Fisiología del Ejercicio Intenso: Ventilación, Metabolismo y Rendimiento

Respuesta Ventilatoria Durante el Ejercicio Intenso

Durante un ejercicio de intensidad creciente, la ventilación aumenta de forma proporcional al consumo de oxígeno (VO₂). Sin embargo, al alcanzar aproximadamente el 50-60% del consumo máximo de oxígeno (VO₂ máx.), se llega a un punto conocido como umbral ventilatorio. A partir de este punto, la ventilación por minuto se dispara y aumenta de manera desproporcionada, perdiendo la linealidad con respecto al consumo de O₂.

Causas del Punto de Inflexión Ventilatorio

Este cambio brusco en la ventilación se debe a varios factores fisiológicos:

• Compensación de la acidosis metabólica: El aumento de la producción de ácido láctico y su posterior disociación libera iones de hidrógeno (H⁺). Para amortiguar esta acidez, el sistema bicarbonato produce dióxido de carbono (CO₂) adicional, lo que estimula potentemente los quimiorreceptores para incrementar la ventilación y eliminar el exceso de CO₂.
• Aumento de la temperatura corporal: La contracción muscular genera una gran cantidad de calor, elevando la temperatura central. El hipotálamo responde a este aumento estimulando el centro respiratorio para incrementar la frecuencia y profundidad de la respiración.
• Aumento de las catecolaminas: Hormonas como la adrenalina y la noradrenalina, liberadas durante el ejercicio intenso, tienen un efecto estimulador directo sobre el centro respiratorio.
• Otros factores contribuyentes: También pueden influir la fatiga de los músculos respiratorios, el aumento de la presión en la arteria pulmonar y el ligero incremento del líquido intersticial pulmonar.

Metabolismo Aeróbico: Ciclo de Krebs y Fosforilación Oxidativa

El Ciclo de Krebs o Ciclo del Ácido Cítrico

El Ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica que ocurre en la matriz mitocondrial. Su función principal es completar la oxidación del acetil-CoA, derivado de carbohidratos, grasas y proteínas. Este proceso consiste fundamentalmente en extraer electrones de alta energía (transportados por átomos de hidrógeno) y liberar los átomos de carbono en forma de CO₂.

La función clave del ciclo es generar coenzimas reducidas (NADH y FADH₂), que son las moléculas que transportarán los electrones hacia la siguiente etapa. Además, durante una de las reacciones del ciclo, se produce una molécula de GTP (equivalente a un ATP) mediante fosforilación a nivel de sustrato.

Cadena de Transporte de Electrones y Fosforilación Oxidativa

La fosforilación oxidativa es el proceso final del metabolismo aeróbico y se produce en la membrana mitocondrial interna. Acopla dos eventos fundamentales:

1. Proceso de oxidación (Cadena de Transporte de Electrones)

   Las coenzimas NADH y FADH₂, cargadas de electrones en la glucólisis y el Ciclo de Krebs, ceden estos electrones a un complejo de proteínas en la membrana. Los electrones viajan a través de esta cadena, liberando energía en cada paso. Al final de la cadena, el oxígeno actúa como el aceptor final de electrones, combinándose con protones (H⁺) para formar agua (H₂O).

2. Proceso de fosforilación (Síntesis de ATP)

   La energía liberada durante el transporte de electrones se utiliza para bombear protones (H⁺) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico. Estos protones fluyen de regreso a la matriz a través de una enzima llamada ATP sintasa, un movimiento que impulsa la fosforilación de ADP para resintetizar grandes cantidades de ATP, la principal molécula energética de la célula.

Rendimiento en Ejercicio Supramáximo: El Papel de la Capacidad Anaeróbica

El ejercicio supramáximo se refiere a aquel realizado a una intensidad superior al 100% del consumo máximo de oxígeno (VO₂ máx.). En estas condiciones, la demanda de energía excede la capacidad del sistema aeróbico, por lo que el rendimiento depende en gran medida de la capacidad anaeróbica del atleta.

Para ilustrar esto, podemos comparar a dos atletas con perfiles fisiológicos distintos:

• Atleta de resistencia (ej. maratoniano): Su principal fortaleza es un sistema aeróbico altamente desarrollado, lo que le permite sostener un alto porcentaje de su VO₂ máx. durante largos periodos. Sin embargo, su capacidad anaeróbica (la cantidad total de energía que puede obtener de las vías anaeróbicas) es relativamente limitada.
• Atleta de media distancia (ej. corredor de 800 m): Este deportista posee un sistema anaeróbico muy desarrollado, además de un sistema aeróbico potente. Su mayor capacidad anaeróbica le permite tolerar una mayor acumulación de metabolitos (como el lactato) y producir energía a un ritmo muy elevado durante un corto periodo.

Escenario práctico: Ejercicio al 110% del VO₂ máx.

Si ambos atletas realizaran un esfuerzo al 110% de su VO₂ máx., el corredor de 800 metros podría mantener esa intensidad durante más tiempo. Su mayor "reserva" o capacidad anaeróbica le permitiría cubrir el déficit energético que el sistema aeróbico no puede satisfacer. Por el contrario, el maratoniano, con una menor capacidad anaeróbica, agotaría sus reservas mucho más rápido y se vería obligado a disminuir la intensidad o detenerse antes.