Vía Aeróbica: Producción de ATP y Consumo de Oxígeno (VO2 Máximo)
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Vía Aeróbica en la Obtención de ATP
La vía aeróbica ofrece la posibilidad de metabolizar completamente, en presencia de oxígeno, glucosa, ácidos grasos y algunos aminoácidos para obtener ATP.
Catabolismo Aeróbico de la Glucosa
La oxidación de un mol de glucosa por esta vía rinde un total de 38-39 moles de ATP, muy superior a lo obtenido por las vías anaeróbicas.
En las crestas mitocondriales es donde se encuentran todos los sistemas enzimáticos necesarios para el desarrollo de las reacciones que tienen lugar en esta vía, las cuales se pueden dividir en tres etapas:
Glucólisis Aeróbica
Es un proceso idéntico a la anaerobia, con la salvedad de que la presencia de oxígeno impide la transformación de piruvato en lactato. Este hecho introduce una modificación en el rendimiento energético, puesto que al no acumularse ácido no se produce el estancamiento de la vía.
Ciclo de Krebs
La conversión de piruvato en coenzima A, ya dentro de la mitocondria, da lugar al inicio del Ciclo de Krebs. Dos aspectos importantes:
- Se generan moléculas de CO2 que serán eliminadas por los pulmones.
- Los hidrogeniones (H+) que se van liberando son captados por dos moléculas aceptoras, el NAD+ y el FAD+, que se transforman en NADH y en FADH2, para dirigirse a la cadena transportadora de electrones.
El rendimiento neto del Ciclo de Krebs en sentido estricto es de dos moles de ATP por cada mol de glucosa. La producción de NADH y de FADH2, y su entrada en la cadena transportadora de electrones, explica el gran aprovechamiento energético de esta vía.
Cadena Transportadora de Electrones
Se va a producir la reacción entre el hidrógeno, que forma parte de las moléculas de NADH y FADH2, y el oxígeno respiratorio gracias a la participación de un complejo sistema enzimático que contiene hierro.
El producto final es el agua y la energía libre para la resíntesis de ATP, proceso que recibe el nombre de fosforilación oxidativa.
Cada NADH que entra en la cadena rinde 3 ATP, mientras que cada FADH2 rinde 2.
El paso de un mol de glucosa por la cadena respiratoria genera un total de 3 moles de ATP.
El resultado final, metabolizando glucosa en presencia de oxígeno, es la obtención de 38-39 moles de ATP. Los productos finales son el agua y el CO2.
Consumo de Oxígeno (VO2)
El gasto energético está en función de la actividad física; será menor si se encuentra en reposo o si está realizando una actividad física o mental.
La vía más rentable para obtener energía es la combustión de los principios inmediatos en presencia de O2.
El volumen de O2 utilizado por un individuo para este menester y referido a la unidad de tiempo, ya sea en situación de reposo o realizando ejercicio, se denomina consumo de oxígeno (VO2).
El VO2 en actividades moderadas es directamente proporcional a la intensidad del esfuerzo.
Durante el desarrollo de un ejercicio físico con cargas progresivas, llega un momento en el que el VO2 alcanza una meseta y no asciende más, a pesar de incrementar la carga de trabajo.
Este valor recibe el nombre de consumo máximo de oxígeno (VO2 Máximo), y representa la máxima capacidad individual de obtener energía por la vía aeróbica.
Factores que Limitan el VO2 Máximo
Las circunstancias que limitan el valor de este parámetro en un sujeto, cabe destacar:
- La velocidad del transporte de nutrientes y O2 hacia los tejidos en actividad, dependiente de la función cardiomuscular y respiratoria.
- La capacidad de difusión de O2 en los pulmones.
- Las relaciones entre la ventilación alveolar y la perfusión capilar pulmonar.
- La capacidad de utilización de O2 por las células activas.
- La edad, el sexo, la composición corporal, la inactividad, el estado físico y las enfermedades.