Bioenergética, ¿qué y cuánto se gasta entrenando?

En este artículo hablaremos sobre la bioenergética, metabolismo, cuánto gasto calórico se tiene al entrenar, etc...

Metabolismo Oxidativo

El metabolismo oxidativo o “aeróbico” es la fuente primaria de energía en el reposo y durante intensidades submáximas de ejercicio (i.e., <60-70%). El metabolismo oxidativo implica la descomposición tanto de carbohidratos, grasas o proteínas (en menor proporción) para generar ATP a nivel mitocondrial. La capacidad de producir ATP a partir del metabolismo oxidativo es muy alta.

Por ejemplo, la oxidación de una molécula de glucosa puede producir hasta 32 ATP. Ahora bien, la oxidación de un triglicérido (3 ácidos grasos libres más un glicerol), la cual es la forma como se almacena la grasa en el cuerpo, puede producir más de 400 ATP dependiendo de la longitud de las cadenas de ácidos grasos.

Aquí entra en juego el Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos (TCA) -también conocido como el ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs- tratándose de una serie de reacciones químicas que son esenciales para el metabolismo completo de la glucosa, las grasas y algunos aminoácidos (ver Figura 2).

El ciclo del TCA se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y su objetivo es descomponer la glucosa, los derivados de ácidos grasos y algunos aminoácidos en moléculas utilizables que pueden ingresar a la cadena de transporte de electrones (CTE) para producir la energía libre necesaria para sintetizar ATP desde ADP + Pi (sin entrar en demasiados detalles).

Reacciones básicas del metabolismo oxidativo
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FIG 2. Reacciones básicas del metabolismo oxidativo (ciclo de Krebs y cadena transportadora de electrones)

Continuum Energético

El cuerpo humano utiliza cada uno de estos sistemas de energía en reposo y durante el ejercicio. La contribución energética o predominancia de cada sistema energético, y el combustible empleado (carbohidratos, grasas o aminoácidos), dependerá de la intensidad y duración del ejercicio, así como el estatus energético.

Durante ejercicios de alta intensidad que duren menos de 10 segundos (1 a 3 reps, sprint de 10 a 100 metros, lanzamiento de peso, salto de altura, etc.), el combustible principal que será utilizado para proporcionar energía se deriva de las reservas de ATP-PCr existentes en el músculo.

A medida que la duración de un ejercicio al máximo esfuerzo (all-out) aumenta, la glucólisis desempeñará un rol importante en el suministro de energía para dicha actividad. Por ejemplo, realizar sprints de 10 segundos a 2 minutos de duración dependerá en gran medida de la energía proveniente de la glucólisis.

Cuanto más corto sea el sprint, mayor será la contribución del sistema ATP-PCr, mientras que sprints más largos (sprint de 400 metros que dura unos 60 segundos o un sprint de 800 metros que dura 2 minutos) tendrá menos participación del sistema ATP- PCr y más de la glucólisis y la oxidación mitocondrial de los carbohidratos.

Siendo los carbohidratos el combustible principal para el ejercicio intermitente de alta intensidad y el ejercicio de resistencia. Cuanto mayor sea la intensidad, mayor será la contribución de los carbohidratos como fuente de energía en el ejercicio (ver Figura 3-4). Por otro lado, a mayor duración del ejercicio y menor intensidad, mayor será el uso de las grasas como combustible (ver Figura5-6).

Contribución relativa de oxidación carbohidratos y grasas
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FIG 3. Contribución relativa de la oxidación de carbohidratos y grasas según la intensidad del ejercicio

Intensidad del ejercicio
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FIG 4. Contribución de los diferentes sustratos energéticos dependiendo de la intensidad del ejercicio (mayor intensidad = mayor uso de glucosa)

Ejercicio de corta y larga duración
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FIG 5. Contribución aproximada de los principales sistemas de energía durante el ejercicio de corta y larga duración

Duración a esfuerzo máximo
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FIG 6. Contribución de los sistemas de energía según la duración a esfuerzo máximo.

El punto 50:50 en cuanto a utilización de carbohidratos-grasa es conocido como el punto de cruce (cross-over).

El ejercicio de resistencia de alta intensidad (>70%) que dure menos de 30 minutos, empleará principalmente los carbohidratos como fuente de energía, mientras que el ejercicio a una intensidad más baja (50 – 70%) que dura más de 30 minutos utilizará principalmente la grasa como combustible para el ejercicio.

El ejercicio intermitente de alta intensidad (fútbol americano, fútbol, baloncesto, etc.) utiliza principalmente las reservas de fosfágenos para las carreras cortas, glucólisis a partir del glucógeno muscular para carreras más largas, el metabolismo oxidativo de carbohidratos y grasa para los momentos de recuperación o correr/trotar a baja intensidad.

De hecho, el cuerpo humano contiene suficiente glucógeno a nivel muscular (300 - 500 gramos) y hepático (80 - 100 gramos) para soportar ejercicio intermitente de alta intensidad o sostenido durante aproximadamente hora y media (suponiendo que estos depósitos estén al 100%).

Aun así, remarcar que la merma del rendimiento no aparece cuando estos depósitos están a 0, apareciendo la fatiga mediante otros mecanismos mucho antes de la total depleción (de hecho, algunas nuevas teorías, remarcan la importancia de un umbral de glucógeno mínimo mediante el cual se producen diferentes adaptaciones que alteran el rendimiento en el deportista.

A medida que se agotan los niveles de glucógeno muscular y hepático durante el ejercicio prolongado, el atleta tiene que producir energía a través de la oxidación de la grasa y de algunos aminoácidos, que se descomponen durante el ejercicio y que pueden servir como una pequeña cantidad de combustible.

Cuando esto ocurre, normalmente desciende la intensidad del ejercicio hasta el 40%-50%, debido a que se requiere más oxígeno para favorecer la oxidación de los ácidos grasos y estas reacciones no se producen con la misma rapidez que las dependientes de hidratos de carbono, por tanto, es más complicado mantener intensidades elevadas que permitan competir.

Para entender las demandas fisiológicas y energéticas en cuanto a energía y macronutrientes en los entrenamientos y competiciones de Crosstraining, se debe comprender cómo son dichos entrenamientos y competiciones.

Como se ha visto anteriormente, el CF está compuesto por distintas modalidades deportivas (halterofilia, gimnasia, acondicionamiento metabólico) y se pueden realizar muchas combinaciones distintas en las cuales puede diferir muchísimo tanto la intensidad como la duración de trabajo, y por consecuente, las vías metabólicas o sustrato utilizado (existirán WODs más explosivos y de corta duración y otros algo más metabólicos o de resistencia cardiovascular).

Por lo que lo más eficiente sería entrenar, mejorar y crear adaptaciones en cada una de estas sesiones, tanto si predomina el componente “aerobico” como el “anaeróbico”, aunque en la actualidad algunos autores rechazan esta clasificación, concluyendo que a nivel didáctico esta terminología puede ser útil, pero que puede crear cierta confusión en el conocimiento de la fisiología humana.

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¿Qué sustratos de utilizan en CrossTraining?

Aunque en la actualidad no exista demasiada evidencia relacionada con los requerimientos energéticos en CF.

En el estudio de Fernandez-Fernandez et al. se investigó las exigencias físicas de dos WODs de CF (“FRAN” y “CINDY”). En este caso, participaron diez voluntarios sanos (edad: 30 ± 4.2 años) entrenados (+1 año), se midieron consumo de oxígeno (VO2), frecuencia cardiaca (FC), lactato sanguíneo (LA) y escala de percepción del esfuerzo (RPE) y otras variables de interés.

Esfuerzos en el ejercicio
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Encontrándose diferencias, entre los promedios de VO2 (34.4±3.5 vs 29.1±1.1 ml·kg- 1·min-1), %VO2max (66.2±4.8 vs, 56.7±6.2%) y gasto energético por sesión (318.2±32.5 vs 121.0±38.5 kcal·min-1), siendo mayores los valores obtenidos con “Cindy” debido a su larga duración; mientras el porcentaje de tiempo por encima de 1 del cociente respiratorio fue mayor en “Fran” (76.0±29.7 vs, 47.7±21.4 %).

En un WOD como puede ser “FRAN” el Cociente Respiratorio (Respiratory Exchange Ratio en inglés, RER) está casi todo el WOD por encima de 1 (76% del tiempo), mientras que en el Cindy permanece más tiempo por debajo de 1 (52,3%) aunque su duración es mayor. Por otro lado, El RER tiene en cuenta el sustrato metabólico usado.

Siendo RER = 1, uso exclusivo de carbohidratos, es decir indicando una predominancia del sistema glucolítico; RER = 0,7, uso exclusivo de grasas con una predominancia del sistema oxidativo de los lípidos.

Por tanto, se puede ver, como el Fran, al ser más corto y más intenso, parece utilizar en mayor grado los hidratos de carbono como sustrato energético (y sistema de los fosfágenos al inicio del ejercicio); a contraposición, en el Cindy, al ser de mayor duración, participa en mayor grado la vía oxidativa, siendo los ácidos grasos participes del metabolismo energético del WOD ( Aunque el metabolismo de los hidratos de carbono sigue siendo el sustrato principal en ambas sesiones de entrenamiento).

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Diferencias significativas entre los entrenamientos (P <0.05), ** (P <0.001); HRav: Frecuencia cardíaca promedio; % FCmáx: porcentaje de FCmáx; VO2: absorción de oxígeno; % VO2max: Porcentaje de VO2 máximo; RER: relación de intercambio respiratorio; LA: lactato sanguíneo; RPE: tasa de esfuerzo percibido

Autores como Kliszczewicz et al. examinaron las demandas metabólicas y cardiovasculares de “Cindy”, utilizando sujetos algo menos experimentados. La sesión del entrenamiento consistía en realizar tantas rondas como sean posibles (AMRAP) de 5 flexiones, 10 flexiones de brazos y 15 sentadillas en 20 minutos.

Se utilizó una calorimetría indirecta portátil para registrar el volumen de consumo de oxígeno (VO2) y el gasto calórico (kcals/min). Los sujetos también llevaban un monitor portátil de frecuencia cardíaca (FC). Y se evaluaron variables como VO2%, VO2max, HR% ,HRmax, MET y kcals totales. En cuanto los resultados demostraron que "CINDY” obtuvo un VO2 promedio de 33.3 ± 5.5 ml.kg-1.min-1, que correspondía a 63.8 ± 12.3% VO2max. Además, el entrenamiento provocó una frecuencia cardíaca de 170.8 ± 13.5 latidos/min.

Además, los sujetos gastaron 13 ± 2.9 kcals / min, correspondiendo con 260,6 ± 59.3 kcals en total del WOD. El resultado de METs promedio fue de 9.5 ± 1.5 con una FC elevada y un VO2 moderado. Mientras que el entrenamiento típico de resistencia de alta intensidad o levantamiento de pesas se encuentra en 6 MET.

Ejemplos de estos incluyen calistenia (8 MET), entrenamiento de resistencia de circuito (8 MET), ergómetro de escalera (9 MET), ciclismo a 200 vatios (10.5 MET), ciclismo a alta velocidad (9-10 MET), y deportes competitivos (8-12 MET), como el fútbol y el baloncesto.

Aun así, como veremos en próximos artículos de Fit Generation, la valoración de las demandas energéticas debería realizarse de forma individualizada y personalizada a cada deportista en función de todas las variables que tengamos a nuestro alcance.

Hay que tener en cuenta el gasto metabólico basal (fórmulas de predicción); el gasto por actividad diaria en función de su jornada laboral (con distintos factores de actividad o gastos en MET); el efecto termogénico de los alimentos (entre un 5-10% del gasto total diario) dependiendo si se encuentra incluida en las ecuaciones de predicción para hallar el metabolismo basal; y por último, el gasto por actividad física (volumen, duración e intensidad).

El último punto es el más complejo de analizar, ya que, debido a la heterogenia de las sesiones de CF, cada entrenamiento tendrá́ un gasto totalmente diferente. Además de la importancia de valorar el momento de la temporada para periodizar la nutrición según la carga de entrenamiento u objetivo de esta.

Con todo esto, ya conocemos el sustrato principal de las sesiones de Crosstraining y a cuanta energía equivalen estas. Gracias a esta información podremos seguir completando las piezas del puzzle de nuestro atleta para conseguir su mejor versión y que esto se traduzca en el máximo rendimiento posible.

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Referencias

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- Este artículo ha sido extraído de un curso de pago de la app de AudioFit.

Contenido creado por el autor a fecha de: 21-10-2019

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