A medida que vamos ascendiendo en el tiempo de esfuerzo van interviniendo y tomando importancia el sistema anaeróbico láctico. Solamente es capaz de asegurar la máxima potencia de energía durante 6-10, a los 15-20 segundos se solapa con el sistema anaeróbico láctico. Tan pronto como los niveles de ATP en los músculos empiezan a disminuir, interviene una enzima, la creatinaquinasa (CK) y empieza a degradar el fosfato de creatina del músculo y libera suficiente energía para resintetizar una molécula de ATP por cada molécula de fosfato de creatina. El producto de esta reacción, la creatina, es posteriormente utilizada para volver a formar fosfato de creatina inmediatamente después de la terminación del ejercicio.

La FC es una molécula que no libera energía, pero que se convierte inmediatamente en ATP. Actúa de manera muy enérgica como en la puesta en marcha en movimiento, es el sistema de energía que responde con mayor rapidez, pero su actuación tiene una duración de entre seis y 20 segundos. A los 30 segundos las reservas se han agotado. La fosfocreatina es una molécula altamente energética.

B) El anaerobio láctico o anaeróbico con glucólisis. Es el siguiente paso con la utilización anaeróbica de la glucosa. Después de los fosfatos de alta energía es la vía más rápida de obtención de potencia activa. No es muy económica desde el punto de vista del aprovechamiento ya que solamente produce dos moléculas de ATP por cada una de glucosa, pero lo hace muy rápido y sin oxígeno. Su limitación no viene por la eliminación de los depósitos de glucógeno sino por la limitación tóxica producida por desechos de esa reacción, por la acumulación de ácido láctico y sobre todo el aumento de la acidez. Esta fuente energética se maneja en forma de una molécula que es el ATP, almacenada en unos enlaces con el fósforo que lo liberan en el sistema si cuenta con las enzimas necesarias (ATPasa). Por combustión de la glucosa sin oxígeno y formación de ácido láctico y bajada del pH sanguíneo con el consiguiente aumento de acidez El fósforo es el componente clave de las moléculas de ATP (adenosín trifosfato) que actúa como generador de energía dentro de las células musculares. El ATP está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energía almacenada. A cada molécula de adenosina se unen, pues, tres fosfatos para formar el ATP. Cuando uno de estos fosfatos se desprende se libera energía y se produce la contracción muscular.

Al perder un fosfato el ATP se convierte en ADP. El fósforo aporta al cuerpo los fosfatos necesarios para seguir con este proceso. Sin fosfatos no hay ATP. Sin ATP no hay contracciones musculares.

Actúa de los 20 a los 50 segundos. Su potencia máxima se produce entre los 30-45 segundos. Constituye la fuente principal de energía para realizar esfuerzos de hasta entre dos y cinco minutos.

Tan pronto como los niveles de ATP en los músculos empiezan a descender, la enzima creatinaquinasa (CK) empieza a degradar el fosfato de creatina y libera suficiente energía para resintetizar una molécula de ATP por cada molécula de fosfato de creatina. El producto de esta reacción, la creatina, puede volver a ser utilizada para volver a formar fosfato de creatina inmediatamente después de la terminación del ejercicio.

Su capacidad está limitada principalmente por la concentración de lactato producido en los músculos como producto final de desecho de este mecanismo, ya que en realidad no se produce agotamiento del glucógeno de los músculos activados. La acumulación de ácido láctico causa aumento de la acidez (del pH). El pH reducido inhibe la contracción muscular por disminución de la capacidad del calcio para activar las proteínas contráctiles del músculo. La reposición del glucógeno tarda 12-24 horas dependiendo de la dieta y del nivel de entrenamiento del sujeto. La glucólisis anaeróbica empieza aproximadamente entre los 15-20 segundos y consigue su potencia máxima de manera secuencial a los 30-45 segundos de empezar el ejercicio, es decir, a la terminación y solapándose con el anaerobio aláctico. Tiene menos potencia que el mecanismo fosfagénico, pero gracias a su importante capacidad energética constituye la fuente principal para realizar esfuerzos intensos de una duración de entre 30 segundos y un máximo de cinco minutos. Está limitado por la concentración de ácido láctico de desecho. La reposición del glucógeno tarda de 12 a 24 horas dependiendo del “vaciamiento” de las reservas y de la dieta de carbohidratos, aunque hay que recordar la capacidad de los perros en formar glucógeno a partir de las grasas.

Los aeróbicos. En equilibrio de oxígeno.

A) Aerobio glucolítico o por oxidación del glucógeno. Los procesos aeróbicos son las principales fuentes de energía durante trabajos prolongados, operan gradualmente y empiezan a ser predominantes entre los 90 segundos y los tres minutos. Son incapaces de asegurar el aporte energético durante períodos de ejercicios intensos, pero su capacidad en esfuerzos prologados supera grandemente a los otras fuentes de energía gracias a los grandes depósitos de hidratos de carbono en el sistema glucolítico, grasas en el sistema en el sistema muscular, hígado, panículo adiposo y, en último caso, las reservas de aminoácidos.

B) Aerobio por oxidación de las grasas. Las grasas se dividen en ácidos grasos de cadena corta, media, larga y glicerol. Se metabolizan en forma de triglicéridos, que es la forma en que se almacenan los lípidos en el cuerpo. Se acumulan en el hígado, los músculos y en el tejido graso como una reserva energética casi ilimitada. En la mayoría de los perros la energía de reserva procedente de las grasas supera en cien veces las procedentes del glucógeno. La cantidad de grasa que se quema durante el ejercicio depende de la duración e intensidad de los entrenamientos. En intensidades bajas la energía empleada es la procedente de las grasas, pero si aumenta la intensidad aumenta también la cantidad de carbohidratos empleados. Una vez que se ha alcanzado el 70-80% del volumen máximo de oxígeno, se limita la combustión de las grasas en beneficio de las procedentes del glucógeno. La oxidación de las grasas requiere más cantidad de oxígeno que la del glucógeno, por eso cuando la respiración empieza a acelerarse por falta de “aire” disminuye la capacidad del organismo para obtener energía.

Los ácidos grasos se difunden por sangre y se convierten el glucosa por un sistema llamado glucogénesis (el mismo proceso siguen los aminoácidos) unidos a albúmina, siendo la fracción libre (muy pequeña en comparación a la unida a la proteína) la que es utilizada por el músculo, lo que podría explicar porque solo el 50% de las necesidades se cubren con ácidos grasos. Proporcionan energía conforme aumenta la duración del ejercicio continuo para llegar a ser preponderante durante esfuerzos muy largos. Durante la primera hora los triglicéridos proporcionarán entre el 20 y el 50% de la energía, en la segunda hora entre el 40 y el 60% y puede llegar incluso al 90% en la tercera hora y más. Para ser usados como energía, los triglicéridos deben descomponerse en sus unidades básicas: una molécula de glicerol por tres moléculas de ácidos grasos libres. Este proceso se llama lipólisis y lo llevan a cabo unas enzimas llamadas lipasas. Una vez liberados del glicerol los ácidos grasos libres pueden entrar en la sangre y ser transportados hasta entrar en las fibras musculares por difusión.  De su grado de concentración depende el ritmo de entrada en las fibras musculares.

Las degradaciones de los cuerpos grasos son aeróbicas. Los triglicéridos pueden ser almacenados en cantidad casi ilimitada, las cantidades almacenadas dependen del tipo de alimentación y de la capacidad de asimilación del individuo. En los sedentarios los ácidos grasos se almacenan principalmente en las células grasas subcutáneas, en los perros entrenados se infiltran en el interior de las fibras musculares y en las células grasas en forma de finas gotitas en lugares que permiten utilizarlos en momento del esfuerzo.

En las diferencias de precio orgánico de los sistemas de oxidación procedentes de los hidratos y las grasas no se distinguen demasiado. En realidad el organismo funciona por una oxidación mixta que trata de retrasar lo más posible el agotamiento del glucógeno, con lo que habría que rebajar el nivel del esfuerzo.

C) Aerobio en base a los aminoácidos.

La producción de energía a partir de las proteínas, o mejor dicho: de los aminoácidos, es más difícil de determinar que las de los hidratos de carbono o las grasas, porque contienen nitrógeno. Cuando los aminoácidos son catabolizados, una parte del nitrógeno desprendido pasa a formar nuevos aminoácidos, pero el nitrógeno restante se convierte en urea al no poder ser oxidado, como esta reconversión requiere ATP se gasta energía adicional en este proceso.

Las proteínas pueden aportar solamente entre el 5 y el 10% de la energía necesaria para mantener un ejercicio prolongado.

Solapamiento y simultaneidad

Es poco probable que el sistema aeróbico use un solo tipo de combustible, lo normal es la utilización de una mezcla de todos ellos que está determinada por el estatus nutricional del perro y la intensidad del ejercicio. Si la dieta es rica en carbohidratos el glucógeno muscular se repone con rapidez. Por el contrario si el perro come una dieta baja en carbohidratos el perro se verá forzado a usar como fuentes de energía a las grasas y, en último término, las proteínas. En este caso los depósitos de glucógeno serán más bajos, aunque hay que destacar que el perro tiene mecanismos más eficientes que el ser humano para metabolizar las grasas.

Lo que no se debe olvidar nunca es que si bien hablamos de actividades aeróbicas o anaeróbicas, estos no existen de una manera absoluta. Esto significa que los sistemas actúan simultáneamente, solapándose entre ellos, aunque determinados esfuerzos pueden proporcionar más protagonismo a unos que a otros dependiendo de la duración e intensidad del esfuerzo.

Por ejemplo, el retraso de la puesta en acción de los sistemas de transporte de oxígeno a los músculos, hace que el inicio de cualquier ejercicio se haga a base de la fosfocreatina que irá renovando al ATP para que su concentración no varíe. Así mismo, en los ejercicio prolongados, los aportes de energía en los cambios intenso de ritmo se hacen basándose en los sistemas de energía rápida. Lo mismo pasa con los requerimientos intensos de energía al final de esfuerzo.

En resumen, no podemos olvidarnos de los conceptos de solapación y simultaneidad, aunque tengamos que referirnos a ejercicios aeróbicos, los de resistencia, y anaeróbicos, de fuerza, potencia, velocidad, como si fueran puros.

PUNTOS

1.- Según su utilización o no del oxígeno:

En carencia de oxígeno el cuerpo utiliza PC para producir ATP sin producción de ácido láctico por no utilizar los glúcidos y ATP, con producción de ácido láctico como desecho de la glucosa. Primeros momentos del ejercicio, en los cambios de ritmo, en las aceleraciones de final de carrera, etc.

2.- Según la utilización del glucógeno, los triglicéridos o los aminoácidos en los ejercicios de resistencia. En el primer caso cuando el ejercicio de resistencia es de bajo intensidad, en el segundo cuando aumenta la intensidad del ejercicio aeróbico. El tercero, la utilización de los aminoácidos, en casos extremos de vaciado de los depósitos de glúcidos y triglicéridos.

3.- Según su secuencia de entrada en acción. Anaerobio aláctico o sistema fosfagénico… anaerobio láctico o anaeróbico con glucólisis… aerobio glucolítico u oxidación del glucógeno… aerobio por oxidación de los triglicéridos… aerobio en base a los aminoácidos.

3.- Según el tipo de ejercicio. Inicio de ejercicio y cambios de ritmo y finales de carrera esprintando. Fuerza y velocidad. Resistencia.

Unos ejemplos:

Los galgos en pista: 480 metros, entre 29 y 40 segundos según la raza. Anaerobio aláctico o sistema fosfagénico y con breve solapación de anaerobio láctico o anaeróbico con glucólisis

Los galgos en campo: entre 3 y 15-17 minutos. Pueden hacer hasta 18-20 carreras hasta 10 liebres con descansos entre carrera de 30 minutos. La arrancada y los cambios de ritmo emplean el anaerobio aláctico o sistema fosfagénico y el resto básicamente anaerobio láctico o anaeróbico con glucólisis.

Arrastre de peso de potencia: en la arrancada emplean el anaerobio aláctico o sistema fosfagénico y el resto siempre anaerobio láctico o anaeróbico con glucólisis.

Los perros de resistencia, perros de trineo y caza en mano: en la arrancada y los cambios de ritmo emplean, como siempre, el sistema el anaerobio aláctico o sistema fosfagénico y el del tiempo solapadamente los tres modos aeróbicos… aerobio glucolítico o por oxidación del glucógeno, aerobio por oxidación de los triglicéridos y, en menor grado, aerobio en base a los aminoácidos. En momentos específicos de requerimientos de más intensidad su organismo recurre a los sistemas anaeróbicos lácticos. Es decir: bajo el punto de vista de la utilización de los ciclos de energía son la modalidad de ejercicio más diversificada.

 

4.- Según el tipo de fibras predominantes. De contracción rápida (o FT a y b, blancas, anaeróbicas o de rapidez), o lenta, (también llamadas ST, rojas, tónicas, oxidativas o simplemente de resistencia u  oxidativas.

5.- Según el grado de entrenamiento del sujeto. El entrenamiento anaeróbico aumenta los depósitos de PC y ATP y retarda la acidificación. El entrenamiento aeróbico hace que el cuerpo sea más eficiente en la utilización de la grasa como energía debido al aumento de las enzimas necesarias para convertir los ácidos grasos en energía. Esto hace aumentar la resistencia por el efecto ahorrador de los carbohidratos. Con el mismo volumen de O2 un perro entrenado tendrá mayor eficiencia en la utilización de las grasas como combustible.