METABOLISME

1. Metabolisme basal i metabolisme de l'activitat

El metabolisme basal és el conjunt de reaccions químiques, que es produeixen al nostre organisme, que aporten l'energia necessària per a dur a terme els processos bàsics de la vida. En el cas del humans seria, per exemple, mantenir la calor corporal, la sang circulant, els pulmons ventilant, l'activitat cerebral i, en definitiva mantenir les cèl·lules que constitueixen els nostres òrgans en activitat vital permanent.

Per calcular la TMB que és la taxa de metabolisme basal se sol usar una equació: Equació de Harris-Benedict

Per saber la despesa total que fem, caldrà sumar una altra despesa energètica, la que es dedica a les activitats quotidianes com passejar, treballar, jugar, llegir, etc. Per poder obtenir l’energia necessària, tant per al metabolisme basal com per al de l’activitat, els humans hem d’incorporar els nutrients que contenen els aliments. Així, doncs, l’alimentació ha de proporcionar l’energia necessària per a les despeses energètiques derivades del metabolisme basal + el de l’activitat.

Les reaccions necessàries per a generar l'energia que s'inverteix en dur a terme les activitats quotidianes s’anomena metabolisme de l’activitat.

Les necessitats energètiques varien d’una persona a una altra. Al marge de l’activitat diària, que pot ser molt diferent, també hi pot haver variacions en el metabolisme basal. Així, s’explica que hi hagi persones primes que mengen molt i altres que són més grasses tot i que no mengin gaire.

Recordem que els diversos nutrients que hi ha en els aliments són utilitzats per l’organisme de manera diferent:

• Els nutrients energètics, els glúcids i els lípids, proporcionen l’energia necessària.

• Amb els nutrients estructurals, les proteïnes i alguns lípids, construïm les cèl·lules del cos.

• Els nutrients reguladors, les vitamines, l’aigua i els minerals, són imprescindibles en una gran quantitat de processos bàsics de l’organisme, com ara el creixement, la dentició, la visió, la coagulació de la sang…

La taula de sota informa del valor energètic dels diferents nutrients. Tot i que les proteïnes no les solem utilitzar per funció energètica, també es poden degradar en determinats casos per obtenir-ne energia.

2. Catabolisme

El metabolisme , que és el conjunt de reaccions químiques que tenen lloc al nostre cos ,es divideix en catabolisme i anabolisme.

El catabolisme és el conjunt de reaccions enzimàtiques de degradació, per la qual cosa s’associa a l’etapa degradativa del metabolisme. Els glúcids, els lípids i les proteïnes incorporats del medi o procedents de les pròpies reserves es transformen en molècules cada vegada més senzilles (es degraden) al llarg de rutes oxidatives. Aquest procés allibera l’energia continguda als enllaços d’aquestes substàncies, energia que es transfereix a una molècula capaç de conservar-la: l’ATP.

En el catabolisme podem distingir tres fases en el cas que tinguem suficient oxigen (catabolisme aeròbic):

 Fase I: les grans molècules es degraden fins a originar els seus precursors. Així, les proteïnes es converteixen en aminoàcids; els polisacàrids, en monosacàrids, i els lípids, en àcids grassos i glicerina.

 Fase II: els productes obtinguts a la fase I es converteixen en molècules senzilles de dos carbonis, com el cas del grup acetil de l’acetil-CoA.

 Fase III: el grup acetil dels acetil-CoA es degrada finalment fins a diòxid de carboni i aigua, en una ruta comuna: el cicle de Krebs.

3. Treball aeròbic i anaeròbic

En el llenguatge esportiu s’han incorporat els termes «aeròbic» i «anaeròbic» per referir-se a diferents tipus d’esforç. En realitat, els termes responen al catabolisme de les cèl·lules musculars durant l’esforç.

Durant els primers segons d’un exercici físic intens, el múscul ha de treballar en condicions anaeròbiques, ja que les vies oxidatives aeròbiques necessiten un període de temps més o menys llarg per completar-se. Inicialment, les cèl·lules musculars obtenen energia a partir dels enllaços fosfat existents en les reserves de fosfocreatina ( o CP, un compost energètic abundant als músculs). El procés no requereix oxigen i tampoc no produeix àcid làctic. Aquesta forma d’obtenir energia es molt efectiva i és la que es dóna en els primers tres o quatre segons d’un esforç de màxima intensitat.
Després del període inicial, el múscul comença a utilitzar glucosa, però si les condicions d’oxigenació són insuficients respecte a les demandes, llavors es dóna el metabolisme oxidatiu anaeròbic.

El múscul utilitza les reserves de glicogen muscular (A) (una molècula gran, polisacàrid) que es degrada a glucosa (monosacàrid). Aquesta glucosa es pot continuar degradant pel procés de la glicòlisi (1) i fermentació làctica (5) , que proporciona l'energia necessària per a la síntesi d'ATP al múscul de forma anaeròbica. Aquest procés produeix 2 ATPs i àcid làctic per molècula de glucosa. El procés que proporciona energia per a la contracció, no requereix oxigen però té com a resultat l'àcid làctic o o lactat. Aquest làctic produeix fatiga muscular i acidosi a la sang i s'utilitza entre els 20 segons i 2 o 3 minuts de treball intens. Cada persona té una tolerància determinada a l'àcid làctic del múscul i la sang; depèn de la persona i de l'entrenament. Per això als esportistes d'elit se'ls fa una anàlisi d'àcid làctic després d'efectuar exercicis anaeròbics. Si aquest es manté o disminueix vol dir que el rendiment esportiu millora.

Resumint: les reaccions anaeròbies utilitzen fosfocreatina, un compost energètic abundant als músculs, i glicogen muscular. 

El metabolisme anaeròbic es pot considerar un recurs d’emergència, ja que el rendiment energètic és molt baix amb relació al combustible que consumeix. Es fa servir en esforços curts i intensos.

Si s’utilitzen les vies oxidatives aeròbiques (cicle de Krebs (4)  i fosforilació oxidativa (2)), amb la degradació total de la glucosa, llavors els exercicis són aeròbics.Tenen lloc a l'interior dels mitocondris.Els productes finals són CO₂ i H₂O

Les cèl·lules musculars obtenen la màxima rendibilitat energètica amb aquest tipus de metabolisme, que trobem en exercicis de baixa intensitat, en què s’aporta més oxigen del que es requereix.

Per això els greixos o triglicèrids, que s'acumulen al teixit adipós, es catabolitzen en àcids grassos i són els compostos més rendibles energèticament: es fan servir en esforços de llarga durada i de baixa intensitat.

3.1. Diferències entre metabolisme anaeròbic i aeròbic

• El metabolisme aeròbic requereix oxigen, mentre que el metabolisme anaeròbic no ho fa.

• El metabolisme anaeròbic no pot continuar indefinidament. En contrast, el metabolisme aeròbic pot continuar per sempre, sota condicions teòriques.

• Els carbohidrats, els greixos i les proteïnes s'utilitzen com a fonts del metabolisme aeròbic, mentre que només el carbohidrat està involucrat en el metabolisme anaeròbic.

• El metabolisme aeròbic involucra activitats d'intensitat baixa a moderada, mentre que el metabolisme anaeròbic involucra només activitats d'intensitat alta.

• El metabolisme anaeròbic té lloc en el citoplasma de les cèl·lules, mentre que el metabolisme aeròbic ocorre en els mitocondris.

• El metabolisme aeròbic produeix més energia que el metabolisme anaeròbic si la mateixa quantitat del mateix substrat.

• La glucòlisi és una via metabòlica anaeròbica, mentre que el cicle de l'àcid cítric i la cadena de transport d'electrons són vies metabòliques aeròbiques.

• Els metabolismes aeròbics contribueixen més (al voltant del 90%) per al subministrament d'energia, mentre que el metabolisme anaeròbic contribueix menys.

• El producte final del metabolisme anaeròbic és l'àcid làctic, mentre que els del metabolisme aeròbic és el diòxid de carboni i l'aigua .

4. Sistema muscular

 Tipus de músculs

Podem parlar de dos tipus de músculs, relacionats amb el treball aeròbic-anaeròbic:

 Músculs blancs: ràpids i potents però anaeròbics i poc vascularitzats; és a dir, aïllats metabòlicament de la resta de l’organisme. Tenen pocs mitocondris, poca mioglobina i els arriba poc oxigen. Consumeixen les reserves pròpies: fosfocreatina i glucosa (que procedeix del glicogen muscular) per via anaeròbica fins a lactat. Poden desenvolupar una potència enorme però durant poc temps. Permeten moviments explosius. Predominen en esports de velocitat.

 
Músculs vermells: més lents que els blancs però molt vascularitzats: importen oxigen i substrats energètics de la resta de l’organisme. Tenen molts mitocondris, molta mioglobina i els arriba molt oxigen. Consumeixen les reserves del teixit adipós (és a dir, per via aeròbica) que els arriben en forma de àcids grassos per la sang. Aquest transport es fa a una velocitat relativament baixa, que suposa una potència màxima reduïda però que es pot  mantenir durant molt de temps. Permeten exercicis poc intensos mantinguts en el temps (esports de fons).

Un fet a tenir en compte, és que amb un entrenament adequat, podem fer que el nostre cos fabriqui més fibres vermelles i per tant augmenti la nostra resistència, mentre que per molt que entrenem, l'augment de fibres blanques que podem aconseguir, serà sempre molt petit. Per això diem que un atleta de fons es fa mentre que un velocista ha de néixer.

A vegades, després d'un temps de no fer exercici o si canviem de tipus de moviments habituals podem sentir uns petits dolors, les "agujetas" o cruiximents.

Finalment, podem considerar que segons el tipus de moviments que realitzin, els músculs poden ser :

   1.- Músculs de contracció voluntària: Són tots aquells músculs que realitzen moviments que de forma conscient i voluntària, gràcies a una ordre directa del cervell. Per exemple els bessons, el quàdriceps, el tríceps, etc. En aquests músculs hi ha una part important de fibres blanques, que els permeten fer el moviment amb velocitat i força.

   2.- Músculs de contracció involuntària: Són aquells que no depenen de la nostra voluntat i es contrauen quan ho han de fer sense que nosaltres ens n'adonem. Per exemple el diafragma que ens ajuda a respirar, o les parpelles que lubrifiquen els ulls. Aquests músculs estan formats, quasi exclusivament per fibres vermelles, per evitar el seu cansament. 
Cal fer notar que els músculs que formen el cor, tot i ser de contracció involuntària, estan formats en gran part per fibres blanques especials, que li donen molta força però al mateix temps molta resistència. 

5. Qualitats físiques bàsiques

Per acabar aquest tema tractarem de qualitats físiques i factors que incideixen en la condició física:

Les qualitats físiques es classifiquen en:

Capacitats condicionals : força, resistència, velocitat i flexibilitat .

Capacitats coordinatives : coordinació, agilitat, tècnica, equilibri, fluïdesa, destresa i habilitat.

La majoria d'aquestes qualitats disminueixen amb l'edat, però amb l'entrenament les podem mantenir o millorar fins els 30-35 anys. 

LA FORÇA

Podem definir la força com la capacitat de vèncer una resistència mitjançant la contracció muscular. 

La flexibilitat ens expressa la capacitat física per portar a terme moviments d'amplitud de les articulacions així com la elasticitat de les fibres musculars que és la qualitat que amb base a la mobilitat articular i elasticitat muscular, permet el màxim recorregut de les articulacions amb diverses posicions. Els períodes de gran flexibilitat es mantenen fins els 12 anys. A partir d'aquí, la flexibilitat evoluciona de forma negativa fent-se cada any més limitada, com a conseqüència de la estabilització de l'esquelet i augment, degut a l'alliberament d'andrògens i estrògens, de la hipertròfia muscular. Està comprovat que les persones amb un grau de flexibilitat més gran tenen menys lesions musculars i dels lligaments, tot i això no hi ha cap estudi que sigui capaç d'establir exactament el grau de flexibilitat ideal, segons l'edat del subjecte, per a cada especialitat esportiva.

CAPACITATS COORDINATIVES

Coordinació que és la capacitat per utilitzar els sentits, especialment la visió i la audició junt amb el moviment d'algunes parts del cos, per desenvolupar moviments amb precisió i suavitat. 

L'equilibri que és l'habilitat per mantenir una determinada postura oposant-se a les forces que puguin afectar-la, especialment la gravetat.

L'agilitat que és la facilitat i rapidesa en els moviments del cos. 

Fluïdesa que és la capacitat coordinativa derivada de la combinació d'altres capacitats coordinatives com la coordinació, la flexibilitat o l'equilibri que permet a l'individu realitzar moviments amb soltesa i harmonia.

 I altres com la destresa i precisió.

Recordem, finalment, que en el desenvolupament de la condició física hi incideixen factors com:

L'exercici físic: el qual ens ajudarà a augmentar el nivell de les nostres qualitats físiques.

Alimentació correcta: en la qual hem de portar una dieta sana i equilibrada. 

El consum de drogues: influeix de manera totalment negativa en el nostre cos ( tabac, alcohol i qualsevol altre tipus de droga).

El descans: és molt importat de tenir unes estones de relaxació i repòs durant el dia perquè el nostre cos es recuperi i també dormir les hores necessàries. 

Qualitats psíquiques: per millorar la condició física són necessàries unes qualitats psíquiques com ara la voluntat, l'autoestima, la confiança en un mateix....etc 

L'edat: a mesura que et vas fent gran, la condició física va augmentant per després anar disminuint. Però en les persones sedentàries la disminució és molt més ràpida. 

Condicionants genètics: algunes qualitats físiques poden tenir una herència genètica. Però el treball i la constància les poden millorar.

6. Així, doncs, què cal saber?

En finalitzar el lliurament hauríeu de ser capaços de:

- Conèixer el concepte de metabolisme basal i saber calcular-lo utilitzant una equació donada.

- Saber què és el metabolisme de l'activitat i donar exemples d'activitats físiques amb diferents necessitats energètiques.

-Recordar les funcions dels diferents tipus de nutrients dels aliments i on es troben, així com expressar en Kcal l'energia continguda en glícids, lípids i proteïnes.

- Distingir les 3 fases del catabolisme aeròbic. Identificar les molècules que hi intervenen.

- Conèixer les vies aeròbiques i les anaeròbiques. Molècules que s'utilitzen segons el moment i les situacions i tipus d'esforços en els que s'utilitzen les unes o les altres. 

- Relacionar els tipus de músculs amb el diferent tipus de treball. Conèixer les característiques dels músculs blancs i dels vermells i quins moviments permeten cadascun. Considerar diferents tipus de músculs segons el tipus de contracció.

- Conèixer les qualitats físiques bàsiques segons les capacitats condicionals i coordinatives.

- Recordar els factors que incideixen en la condició física.