Diferencia entre ejercicio aeróbico y anaeróbico (con ejemplos prácticos)

Los conceptos de aeróbico y anaeróbico son términos de uso extendido, que probablemente te suenen, pero no sepas definir con exactitud, y que llevan vigentes varias décadas para describir diferentes procesos fisiológicos y metabólicos en relación al ejercicio. El primero se relaciona con la presencia de oxígeno, mientras que el segundo se asocia a la falta de este.

A lo largo de la historia de la fisiología humana, se han establecido los mecanismos de funcionamiento y la regulación metabólica siguiendo estas directrices, no solo en relación con el ejercicio físico, sino también en el contexto de las enfermedades. Actualmente, parece que no podemos comprender la fisiología sin recurrir a estos términos, ya que son fundamentales en nuestra comprensión.

Prácticamente, todas las personas que nos dedicamos a la didáctica del ejercicio a día de hoy, hemos aprendido en nuestros inicios sobre el metabolismo aeróbico y anaeróbico.

A continuación, vamos a intentar explicar estos conceptos mejor de lo que nosotros aprendimos en su momento, porque la ciencia avanza y no podemos quedar anclados en el pasado.

Glucosa y ácidos grasos
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Revisando los conceptos de metabolismo aeróbico y anaeróbico

En la actualidad, lo que entendemos por metabolismo aeróbico se caracteriza por la alta disponibilidad de oxígeno, lo que, en el contexto del ejercicio, se traduce en una intensidad baja a moderada en la que el organismo puede oxidar diversos sustratos energéticos sin aparente fatiga.

Por otro lado, el metabolismo anaeróbico se refiere a la realización de ejercicio de alta intensidad, donde la falta de oxígeno limita el rendimiento debido a la acumulación de metabolitos y la correspondiente desregulación metabólica y fisiológica.

Tanto para describir diferentes niveles de intensidad como para referirse a las vías metabólicas que suministran energía a las células, los términos "aeróbico" y "anaeróbico" son fundamentales en las ciencias del deporte. De hecho, las disciplinas deportivas se clasifican según esta diferenciación desde un punto de vista fisiológico. Por ejemplo, se considera que los 400 metros en pista son una disciplina anaeróbica, mientras que una maratón se clasifica como aeróbica.

Sin embargo, los conceptos establecidos por grandes fisiólogos en la década de 1990, como Fletcher, Hopkins, Hill, Wilmore y Costill, entre otros, que sirvieron como base para nuestra comprensión actual de la fisiología y el metabolismo del ejercicio, ahora se consideran un tanto inespecíficos y no tan adecuados, ya que contienen un error conceptual que no concuerda con la realidad.

De hecho, y a pesar de que nos hemos formado con ellos, algunas investigaciones que empezaron a ver la luz ya en la década de los ochenta, parecían arrojar luz sobre la naturaleza de las vías metabólicas involucradas en el ejercicio de alta intensidad y corta duración de manera diferente a las más clásicas. Sin embargo, no se tuvieron muy en cuenta.

En particular, ya desde 1983, se ha cuestionado la división tradicional en esfuerzos alácticos (sin presencia de oxígeno y sin producción de lactato) y lácticos(sin presencia de oxígeno y con producción de lactato), ya que incluso durante esfuerzos máximos de muy corta duración, la contribución de la glucólisis al metabolismo energético es considerable (estudio).

El error inicial radicó en la falta de consideración de que, durante el ejercicio de alta intensidad, el lactato producido se acumula en gran parte en el interior del músculo, especialmente en los primeros segundos del ejercicio.

Investigaciones como las de Jones y cols. (1985), Gaitanos y cols., (1993), Greenhaff y Timmons (1998) o Parolin y cols. (1999) ya advertían que durante los primeros 6 a 10 segundos de un esfuerzo de alta intensidad hasta el agotamiento, se alcanza la máxima actividad glucogenolítica y glucolítica.

Incluso antes, un estudio de Hultman y Sjöholm (1983) reveló que, en los primeros 1.28 segundos de una contracción muscular casi máxima, un 20% de la energía proviene de la vía glucolítica, y a los 2.56 segundos, la contribución de la vía glucolítica alcanza el 50%.

Es de especial relevancia visual para entender esto la investigación de Gaitanos y cols. (1993), quienes confirmaron los hallazgos anteriores al determinar la contribución relativa de los fosfágenos y la glucólisis a la resíntesis de ATP durante esprints de seis segundos en cicloergómetro. Este estudio demostró que casi la mitad (44%) del ATP utilizado en un esprint de seis segundos es proporcionado por la glucólisis anaeróbica, mientras que la PCr contribuye con un 50% y el ATP con un 6%.

En consecuencia, se debe abandonar la noción errónea de que los ejercicios de máxima intensidad de cinco segundos de duración son completamente alácticos, es decir, que no hay intervención del metabolismo glucolítico, puesto que la investigación actual – y la no tan actual, como podemos ver – sugiere que las vías metabólicas durante el ejercicio de alta intensidad y corta duración son más complejas de lo que se pensaba inicialmente, destacando la relevancia de la glucólisis en estos procesos.

Y, a partir de estas ideas, gracias a las contribuciones de investigadores como George A. Brooks en el campo del lactato (ejemplo, ejemplo) y Timothy D. Noakes en la fisiología muscular y cerebral (ejemplo, ejemplo), ahora sabemos con mayor certeza que:

  1. Los sistemas energéticos operan de manera coordinada y regulada por múltiples factores, por lo que no se pueden diferenciar de manera tan simplista (Figuras 1 y 2).
  1. El lactato se produce tanto en presencia de oxígeno como en ausencia de él y se oxida a través de la fosforilación oxidativa.
  1. La falta de oxígeno no es la única causa de fatiga. Estos tres puntos pueden no parecer relevantes, pero lo son para comprender lo que quiero exponer en esta entrada.
Teoría del Continuum Energético
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Figura 1. Teoría del Continuum Energético. Aporte de los diferentes sistemas energéticos en función de la duración del ejercicio suponiendo intensidad máxima posible en cada momento.

Teoría del Continuum Energético
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Figura 2. Teoría del Continuum Energético después de los primeros minutos de ejercicio y durante actividades de larga duración. Aporte de los diferentes sustratos energéticos a la vía mitocondrial en función de la duración del ejercicio suponiendo intensidad máxima posible en cada momento.

Es decir, que el sistema anaeróbico no opera exclusivamente en ausencia de oxígeno, sino de manera independiente a él (revisión); puede estar activo en situaciones de alta intensidad, incluso en presencia de oxígeno. No es una cuestión de oxígeno presente o ausente, sino de la capacidad del cuerpo para generar energía de manera rápida y eficiente en función de las demandas del ejercicio.

En muchos casos, tanto el sistema aeróbico como el anaeróbico contribuyen de manera simultánea para satisfacer las necesidades energéticas del cuerpo durante la actividad física.

Comprender esto nos obliga a reconsiderar los términos utilizados hasta ahora para describir la fisiología y el metabolismo del ejercicio, y abordar el desafío de referirnos al carácter del esfuerzo desde una perspectiva fisiológica precisa.

Aeróbico y anaeróbico vs vías metabólicas

Tanto la intensidad de la actividad (energía requerida por unidad de tiempo), como la duración de la misma e incluso otros factores como el estado nutricional, sexo, edad, etc., determinan que las calorías gastadas durante cualquiera de estas actividades procedan de diferentes sustratos energéticos.

Y, claro, las vías metabólicas resultan fundamentales en este contexto, ya que, dependiendo de las condiciones fisiológicas superiores, se activarán más o menos, se regularán o desregularán en función de la cantidad y el tipo de energía requerida.

Es importante aclarar dos conceptos clave en relación con la disponibilidad de oxígeno y las vías metabólicas:

  1. El oxígeno no participa directamente en la glucólisis ni en la vía de rápida generación de energía a través de los fosfágenos, ya que estos procesos ocurren en el citosol celular, fuera de las mitocondrias (Figura 3).
  1. Sin embargo, el oxígeno desempeña un papel fundamental en la oxidación de los productos resultantes (lactato y piruvato), así como en la resíntesis de fosfocreatina (PCr), ya que estos procesos dependen de las mitocondrias. La mitocondria, donde se oxidan los sustratos mediante la fosforilación oxidativa y el ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico), es completamente dependiente del oxígeno, en particular, en la última fase de la cadena de transporte de electrones.

Teniendo en cuenta esto y comprendiendo que tanto los procesos que ocurren en el citosol como los que ocurren en la mitocondria pueden trabajar coordinadamente y regularse en presencia de oxígeno, es evidente que los términos utilizados hasta ahora, aeróbico y anaeróbico, son confusos.

Por lo tanto, es de suma importancia establecer una nueva terminología que describa con precisión la contribución de cada metabolismo a la energía durante el ejercicio.

  • El metabolismo tradicionalmente conocido como anaeróbico alácticose denominaría mejor "vía de los fosfágenos (ATP-PCr)” ya que no se corresponde con la ausencia de oxígeno.
  • Lo que siempre hemos conocido como metabolismo anaeróbico láctico simplemente se llamaría "glucólisis", entendiendo que este proceso es independiente del oxígeno y ocurre tanto en su presencia como en su ausencia. Así, los conceptos tradicionales de "glucólisis aeróbica" y "glucólisis anaeróbica" no serían necesarios, ya que siempre se refieren al mismo proceso catabólico de la glucosa para producir lactato y piruvato, que, repetimos, ocurre fuera de las mitocondrias, en el citosol.
  • Por último, al metabolismo Aeróbico se le podría llamar "vía mitocondrial" o "fosforilación oxidativa", teniendo en cuenta que se produce dentro de las mitocondrias, requiere oxígeno y tiene como objetivo oxidar los sustratos energéticos generados en cualquier otro proceso.
aerobico y anaerobico 5
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Coexistencia de las vías metabólicas
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Figura 3. Coexistencia de las diferentes vías metabólicas para la obtención de energía durante el ejercicio (Smith et al., 2023). La zona de color rojo corresponde con la vía fosfágena, la zona de color azul corresponde con la glucólisis, y la zona amarilla con la vía mitocondrial.

Deportes más dependientes de las diferentes vías metabólicas

Al clasificar los ejercicios en función de lo que antes denominábamos aeróbico y anaeróbico, ahora debemos tener en cuenta las nuevas nomenclaturas para entender que todos los ejercicios pueden depender de todas las vías metabólicas, aunque algunas predominarán más que otras.

Ejercicios más dependientes de la vía de los fosfágenos

Los deportes y ejercicios de alta intensidad y muy corta duración, algunos de los cuales pueden ser llevados hasta la extenuación, dependen en mayor medida de la vía de los fosfágenos que otras modalidades.

Ejemplos claros son halterofilia, powerlifting, carreras de velocidad (100 metros o 110 metros vallas), salto de altura, salto de longitud, lanzamientos (peso, martillo, disco y jabalina), escalada de velocidad, etc.

Ejercicios más dependientes de la glucólisis

Los deportes y ejercicios de alta intensidad pero de mayor duración que en el caso anterior (aún siguen siendo breves) dependen en mayor medida de la glucólisis por el hecho de que son los suficientemente largos para terminar con la vida de los fosfágenos (por lo tanto, esta vía pierde, contribución porcentual a la energía total requerida durante la actividad), y lo suficientemente cortos para que la vía mitocondrial no sea la más predominante.

Ejemplos comunes son las carreras de 200 a 400 metros (sobre todo esta última modalidad), entrenamiento de culturismo, artes marciales, boxeo, lucha, ciclismo en pista (velocidad), patinaje de velocidad, escalada tipo boulder, etc.

Ejercicios más dependientes de la vía mitocondrial

Las actividades de una intensidad más moderada o baja, así como las de mayor duración, son las que más dependen de la vía mitocondrial, por el mero hecho de que esta ruta metabólica es la que puede sustentar el ejercicio durante tiempos largos.

A todos se nos vienen a la cabeza ejemplos como el maratón, el ciclismo de carretera, el triatlón de larga distancia, el esquí de fondo (marcha nórdica), el remo de larga distancia o las pruebas de natación de larga distancia.

Resumen y conclusiones

Lo que tradicionalmente hemos entendido como metabolismo aeróbico y anaeróbico es, en realidad, algo inexacto y no reflejan directamente la realidad científica actual. 

Por supuesto, lo normal es que tengan que pasar años (puede que incluso nunca llegue ese momento) hasta que se corrija el uso habitual de esta terminología. Siempre que se comprendan los mecanismos fisiológicos que subyacen a estos términos, puede que sea algo necesario acudir a ellos para explicar ciertos conceptos y poder ser entendidos.

Sin embargo, hay que subrayar la importancia de comprender el carácter del esfuerzo desde una perspectiva metabólica, cómo se regulan entre sí las diferentes vías metabólicas y las condiciones necesarias para que se desarrollen. 

La nueva terminología sustituye los antiguos ejercicios y actividades aeróbicos/as y anaeróbicos/as por ejercicios y actividades más dependientes de la vía de los fosfágenos, de la glucólisis o de la vi mitocondrial (fosforilación oxidativa).

Esto nos ayudará a entender los mecanismos de obtención de energía, las respuestas al ejercicio, el origen de la fatiga y las posibilidades de anticiparnos a ella.

  1. Hultman, E. R. I. C., & Sjöholm, H. (1983). Energy metabolism and contraction force of human skeletal muscle in situ during electrical stimulation. The Journal of physiology, 345(1), 525-532.
  2. Jones, N. L., McCartney, N., Graham, T., Spriet, L. L., Kowalchuk, J. M., Heigenhauser, G. J., & Sutton, J. R. (1985). Muscle performance and metabolism in maximal isokinetic cycling at slow and fast speeds. Journal of Applied Physiology, 59(1), 132-136.
  3. Gaitanos, G. C., Williams, C., Boobis, L. H., & Brooks, S. (1993). Human muscle metabolism during intermittent maximal exercise. Journal of applied physiology, 75(2), 712-719.
  4. Greenhaff, P. L., & Timmons, J. A. (1998). Interaction between aerobic and anaerobic metabolism during intense muscle contraction. Exercise and sport sciences reviews, 26(1), 1-30.
  5. Parolin, M. L., Chesley, A., Matsos, M. P., Spriet, L. L., Jones, N. L., & Heigenhauser, G. J. (1999). Regulation of skeletal muscle glycogen phosphorylase and PDH during maximal intermittent exercise. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism.
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  7. Wilmore, J. H., Costill, D. L., & Kenney, W. L. (2004). Physiology of sport and exercise (Vol. 20). Champaign, IL: Human kinetics.
  8. Brooks, G. A. (2009). Cell–cell and intracellular lactate shuttles. The Journal of physiology, 587(23), 5591-5600.
  9. Noakes, T. D. (2011). Time to move beyond a brainless exercise physiology: the evidence for complex regulation of human exercise performance. Applied physiology, nutrition, and metabolism, 36(1), 23-35.
  10. Noakes, T. D. (2012). Fatigue is a brain-derived emotion that regulates the exercise behavior to ensure the protection of whole body homeostasis. Frontiers in physiology, 3, 82.
  11. Hargreaves, M., & Spriet, L. L. (2020). Skeletal muscle energy metabolism during exercise. Nature metabolism, 2(9), 817-828.
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  13. Brooks, G. A., Arevalo, J. A., Osmond, A. D., Leija, R. G., Curl, C. C., & Tovar, A. P. (2022). Lactate in contemporary biology: A phoenix risen. The Journal of physiology, 600(5), 1229-1251.
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  15. McConnell, G. (2022). Exercise Metabolism. In: Physiology in Health and Disease Series by The American Physiological Society. Springer Cham.
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  17. Smith, J. A., Murach, K. A., Dyar, K. A., & Zierath, J. R. (2023). Exercise metabolism and adaptation in skeletal muscle. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 1-26.
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