Bioenergètica i Adaptacions Fisiològiques a l'Exercici

El Continuum Energètic i l'ATP

El continuum energètic vincula la forma en què se subministra l'ATP, és a dir, la participació dels diferents sistemes energètics, amb el tipus d'activitat física que es realitza.

El cost energètic total d'una activitat física està determinat per la magnitud de l'exercici, més que no pas per la seva intensitat o velocitat. Per exemple, si un atleta corre 1.000 metres en tres minuts o en cinc minuts, utilitza la mateixa quantitat total d'ATP. El que varia és la velocitat amb què es gasta l'ATP.

Si la quantitat total d'ATP requerida és la mateixa, la velocitat amb què es requereix indicarà el sistema energètic participant. Així, hi ha una relació directa entre:

• La distància recorreguda.
• La velocitat del recorregut.
• El sistema energètic predominant.

A mesura que augmenta la distància de la prova, la velocitat disminueix i el sistema energètic utilitzat es desplaça progressivament:

1. Sistema de fosfagen (activitats breus i d'alta intensitat).
2. Sistema d'àcid làctic.
3. Sistema aeròbic (activitats de llarga durada i baixa intensitat).

Al centre d'aquest continuum es troben les activitats físiques que requereixen una combinació del metabolisme aeròbic i anaeròbic, depenent en gran mesura del sistema d'àcid làctic per a l'obtenció d'energia.

El Cicle de Krebs

El cicle de Krebs és una ruta metabòlica (una successió de reaccions químiques) que forma part essencial de la respiració cel·lular en totes les cèl·lules aeròbiques (les que utilitzen oxigen).

En els organismes aeròbics, el cicle de Krebs és una part crucial de la via catabòlica, ja que realitza l'oxidació dels següents nutrients fins a produir CO₂ i alliberar energia utilitzable (ATP):

• Hidrats de carboni
• Àcids grassos
• Aminoàcids

Cal destacar que algunes cèl·lules obtenen energia (ATP) mitjançant la fermentació, degradant glucosa en absència d'oxigen.

Sistemes Energètics: Factors Clau

Els factors principals a considerar en l'anàlisi dels sistemes energètics són:

• Intensitat
• Duració (Potència/Capacitat)
• Combustible
• Energia (Disponibilitat)
• Velocitat de subministrament
• Subproductes
• Qualitats motores associades
• Utilització (Tipus d'activitats)

Sistema Anaeròbic Alàctic (Fosfagen)

• Intensitat: Màxima
• Duració: 4''-8'' (Potència) / Fins a 20'' (Capacitat)
• Combustible: Químic (ATP i PCr)
• Energia: Molt limitada
• Velocitat: Molt ràpida
• Subproductes: Cap
• Qualitats motores: Velocitat, força màxima, potència
• Utilització: Activitats intenses i breus

Sistema Anaeròbic Làctic (Glicolític)

• Intensitat: Màxima a submàxima
• Duració: 40''-60'' (Potència) / Fins a 120'' (Capacitat)
• Combustible: Alimentari (Glucogen)
• Energia: Limitada
• Velocitat: Ràpida
• Subproductes: Àcid làctic
• Qualitats motores: Resistència a la velocitat, resistència anaeròbica
• Utilització: Activitats intenses de duració mitjana

Sistema Aeròbic (Oxidatiu)

• Intensitat: Submàxima a mitjana-baixa
• Duració: 5'-15' (Potència) / 2-3 Hores (Capacitat)
• Combustible: Alimentari (Glucogen, greixos, proteïnes)
• Energia: Il·limitada
• Velocitat: Lenta
• Subproductes: Aigua i CO₂
• Qualitats motores: Resistència aeròbica i muscular
• Utilització: Activitats de baixa-mitjana intensitat i llarga duració

Adaptacions Fisiològiques a l'Exercici

Adaptacions al Sistema Respiratori

Durant l'exercici intens, es produeixen diverses adaptacions immediates i a llarg termini:

• Augment de la ventilació (+ ventilació), ja que l'increment de calor afavoreix l'intercanvi de gasos.
• Major alliberació de CO₂.
• En esforços molt intensos, es pot arribar al punt màxim de tensió ventilatòria (increment de la ventilació per alliberar més CO₂).

Adaptacions Cròniques Respiratòries

• Augment del volum pulmonar.
• Disminució del volum residual.
• Augment de la capacitat vital (quantitat d'aire expulsat en cada expiració).
• Disminució de la freqüència respiratòria en esforços submàxims i en repòs, resultant en una major eficiència pulmonar.
• Augment de la ventilació pulmonar en esforços màxims.

Adaptacions al Sistema Cardiovascular

Les adaptacions cardiovasculars varien segons factors de la constitució (sexe, edat) i factors externs (intensitat, duració de l'entrenament).

L'entrenament aeròbic indueix adaptacions significatives, classificades en centrals i perifèriques:

Adaptacions Centrals

• Augment del volum sistòlic.
• Augment de la despesa cardíaca màxima.
• Augment de la contractibilitat de les parets cardíaques.
• Disminució de la freqüència cardíaca en repòs.
• Recuperació més ràpida.

Adaptacions Perifèriques

• Augment del calibre d'artèries i venes.
• Augment de la densitat de capil·lars al cor i pulmons.
• Augment de capil·lars als músculs.
• Augment del volum plasmàtic.
• Disminució de la hipertensió arterial (si n'hi ha).

Mecanismes de la Contracció Muscular

Estructura de la Fibra Muscular

Les fibres musculars són les cèl·lules del teixit muscular esquelètic. El sarcolema s'introdueix cap a l'interior de la cèl·lula.

La Miofibril·la conté les següents estructures clau:

• Disc o Línia Z: Espai entre sarcòmers.
• Banda I: On se situen els filaments d'actina.
• Banda A: On se situen els filaments de miosina.

La Unitat Motora es defineix com la neurona motora més les fibres musculars que innerva.

Procés de Contracció

El procés de contracció muscular segueix una seqüència d'esdeveniments:

1. La motoneurona envia un senyal a la unió neuromuscular.
2. Alliberació d'Acetilcolina.
3. Generació d'un potencial d'acció.
4. Obertura del reticle sarcoplasmàtic, que allibera calci.
5. El calci s'uneix a la troponina (amb la presència d'ATP).
6. Unió d'actina i miosina, iniciant la contracció.
7. L'Acetilcolinesterasa inactiva l'acetilcolina.
8. Els reticles sarcoplasmàtics es tanquen i el calci torna al seu lloc.
9. Relaxació muscular.

Tipus de Fibres Musculars

• Fibres Lentes (Tipus I): Tenen molts mitocondris i contenen mioglobina. Són resistents a la fatiga.
• Fibres Ràpides (Tipus II): Tenen pocs mitocondris, són riques en glucogen i generen una contracció més gran i ràpida.
• Fibres Intermèdies (Tipus IIa): Combinen característiques de les lentes i les ràpides.