Metabolismo de los hidratos de carbono

Durante los trabajos físicos intensos, como la práctica deportiva, los hidratos de carbono constituyen la mayor fuente de energía para el organismo, a la vez que también es la de más fácil y rápida obtención.

Esto es así porque los hidratos de carbono son las sustancias que más energía roporcionan
por unidad de tiempo. Por ello, si para realizar una determinada actividad física se ecesita
un aporte elevado de energía en cada instante, nuestro organismo recurre siempre a la utilizaciónde la glucosa almacenada en nuestro cuerpo en forma de glucógeno. Cuando las reservas de glucógeno se agotan, la energía obtenida por otras sustancias, como por ejemplo las grasas, no permite intensidades de esfuerzo tan elevadas, porque su “potencia” calórica por unidad de tiempo es menor.

La mayor parte de las células que forman los tejidos son capaces de utilizar muchas sustancias como fuente de energía, pero sin embargo, los glóbulos rojos y las células del sistema nervioso (responsables en parte de la actividad cerebral) utilizan glucosa y les cuesta mucho tiempo adaptarse para poder utilizar otras sustancias. Por ello necesitamos disponer siempre de una reserva glucídica.

La Organización Mundial de la Salud recomienda que el 55-60% de la energía calórica total que nos suministran los alimentos diariamente sea en forma de hidratos de carbono,
preferiblemente complejos (polisacáridos). Los azúcares simples no deberían suponer más
del 5% de las calorías totales diarias ingeridas.

Pero según las metas de cada persona el porcentaje Hidratos de carbono pueden subir o bajar (volumen muscular o definicion) al igual que en los distintos deportes.

Los hidratos de carbono contenidos en los alimentos, como ya se ha comentado, a medida
que se digieren se van transformado en unidades más simples, hasta que al final se convierten en monosacáridos (normalmente glucosa) y así son absorbidos, y pasan al torrente sanguíneo para ser conducidos a los tejidos que los necesiten.

La glucosa también se puede transformar en lípidos en el hígado que  posteriormente son transportados al tejido adiposo.
Pero la glucosa tiene también otros destinos:

• Ser transformada en piruvato, a través de la ruta metabólica conocida como glucólisis.
Este metabolito es el sustrato fundamental que interviene en la obtención de energía por
las principales rutas.
• Ser convertida a pentosas, a través de la vía denominada ruta de las pentosas, fosfato necesario para la generación de NADPH, coenzima que se utiliza en la biosíntesis de ácidos grasos y esteroides, y la formación de ribosa 5 fosfato, carbohidrato necesario para la síntesis de nucleótidos para la formación de ADN.
• Ser almacenada como glucógeno en hígado y músculos.

La glucólisis es una ruta metabólica formada por 10 reacciones enzimáticas, en la que una
molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de tres átomos de carbono llamado ácido pirúvico. En el proceso se invierte y se genera energía. El rendimiento energético final de la glucólisis es de 2 ATP puesto que se necesita gastar 2 ATP en las etapas iniciales para poner en marcha el proceso, pero en las finales se generan 4. El ATP (adenosin trifosfato) es la unidad biológica universal de energía ya que, al romperse, es la molécula que libera más energía.
Una vez tenemos ácido pirúvico o piruvato éste puede seguir dos rutas ya se encuentre en
presencia o “ausencia” de oxígeno.
Cuando el suministro de oxígeno es abundante y los músculos no están trabajando intensamente, las células utilizan el piruvato de manera aeróbica, es decir, en presencia de oxígeno.
En esta situación el piruvato pasa al interior de la mitocondria donde una serie de reaccio-
nes hacen posible la transformación en AcetilCoA (sustrato altamente energético), que es el iniciador del ciclo de Krebs. Este ciclo es un compendio de reacciones por las que el Acetil- CoA es degradado dando gran cantidad de unidades energéticas y CO2 + H2O, estos dos últimos expulsados a la atmósfera por la espiración.

Las unidades energéticas producidas son de varios tipos:
• ATP, energía de utilización directa, no tiene que sufrir cambios para poder ser utilizada como
energía.
• NADH y FADH, moléculas que ceden electrones a una cadena de transportadores electrónicos
cuyo aceptor final es el oxígeno, por eso se denomina metabolismo aeróbico. Esta
cadena se utiliza para formar ATP.
Como conclusión, podríamos decir que el rendimiento energético neto de una molécula de
glucosa degradada completamente por la ruta aeróbica se resume en la siguiente fórmula:
C6H12O6 + 6 O2 —>> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Es un balance energético muy alto ya que la eficiencia de la maquinaria de producción de
energía es de un 40%, es decir, de la energía contenida en una molécula de glucosa somos
capaces de utilizar el 40%, el resto se disipa en forma de calor.

Cuando las células tienen un ritmo de trabajo elevado requieren alta cantidad de energía y
carecen del oxígeno suficiente para seguir un metabolismo aeróbico, es decir, la necesidad
de energía por unidad de tiempo es mucho mayor que la energía que se puede obtener por
la vía del metabolismo aeróbico, entonces se recurre a la fermentación homoláctica, más conocida como glucólisis anaeróbica, llevada a cabo fuera de las mitocondrias.
En este caso, las moléculas de piruvato producidas en la glucólisis no se dirigen a la cadena
respiratoria puesto que no hay oxígeno, pero como el organismo sigue necesitando energía
de forma rápida y en ausencia de oxígeno, se sigue una ruta alternativa: transformar el piruvato en ácido láctico. No es la forma más energética, ya que únicamente rinde 2 ATP por molécula de glucosa metabolizada. Además disminuye el pH del músculo (aumenta la acidez), afectando de esta manera a la capacidad de contracción de las fibras musculares, pero es una buena forma de obtener energía de manera rápida.
El balance energético obtenido de la degradación de la glucosa por la vía anaeróbica es únicamente 2 ATP. Podríamos resumir la glucólisis anaeróbica mediante la siguiente reacción:

C6H12O6 —>> 2 Ácido láctico + 2 ATP

El ácido láctico producido se disocia totalmente, originando lactaro y H+, que debe ser tamponado en las células mus culares por el sistema amortiguador más importante: el bicarbonato. Como consecuencia de ello se incrementará la producción de CO2 por la célula muscular durante el ejercicio intenso.

Una correcta planificación del entrenamiento mejora el sistema de tamponamiento y por lo tanto, permite aumentar la duración del ejercicio intenso.
El ácido láctico ha de ser reconvertido en piruvato y para ello requiere de oxígeno, por eso
después del ejercicio se sigue respirando con una frecuencia elevada. Aumenta la concentración de oxígeno en sangre. La demanda de ATP por unidad de tiempo ha disminuido y el ácido láctico se convierte en ácido pirúvico de nuevo.