Ilustración 2.3
Puesto que los protocolos para las pruebas de esta área están aún por estandarizar por medio de la definición de las posiciones del cuerpo y la extremidad para que el rendimiento de un músculo o grupo muscular determinado pueda aislarse y de la definición del ángulo de medición y de la fuerza o velocidad, es necesario un programa neural nuevo o «no aprendido». Esta afirmación tiene dos implicaciones importantes. En primer lugar, el patrón específico de coordinación neural debe ser aprendido debidamente o la tarea no reflejará las capacidades del músculo. En segundo lugar, los rigurosos procedimientos de estandarización que son necesarios para la medición objetiva en esta área garantizan la evaluación de un comportamiento muy específico de la función neuromuscular. Para que este tipo de pruebas sean aplicables al rendimiento deportivo, tendrán que reflejar de la mejor forma posible el modo de empleo del músculo o grupos musculares.
MEDICIÓN DEL POTENCIAL DE ENERGÍA
Las pruebas de potencial de energía están diseñadas para medir las capacidades máximas de las distintas reacciones y vías de abastecimiento de ATP. Para que tenga lugar una contracción muscular, debe disponerse de energía química en forma de ATP. Debido a que el ATP está en el músculo en una concentración muy baja y se reduce muy poco incluso en las contracciones musculares voluntarias más intensas es imprescindible que haya unos mecanismos rigurosamente controlados que vayan regenerando el ATP de forma continua a medida que tienen lugar las contracciones. El diseño general de las pruebas de esta área consiste en crear una situación de rendimiento en la que el abastecimiento de ATP sea llevado a cabo por una sola vía o respuesta metabólicas. El estudio de las distintas vías metabólicas de energía y de su importancia en las diferentes situaciones de rendimiento puede aclarar los fundamentos del uso de unos protocolos de prueba específicos.
Fuentes de energía química
El principal mecanismo de regeneración de ATP implica tres vías y reacciones químicas bien diferenciadas (Åstrand y Rodahl, 1986):
1. Hidrólisis del fosfato de creatina. El fosfato de creatina (CP) es un fosfágeno de alta energía similar al ATP. En el músculo esquelético tiene una concentración que aproximadamente triplica la del ATP. El fosfato de creatina regenera el ATP agotado durante la contracción y es una fuente muy importante de regeneración de ATP durante el inicio del ejercicio intenso, en el que se haya observado una depleción de más de un 80%. Los compuestos de fosfato de alta energía ATP y CP se denominan fuentes de energía anaeróbica aláctica, poniendo énfasis en que no utilizan oxígeno de forma directa (anaeróbica) y en que no forman ácido láctico (aláctica).
El fosfato de creatina tiene una capacidad muy limitada para regenerar grandes cantidades de ATP. Para que los niveles de ATP se mantengan altos, a partir de los primeros segundos de ejercicio intenso deben predominar otras vías metabólicas. Estas vías incluyen los procesos aeróbico (oxidativo) y anaeróbico (glucolítico).
2. Metabolismo aeróbico (oxidativo). La resintetización del ATP a través de procesos aeróbicos implica la combustión de un combustible en la célula muscular en presencia de oxígeno. Este combustible puede venir de fuentes que estén en el músculo (ácidos grasos libres y glucógeno) o fuera del mismo (ácidos grasos libres del tejido adiposo y glucosa del hígado. Para que el metabolismo aeróbico contribuya de forma significativa, tiene que haber un abastecimiento adecuado de oxígeno a la mitocondria de las células musculares. Puesto que el oxígeno viene de la atmósfera, los procesos respiratorio y cardiovascular deben absorber y transportar cantidades de oxígeno importantes. Los productos derivados del metabolismo aeróbico son agua y dióxido de carbono. Mientras que el agua queda parcialmente retenida dentro del cuerpo para ayudar al mantenimiento de la homeostasia, el dióxido de carbono es eliminado y devuelto a la atmósfera.
3. Glucólisis anaeróbica. La resintetización de ATP por medio de la glucólisis anaeróbica implica la transformación de hidrato de carbono (principalmente glucógeno muscular) en ácido láctico. Esta fuente de ATP se denomina anaeróbica láctica porque no utiliza oxígeno y forma ácido láctico. A pesar de que a través de esta vía energética se pueden regenerar grandes cantidades de ATP por unidad de tiempo, los procesos glucolíticos no permiten que una contracción continúe durante un período prolongado. El alto grado de acidosis resultante de la acumulación de ácido láctico, el ritmo rápido de depleción de glucógeno, o ambos, acaban por forzar una reducción de la intensidad de trabajo.
En resumen, la medición del potencial energético de un músculo implica la medición de tres procesos metabólicos diferentes que conforman las bases de la regeneración de ATP en el ejercicio. Estos procesos utilizan mecanismos anaeróbicos (glucolíticos y compuestos de fosfato de alta energía) y aeróbicos (oxígeno).
Hay que hacer una distinción entre la capacidad y la potencia de cada uno de estos sistemas de energía. La cantidad total de ATP producida por un sistema determinado hace referencia a la capacidad de ese sistema. La cantidad máxima de ATP producida por unidad de tiempo se denomina potencia del sistema. En teoría, para llevar a cabo una evaluación exhaustiva del potencial energético de un músculo hay que medir seis componentes. Estos componentes son la capacidad y la potencia de cada uno de los tres procesos del metabolismo energético.
Utilización de los sistemas de energía durante el ejercicio
Los tres sistemas de energía no operan de forma independiente durante el ejercicio sino que trabajan unidos para alterar el suministro de ATP y hacer frente a las necesidades energéticas del músculo. Los tres procesos tienen lugar al mismo tiempo; sin embargo, la proporción de ATP suministrado por medio de cada uno de estos procesos varía de acuerdo con la intensidad y duración del ejercicio (Ilustración 2.4).
En condiciones normales, durante el reposo, la mayor parte del ATP del músculo esquelético se regenera a través de procesos aeróbicos a un ritmo igual al de su utilización. Un aumento rápido de la intensidad del ejercicio se contrarresta por medio de una aceleración del ritmo de generación aláctica de ATP (principalmente CP) y de la glucólisis anaeróbica (generación láctica de ATP) y viene seguido de una aceleración más gradual del metabolismo aeróbico. Si el ritmo de utilización de ATP puede llegar a igualarse al de la regeneración aeróbica, las aportaciones de los otros dos sistemas se verán reducidas de forma proporcional, lo que dará como resultado unos niveles relativamente estables de lactato en el músculo y en el plasma. No obstante, si la intensidad de la actividad es extremadamente alta, los sistemas anaeróbicos seguirán siendo las fuentes principales de ATP porque la capacidad máxima de los procesos aeróbicos para suministrar ATP está muy por debajo de las demandas energéticas del músculo.
Ilustración 2.4. Relaciones secuencial y cuantitativa de los procesos bioquímicos de abastecimiento de energía en el músculo esquelético humano. La duración del ejercicio aparece en escala logarítmica y las respuestas energéticas están calculadas en base a los resultados obtenidos por deportistas de élite en las diferentes actividades escogidas. Nota. De «Energy Stores and Substrate Utilization in Muscle During Exercise» de H. Howald, G. von Glutz y R. Billeter. En The Third International Symposium on Biochemistry of Exercise (pp. 75-86) de F. Landry y W. A. R. Orban (Eds.), 1978, Miami, FL: Symposium Specialists. Reimpresión autorizada por F. Landry.
La aportación de las diversas fuentes de energía durante el período de actividad máxima está representada en la Ilustración