Conceptos Fundamentales de Energía y Trabajo

Energía: Es la capacidad de producir trabajo.

Trabajo: Es una fuerza que actúa sobre un objeto que hace que este se mueva.

Tipos de Energía

1. Energía Cinética: “Es la energía de movimiento”. Incluye:

• La luz (movimiento de fotones).
• El calor (movimiento de moléculas).
• La electricidad (movimiento de partículas con cargas eléctricas).
• El movimiento de objetos grandes (los ojos y el cuerpo en las carreras).

2. Energía Potencial: Es la energía almacenada. Incluye:

• La energía química de los enlaces atómicos moleculares.
• Energía Eléctrica: Almacenada en una batería.
• Energía de posición: Almacenada en un ser vivo para caminar, saltar, moverse…

Leyes de la Termodinámica

• Describen las propiedades básicas de la energía.
• Describen la magnitud (cantidad total) y la calidad (utilidad) de la energía.

Primera Ley de la Termodinámica

O ley de la conservación de la energía. Establece que la energía no puede crearse ni destruirse mediante procesos ordinarios (aparte de las reacciones nucleares).

Segunda Ley de la Termodinámica

Establece que, cuando la energía se convierte de una forma a otra, disminuye la cantidad de energía útil.

Dicho de otra forma: Todas las reacciones o cambios físicos convierten la energía de formas más útiles a menos útiles.

Formas de Energía y Respiración Celular

Formas de Energía:

1. Química
2. Mecánica
3. Térmica
4. Luminosa
5. Eléctrica
6. Nuclear

La Respiración

Involucra el uso de oxígeno (O₂) y la producción de dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O). Genera Energía ATP (38 moléculas de ATP) para:

1. Trabajo químico del crecimiento.
2. Trabajo mecánico de la contracción muscular.

El ATP y la Creatina Fosfato

ATP: Adenosina con tres grupos fosfato (ciclo ATP-ADP-AMP).

Creatina Fosfato y sus Beneficios

La creatina fosfato produce una respuesta muscular explosiva y fomenta el desarrollo muscular. Otros beneficios incluyen:

• Ayuda a disminuir los tiempos de recuperación y la fatiga muscular.
• Auxiliar para reducir los niveles de colesterol y los triglicéridos.
• Los atletas que toman suplementos de monohidrato de creatina experimentan menos problemas de dolores musculares.
• Es particularmente útil en esfuerzos intermitentes de gran intensidad.
• Mejora la capacidad para soportar el ejercicio anaeróbico.
• La suplementación con monohidrato de creatina estabiliza los depósitos de fosfocreatina que cederá el fósforo para la reposición de ATP.

Producción y Uso de la Energía

Producción de ATP: Las células musculares producen ATP por las siguientes vías:

1. Degradación de la “CP” (Creatina Fosfato).
2. Glucosa o del glucógeno.
3. Formación oxidativa del ATP.

Uso de la Energía y el Trabajo

La energía no se usa directamente en el trabajo; se utiliza en forma de ATP, la menor unidad energética del cuerpo humano. Las células musculares son capaces de usar la energía química para realizar el trabajo de la contracción muscular a temperatura constante. El ATP actúa como transportador energético en los procesos celulares que precisan aporte de energía. Es energía química.

Sistemas Energéticos y Vías Metabólicas

Fuentes de ATP (División según el uso de O₂):

• Anaeróbicos:
  1. Sistema ATP-CP (Sistema Aláctico).
  2. Sistema del Ácido Láctico.
• Aeróbico: Sistema Oxidativo.

Sistema Aláctico (ATP-CP)

1. Es el más simple.
2. Rompe los enlaces de fósforo.
3. El ATP y la CP se almacenan en el músculo y en el hígado.
4. Hay más cantidad de “CP” que de “ATP”.
5. Útil en actividades de muy corta duración.

Vías Metabólicas (Químicas)

Existen dos vías principales con mecanismos propios de producción energética:

• Sistema Láctico: Desdobla la glucosa de forma incompleta.
• Sistema Oxidativo: Lo hace de forma completa, produciendo más energía.

Sistema del Ácido Láctico

1. Es una vía metabólica química.
2. Produce ácido láctico.
3. Genera gran fatiga muscular.
4. Es una vía anaeróbica.
5. Usa los carbohidratos (66%) en forma de glucógeno.
6. Produce 2 moléculas de ATP por mol de glucosa (glucólisis anaeróbica).

El Combustible y el Sistema Oxidativo

El Combustible: Entra en su forma más simple, la glucosa. Es almacenada en los músculos y el hígado bajo la forma de glucógeno.

La glucólisis anaeróbica solo representa el 5% del rendimiento posible. En el sistema oxidativo, la glucosa es completamente desdoblada hasta CO₂ y H₂O, con la producción de 36 moles extras de ATP para totalizar 38.

Características del Sistema Oxidativo

1. Requiere oxígeno (aeróbica).
2. Usa las grasas (66%).
3. Gran producción de ATP (38 moles de ATP por mol de glucosa).
4. Rotura completa de la glucosa.
5. Produce CO₂ y agua.
6. Útil para ejercicios de larga duración (> 4 minutos) y potencia baja.
7. Inhibe la acumulación de ácido láctico por rotura de la glucosa (glucólisis aeróbica), desviando su precursor, el ácido pirúvico, para la vía aeróbica y producir 36 moléculas más de ATP.

Tipos de Reacciones en el Sistema Oxidativo

1. Ciclo de Krebs: Ocurre en las mitocondrias del músculo esquelético. El ácido pirúvico, producto final de la glucólisis, entra a este ciclo.
2. Sistema de Transporte de Electrones (STE): También conocido como cadena respiratoria.
   • Se produce agua como producto final al unirse los H⁺ del Ciclo de Krebs y el O₂ que respiramos.
   • También ocurre en las mitocondrias.

Potencia, Capacidad y Creatina

Potencia: Cantidad total de energía que un sistema energético puede aportar en la unidad de tiempo.

Capacidad: Cantidad total de energía que es capaz de aportar un sistema energético.

La Creatina: Es la fuente inmediata y directa para regenerar ATP y proveer de energía a las células musculares. En el cuerpo existe una concentración natural que va de los 70 a los 120 gramos de creatina.