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Los humanos tienen alta capacidad de gasto de energía durante muchas horas de ejercicio. Un ejemplo, un ciclista se desplaza a una velocidad de 26.4 km/h, recorre 8,204 km, durante 50 días consecutivos, en total hay un gasto de 1,145 MJ con una potencia de 182.5 W. El músculo esquelético quema 90 mg de glucosa cada minuto de actividad continua, generando 24 W de energía mecánica y el músculotiene una eficiencia promedio de 22-26%, por ende solo se conserva 76W de energía calórica. El músculo esquelético en reposo tiene una tasa basal metabólica de 0.63 W/kg, lo cual se deduce una diferencia de 160 veces entre el músculo activo y en reposo. Para esfuerzo muscular corto, el expendio de energía puede ser mayor, un hombre adulto cuando salta puede consumir una tasa de 314 W/kg, y conmovimiento rápido puede llegar a generar el doble de energía en animales como los bonobús y pequeñas lagartijas. El gasto de energía es muy grande comparado con el metabolismo en reposo, considerando la tasa basal metabólica del cuerpo humano adulto. Esto varía con la edad, tamaño y género, el rango va de 45 a 85 W. El expendio total dado el gasto energético es mucho más alto dependiendo de la cantidadpromedio de ejercicio y trabajo físico. En conclusión, si el ejercicio es hecho por un largo periodo, este domina el metabolismo energético del cuerpo.
Cambios metabólicos
Fuentes de energía inmediata
La energía necesaria para realizar actividad de corta y alta intensidad se deriva de fuentes anaeróbicas dentro del citosol de las células musculares, opuesto a la respiración aeróbica, la cualutiliza oxígeno, la cual es sostenible y ocurre en la mitocondria. Las fuentes de energía inmediata consisten del sistema de fosfocreatina (PCr), glucólisis rápida y adenilato de quinaza. Todos estos sistemas re-sintetizan la adenosin trifosfato (ATP), la cual es la fuente universal de energía en las células. La fuente de más eficiente actuación, pero que se gasta más rápidamente es la de PCr, lacual utiliza la enzima creatina de quinaza. Esta enzima cataliza en una reacción, donde se combina la fosfocreatina y la adenosin bifosfato (ADP) y como producto se obtiene ATP y creatina. Esta fuente es poco duradera debido a que es necesaria la creatina mitocondrial de quinaza para la re-síntesis de fosfocreatina. De acuerdo con lo dicho anteriormente, durante la respiración anaeróbica, estesubstrato es finito y solo duro aproximadamente 10 a 30 segundos en el ejercicio de alto rendimiento. La glicólisis rápida, sin embargo, puede funcionar aproximadamente 2 minutos anteriores a la fatiga y predominantemente usa glicógeno intracelular como sustrato. El glicógeno se rompe por medio del glicógeno fosoforilasa en unidades individuales de glucosa durante el ejercicio intenso. La glucosa seoxida, se vuelve piruvato, durante la respiración anaeróbica se reduce a ácido láctico. Esta reacción también oxida el NADH a NAD, donde se libera un ion de hidrogeno, promoviendo la acidosis. Por las razones explicadas, la glicólisis no puede ser sostenible durante periodos largos. En conclusión, la adenilato de quinaza cataliza una reacción por la cual 2 moléculas de ADP se combinan para formarATP y adenosin monofosfato. Esta reacción toma lugar durante las situaciones de baja energía, como lo son ejercicio extremo o sufrimiento de hipoxia, pero no es una fuente significante de esta. La creación de AMP resulta de la estimulación de la proteína activadora de AMP quinaza (AMP quinaza), el cual es el sensor de energía de la célula. Después de condiciones de baja energía, el AMP quinazaestimula enzimas intracelulares para incrementar las reservas de energía y disminuye todo proceso anabólico, o funciones celulares que consuman energía.
Glucosa del plasma
La glucosa de las células plasmáticas esta mantenida a una tasa equivalente tanto como a la presencia como a la de desecho de esta. En un individuo, la tasa de presencia y desecho de glucosa son esencialmente iguales durante al...