Sistemas Energéticos Oxidación de Grasas
¿Conocer cuáles son los medios por los que el cuerpo saca energía para realizar todas las funciones?. Sabías que las células de tu organismo cumplen ciertas funciones que necesitan energía. En el siguiente post te cuento de una manera sencilla y entendible en qué consiste la oxidación de grasas, uno de los métodos que el organismo humano tiene para sacar la energía.
Sistema Oxidativo
El sistema oxidativo cumple una función esencial en el aporte energético a nuestras células. El orgánulo protagonista en esta ocasión son las mitocondrias. Estas cumplen un papel fundamental en los sistemas de aporte energético y en especial en el oxidativo.
Las mitocondrias son orgánulos celulares presentes en la mayoría de las células eucariotas, es decir, en las células de organismos que tienen un núcleo celular. Las mitocondrias son conocidas como las "centrales energéticas" de la célula porque son responsables de producir la mayor parte de la energía que la célula necesita para llevar a cabo sus funciones vitales.
La principal función de las mitocondrias es producir energía a través de un proceso llamado respiración celular. Durante la respiración celular, las mitocondrias utilizan los nutrientes que se obtienen de los alimentos y el oxígeno del ambiente para producir ATP (adenosina trifosfato). Este proceso ocurre en la matriz mitocondrial, que es el espacio interior de la mitocondria.
Imagen en 3D de una mitocondria.
Además de su función en la producción de energía, las mitocondrias también tienen otras funciones importantes en la célula, como la regulación del ciclo celular, la apoptosis (muerte celular programada), la síntesis de hormonas esteroides y la regulación de la señalización celular. Las mitocondrias también contienen su propio ADN y maquinaria de replicación, lo que les permite reproducirse de manera independiente del núcleo celular.
En la siguiente imagen podemos observar un magnífico resumen de los procesos oxidativos dentro de las mitocondrias para aportar energía mediante la presencia de oxígeno. Oxidación de carbohidratos, grasas y proteínas.
Oxidación de las grasas
El metabolismo energético es un proceso complejo que controla la producción y utilización de energía en el cuerpo. En el contexto del ejercicio físico, el metabolismo energético se refiere a cómo el cuerpo obtiene y utiliza la energía necesaria para realizar el ejercicio. Las grasas son una de las principales fuentes de energía en el cuerpo humano y desempeñan un papel muy relevante en el metabolismo energético durante el ejercicio a intensidades baja y moderadas (el nivel de entrenamiento del sujeto y especialización deportiva es determinante para la optimización de las grasas como sustrato energético).
En la siguiente imagen podemos ver la contribución intra y extra-muscular de los sustratos energéticos durante 3 intensidades diferentes (25%, 65% y 85% VO2max) en la realización de ejercicio. Vemos cómo se va reduciendo el porcentaje de utilización de grasas a medida que aumentamos el ejercicio, contrario a lo que ocurre con los carbohidratos que van aumentando con la intensidad (1).
Oxidación de grasas. Los adipocitos
El cuerpo almacena grasas en los adipocitos, que son células especializadas en la acumulación de grasa. Durante el ejercicio, la liberación de hormonas como la adrenalina y la noradrenalina estimulan la liberación de ácidos grasos libres de los adipocitos en la sangre. Esta liberación se produce tras romper los triglicéridos en tres ácidos grasos y un glicerol. Este proceso se llama lipólisis. Estos ácidos grasos libres son transportados a las células musculares donde son oxidados y utilizados como fuente de energía.
En la siguiente imagen observamos diferentes células de grasas llamadas adipocitos.
Oxidación de grasas e intensidad del ejercicio
El uso de grasas como fuente de energía durante el ejercicio depende de la intensidad, la duración del ejercicio, el nivel de entrenamiento y de la dieta entre otros. Durante el ejercicio de baja a moderada intensidad, la mayor parte de la energía proviene de las grasas, mientras que, durante el ejercicio de alta intensidad, el cuerpo depende más de los carbohidratos. Esto se debe a que los carbohidratos son una fuente más rápida y fácilmente disponible de energía para el cuerpo.
La siguiente figura nos muestra gráficamente el aporte energético de glucógeno muscular, triglicéridos musculares, ácidos grasos libres en sangre (FFA) y glucosa plasmática. Se observa claramente como los carbohidratos, ganan protagonismo a medida que aumentamos la intensidad del ejercicio (2).
Para que nos hagamos una idea, una molécula simple de hidrato de carbono puede tener 5 o 6 carbonos en sus enlaces moleculares, mientras que una molécula de grasa, por ejemplo, un ácido graso común, el ácido oleico posee 18. Esta diferencia nos marca la complejidad en la oxidación de una u otra, siendo más complejo reducir una molécula de 18 carbonos que una de 5. Por otro lado, la de 18 carbonos nos aportará mucha más energía (9 Kcal) en comparación con la de 5 (4 Kcal).
Oxidación de grasas. Analizador de gases
La evaluación de la oxidación de sustratos energéticos se realiza mediante analizadores de gases. Estos instrumentos maravillosos de laboratorio evalúan el oxígeno que el cuerpo utiliza y la producción de dióxido de carbono que el cuerpo produce. A través de estas dos variables somos capaces mediante ecuaciones de conocer la cantidad de carbohidrato y grasas que se están oxidando en tiempo real. También somos capaces de conocer la energía que estamos utilizando para las diferentes tareas.
Analizador de gases para evaluar la oxidación de grasas y carbohidratos.
Oxidación de grasas. Curva de oxidación de grasas
Para comprender realmente la utilización de las grasas durante el ejercicio, debemos hacer referencia a un gráfico esclarecedor. La curva de oxidación de grasas.
En condiciones de reposo, el cuerpo humano utiliza principalmente grasas como combustible para producir energía. Esto es debido a que al tener una baja demanda energética y poderla abastecer mediante la gran energía que aporta la oxidación de grasas, el cuerpo recurrirá a ella. Debemos recordar que el organismo humano siempre va a tener a lo más eficiente. Y lo más eficiente es utilizar grasas siempre que la demanda y aporte del organismo pueda.
Durante el ejercicio físico, la tasa de utilización de grasas como fuente de energía aumenta en función de la intensidad del ejercicio. Sin embargo, a medida que la intensidad del ejercicio aumenta aún más, el cuerpo comienza a depender cada vez más de los carbohidratos como fuente de energía (ya que es más fácil romperlos en comparación a una molécula de ácido graso).
La curva de oxidación de grasas muestra la relación entre la intensidad del ejercicio y la tasa de oxidación de grasas. En general, la curva muestra que la tasa de oxidación de grasas aumenta a medida que aumenta la intensidad del ejercicio hasta un cierto punto (llamado máxima oxidación de grasas o MFO y se da en g/min, o Fatmax si nos fijamos en la intensidad % VO2max o Fc), después del cual comienza a disminuir a medida que el cuerpo comienza a utilizar cada vez más carbohidratos como combustible.
En la siguiente figura tenemos una curva de oxidación de grasas durante un test de intensidad incremental (3).
Oxidación de grasas. Entrenado vs no entrenado
El nivel de entrenamiento de carácter aeróbico también puede aumentar la capacidad del cuerpo para utilizar grasas como fuente de energía durante el ejercicio. Debemos de tener en cuenta que cuando nosotros realizamos un ejercicio físico que genera un estímulo en nuestro organismo, este se adaptará para estar más preparado para futuros esfuerzos. Este es uno de los conceptos claves del entrenamiento junto con el entendimiento en las adaptaciones que producen los diferentes ejercicios. En el caso del trabajo con un alto componente aeróbico, una de las adaptaciones que se producen es el crecimiento en el tamaño de las mitocondrias y el número de estas. Además de muchas otras como una mayor concentración enzimática en reacciones metabólicas oxidativas. Estas mitocondrias son las que se encargan de la oxidación de sustratos energéticos. A mayor número y tamaño, mejor y mayor será la oxidación de sustratos (teniendo en cuenta que también se hayan producido adaptaciones en todo el proceso metabólico que se requiere).
En esta figura vemos la curva de oxidación de grasas de una persona entrenada vs una no entrenada. Comprobamos como la persona entrenada desplaza la curva hacia arriba y a la derecha. Esto significa que es capaz de oxidar más grasas y a una mayor intensidad de ejercicio (4).
Oxidación de grasas durante el ejercicio de intensidad mantenida
Para terminar de comprender la oxidación de grasas. A continuación, te comparto cómo se comporta el organismo humano durante un ejercicio de intensidad moderada prolongado durante 120 minutos en relación a la oxidación de los diferentes sustratos energéticos.
En esta maravillosa figura vemos cómo se comporta el metabolismo energético durante un ejercicio de 120 minutos de intensidad mantenida. Curiosamente según va pasando el tiempo, el cuerpo va ganando eficiencia y va aumentando la oxidación de las grasas (ácidos grasos libres FFA) y la glucosa plasmática (procedente del hígado), reduciéndose los triglicéridos musculares y el glucógeno muscular (5).
TIPS:
Bibliografía
- Hargreaves, M. (2000). Skeletal muscle metabolism during exercise in humans. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology, 27(3), 225-228.
- Romijn JA, Coyle EF, Sidossis LS, Rosenblatt J, Wolfe RR. Substrate metabolism during different exercise intensities in endurance-trained women. J Appl Physiol (1985). 2000 May;88(5):1707-14. doi: 10.1152/jappl.2000.88.5.1707. PMID: 10797133.
- Achten J, Gleeson M, Jeukendrup AE. Determination of the exercise intensity that elicits maximal fat oxidation. Med Sci Sports Exerc. 2002 Jan;34(1):92-7. doi: 10.1097/00005768-200201000-00015. PMID: 11782653.
- Stisen AB, Stougaard O, Langfort J, Helge JW, Sahlin K, Madsen K. Maximal fat oxidation rates in endurance trained and untrained women. Eur J Appl Physiol. 2006 Nov;98(5):497-506. doi: 10.1007/s00421-006-0290-x. Epub 2006 Sep 28. PMID: 17006714.
- Romijn JA, Coyle EF, Sidossis LS, Gastaldelli A, Horowitz JF, Endert E, Wolfe RR. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration. Am J Physiol. 1993 Sep;265(3 Pt 1):E380-91. doi: 10.1152/ajpendo.1993.265.3.E380. PMID: 8214047.
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