Bioenergética y metabolismo

PARTE II Bioenergética y metabolismo

La mayor parte de los vertebrados son organismos esencialmente aeróbicos, que convierten la glucosa en piruvato por glucólisis y después lo oxidan por completo a CO2 y H2O empleando el oxígeno molecular. La glucólisis anaerobia desempeña su papel en la mayor parte de los vertebrados, entre los que se encuentran los seres humanos. Durante las actividades musculares repentinas pero cortas, por ejemplo, en un “sprint” de 100 m. durante el cual no puede transportarse oxígenos al músculo a una velocidad suficiente para que pueda oxidarse el piruvato para producir ATP. En vez de ello, los músculos emplean el glucógeno que almacenan como combustible para producir ATP por glucólisis anaerobia, con producción de lactato como producto final. Al efectuar una carrera rápida el lactato aumenta en la sangre hasta concentraciones elevadas. Se convierte de nuevo, en glucosa por el hígado durante el periodo de reposo subsiguiente o periodo de recuperación, durante el cual el oxígeno se consume a una velocidad que disminuye gradualmente hasta que el ritmo respiratorio vuelve a la normalidad. El exceso de oxígeno consumido en el periodo de recuperación representa la restitución del débito de oxígeno. Es decir, la cantidad de oxígeno necesaria para suministrar suficiente ATP durante la recuperación de la respiración para regenerar el glucógeno muscular y hepático “prestado” para efectuar el trabajo muscular intenso durante el “sprint”.

El empleo de la glucólisis anaerobia como fuente de energía para la concentración muscular es particularmente pronunciado en los músculos blancos. Aunque la mayor parte de los músculos esqueléticos contienen fibras blancas y rojas, algunos músculos contienen casi únicamente fibras rojas y en otros casi todas blancas. Los músculos de vuelo del pavo doméstico son blancos; sólo son capaces de sostener vuelos muy cortos. Los músculos de la pata del caballo, que son capaces de sostener la carrera están constituidos en su mayor parte por fibras rojas. Las fibras musculares blancas, que contienen pocas mitocondrias, poseen velocidades de contracción muy elevadas. Obtienen la mayor parte de su ATP para suministrar energía, de la glucólisis anaerobia y, por tanto, pueden funcionar a las velocidades máximas sólo durante periodos de tiempo cortos, debido al empleo poco eficaz de sus reservas de glucógeno. Por el contrario, los músculos rojos se contraen con más lentitud, son ricos en mitocondrias y obtienen la mayor parte de su energía por oxidación de sus combustibles con oxígeno y son capaces de sostener su actividad durante periodos de tiempo más largos.

En general, los sistemas circulatorios de los animales pequeños pueden aportar oxígeno a sus músculos con velocidad suficiente para evitar el que tengan que emplear el glucógeno muscular anaeróbicamente. Por ejemplo, las aves emigrantes vuelan con frecuencia distancias grandes con velocidades elevadas sin reposar y sin que incurran en el débito de oxígeno. Muchos animales de carrera, de tamaño moderado tienen también un metabolismo esencialmente aerobio en su músculo esqueletal rojo. Sin embargo animales mucho mayores el sistema circulatorio no puede sostener por completo el metabolismo anaerobio de sus músculos durante una súbita y prolongada actividad muscular.

Este tipo de animales se desplaza lentamente, en general, en las circunstancias normales y solamente desarrollan una actividad muscular cuando se enfrentan con emergencias graves, debido a que estas actividades súbitas precisan de periodos de recuperación largos para devolver el débito de oxígeno.

Los saurios y los cocodrilos, por ejemplo, son perezosos y/o torpes. Aun así, cuando se les provoca, estos animales son capaces de atacar con la rapidez del relámpago y de efectuar coletazos peligrosos con sus potentes colas. Estas explosiones intensas de actividad son cortas y deben de ir seguidas por periodos de recuperación largos. Los movimientos de emergencia rápidos precisan de la glucólisis anaerobia para producir ATP en sus músculos esqueléticos blancos. Como las reservas de glucógeno en los músculos no son grandes, se consumen rápidamente durante la actividad muscular intensa. Además, durante esta actividad súbita e intensa, el lactato, producto de la glucólisis anaerobia, alcanza concentraciones muy elevadas en los músculos y en el fluido extracelular. Mientras que un atleta entrenado puede recuperarse de una carrera de 100 m. en unos 30 min. o en menor intervalo de tiempo, un saurio puede necesitar que transcurran muchas horas de descanso y del consumo de una cantidad  extra de oxígeno para eliminar el exceso de lactato de la sangre y regenerar el glucógeno muscular.

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