ENERGÍA

Energía, proveniente del griego, significa acción, fuerza, y  en el diccionario de la Real Academia Española de la Lengua se equipara a eficacia, poder en su acepción común. Es, en Física, la capacidad para realizar un trabajo. En Biología, lo que posibilita la vida. La energía es utilizada por los organismos para producir movimiento, electricidad, luz o sintetizar compuestos necesarios para su funcionamiento.

Toda la energía proviene en último término del sol. Es capturada por los organismos fotosintéticos y almacenada en forma de energía química en los enlaces de los glúcidos y otras moléculas. Esa energía se intercambia, fluye, se transforma en un conglomerado de reacciones. Lo que ahora nos interesa es recordar cómo nuestro cuerpo consigue extraerla para el movimiento y, con él, el ejercicio como herramienta terapéutica.

Se dice que los glúcidos son como el “dinero de una cuenta corriente”. En el caso de los humanos, la glucosa es el glúcido más habitual. La oxidación de la glucosa (principal fuente de energía de todas las células) sirve para recargar las moléculas de ADP (adenosin difosfato) en ATP (adenosín trifosfato). Como tal vez recordará el lector, allá por el bachillerato nos explicaban que el ATP es es una fuente universal de energía, la que activa otras reacciones. Sería nuestro “dinero de bolsillo”, que además permite que se mantenga nuestra temperatura corporal.

     Oxidación de la Glucosa:   Glucosa+O2  →  CO2+H2O+Energía

    Formación de ATP:   ADP+P+Energía  →  ATP

Tal y como vemos en las anteriores reacciones, se necesita oxígeno en el proceso, el proveniente de nuestra respiración. Como decimos más abajo hay otra forma de obtener energía en ausencia del oxígeno, la fermentación.

En las células, los glúcidos se almacenan en forma de glucógeno, sobre todo en el músculo esquelético y en el hígado. Cuando se precisa glucosa, el glucógeno se hidroliza y forma moléculas de la misma. Recordemos que como reserva energética son mucho más importantes las grasas. Continuando con la analogía bancaria, se dice que el glucógeno y las grasas son como un “fondo de inversión o plazo fijo”, ya que no son tan inmediatamente accesibles como fuentes de energía.

Volvamos a la reacción de arriba. Antes de la entrada en juego del oxígeno, en el citosol de la célula la molécula de glucosa da lugar a dos moléculas de ácido pirúvico (glucólisis); en este proceso “anaeróbico” ya se genera una pequeña parte de la energía total de la reacción. Pero el proceso continúa si hay oxígeno en el ambiente celular, ahora ya en la mitocondria, en la que se producen las  dos fases sucesivas de la respiración celular,  el ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) y el transporte terminal de electrones (sí, nos trajeron de cabeza en nuestra adolescencia estudiantil). El ácido pirúvico (2 por cada molécula de glucosa) precisa de oxígeno (se oxida) para que entrar el ciclo de Krebs. Para iniciar el transporte de electrones es también necesario el oxígeno. Durante el movimiento de los electrones en la membrana mitocondrial interna se genera la parte de la energía restante que en origen estaba en los enlaces químicos de la glucosa.

Como resultado de la glucólisis y la respiración, mucho más complejas de lo que aquí hemos descrito, se producen 38 moléculas de ATP. En ausencia de oxígeno, como cuando hacemos un ejercicio muy intenso, el ácido pirúvico se transforma en ácido láctico. El aumento de nuestra frecuencia respiratoria no es suficiente para cubrir las necesidades de las fibras musculares y el ácido láctico se acumula. Este se reutiliza de nuevo, con el reposo o la disminución de actividad, para formar glucosa y glucógeno.

La reacción que lleva a la formación de ácido láctico pudo ser vital en términos se supervivencia ante la necesidad de producir energía en ausencia de oxígeno. Permite generar una coenzima, la NAD+ (nicotín adenín dinucleótico), imprescindible para la glucólisis, un camino menos eficiente pero que no requiere oxígeno, y que permite, por ejemplo, culminar un ejercicio intenso o huir de un depredador.

En general, la energía no se obtiene directamente de la glucosa. Esta procede de sustancias más grandes que se descomponen para entrar en vías de obtención de energía. Los polisacáridos, como el almidón, dan lugar a monosacáridos como la glucosa para la glucólisis. Las grasa se descompone y sus productos entra en el ciclo de Krebs y en el transporte terminal de electrones.  Igual pasa con las proteínas, una parte de sus productos entra en el ciclo de Krebs y los grupos aminos se excretan como productos nitrogenados.

Esta es la base para entender las vías de obtención de energía que se van a poner en marcha cuando proponemos cualquier actividad y programa de ejercicio. Conocerlas, recordarlas, es necesario para entender la demanda que vamos a imponer a nuestros pacientes y diseñar el programa dependiendo de los objetivos y el contexto del usuario.

Para saber más:

Vídeo sobre metabolismo energético (en inglés):

Cellular Respiration Glycolysis, Krebs cycle, Electron Transport 3D Animation YouTube 720p from eLearn.Punjab on Vimeo.

LEER MÁS FISIOTERAPIA.

Bibliografía:

Curtis, H, Barnes NS. Invitación a la Biología. Editorial Médica Panamericana. Madrid, 1995.

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