ATP, la molécula de la vida
Autor: A. Hernández
1. Introducción:
Cualquier actividad física, intelectual o sensorial, incluso el reposo, necesita de aportación energética para llevarse a cabo. Dicha energía se extrae de los diferentes alimentos que ingerimos diariamente, los cuales son degradados en un largo y apasionante proceso que comienza en el intestino de nuestro estómago.
El proceso por el cual nuestros músculos se abastecen de energía es complicado de explicar por lo que haremos una sucinta reseña de dicho proceso, explicando algunos términos necesarios para su comprensión.
Imagen 1. Degradación de los alimentos
Como hemos dicho, las células se proveen de energía a través de los alimentos ingeridos, pero éstos sufren distintas transformaciones antes de llegar a producir energía. Las células cuentan con recursos para formar moléculas más pequeñas a partir de moléculas grandes, y a este proceso se le llama catabolismo. Hay un proceso inverso, que consiste en la formación de moléculas más grandes, a partir de otras más pequeñas, que recibe el nombre de anabolismo. De forma general, a todo el conjunto de transformaciones que sufren las sustancias en el organismo o en una célula se le llama metabolismo.
Siempre que se lleva a cabo un ejercicio físico, se producen adaptaciones en el organismo que están coordinadas entre sí. Se producen por tanto adaptaciones metabólicas, circulatorias, cardíacas, respiratorias, sanguíneas y en el medio interno. En este artículo hablaremos de las primeras, las adaptaciones metabólicas
Para que las células puedan aprovechar las sustancias en sus distintas funciones deben primero degradarlas. Los procesos de degradación, o catabólicos, ocurren en tres etapas; en la primera, se rompen las grandes moléculas en sus componentes más sencillos: las proteínas en aminoácidos, los carbohidratos o azúcares complejos en azúcares sencillos y las grasas en ácidos grasos (gráfico 1). Esta degradación de las moléculas grandes libera energía que se disipa en parte en forma de calor.
En una segunda etapa, estas pequeñas moléculas son a su vez degradadas para formar moléculas todavía más pequeñas, con la posibilidad de obtener energía útil para la célula. Estas moléculas pequeñas son el piruvato y la acetil coenzima A; el piruvato también a su vez se transforma en acetil coenzima A.
El proceso de degradación es mucho más extenso y complejo que lo mostrado en el gráfico 1; éste es sólo el primer paso hacia donde en última instancia se utilizan las diferentes vía metabólicas para obtener energía. Sin embargo, hemos optado por no describirlo pues consideramos que no entra dentro de los propósitos de este artículo. No obstante sí mencionaremos de forma sucinta una explicación de qué es el ATP y cómo se forma.
2. ATP, la molécula de la vida:
Imagen 2. Estructura química del ATP.
La molécula ATP (Adenosina Trifosfato) que el organismo produce en las mitocondrias durante la respiración celular, es el "transportador" universal de energía de nuestro cuerpo, necesaria para la gran mayoría de las funciones de los seres vivos y sin la cual la vida no sería concebible, al menos tal y como la conocemos. Cuando la molécula de ATP se subdivide la alta carga energética acumulada en ella se libera (como si de una bomba atómica se tratara), energía que utiliza luego el organismo para todo lo que precisa.
La principal fuente de energía para el músculo es el ATP. Esta molécula está formada por una base nitrogenada (adenina), un azúcar de cinco átomos de carbono (ribosa) y tres fosfatos. Cada grupo fosfato es un átomo de fósforo combinado con cuatro átomos de oxígeno, siendo uno de estos compartido por el otro grupo fostato. Esto quiere decir que los tres grupos de fostato están enlazados entre sí. Estos enlaces son fáciles de romper y además liberan gran cantidad de energía que será la utilizada por todas las células del organismo.
El ATP puede liberar dos grupos fosfato sucesivamente, aunque lo general es que se rompa uno de estos enlaces. En cada una de estas cesiones se libera una energía de aproximadamente 7.300 calorías, suficiente para realizar la contracción muscular.
Cuando se elimina por hidrólisis un grupo fostato, la molécula de ATP se convierte en ADP, (adenosina difostafo). Luego la molécula de ADP puede "recargarse" con un aporte de 7 kilocalorías por mol., de modo que recupera un tercer grupo fostato y vuelve a convertirse en ATP.
Las reservas que la célula posee almacenadas darían energía para que el músculo se contrajera durante tres segundos. Es por tanto evidente que deben existir otros mecanismos que produzcan ATP de forma continuada. Asimismo no todas las actividades necesitan de la misma cantidad de energía. Existen las que necesitan de una gran cantidad en poco tiempo: las pruebas de 50 metros es un ejemplo claro. En cambio, otras tienen un requerimiento moderado, pero constante y prolongado en el tiempo, el ejemplo más claro sería una prueba de 1500 metros libres.
Y entre estos dos extremos, existe una gran variedad de pruebas, actividades y deportes que combinan en diferentes proporciones, demandas altas y bajas de energía, prolongadas y breves.
3. Artículos relacionados:
4. Bibliografía:
- "Enciclopedia familiar Everest de la salud"; varios autores; Edit. Everest, León (España) 2000.
- "Invitación a la biología"; Helena Curtis, N Sue Barnes; Edit. Panamericana; Madrid, 1994.
- "Enciclopedia del cuerpo humano"; varios autores; Edit. Espasa Calpe; España 2003.
- "Fisiología del ejercicio": J. López Chicharro, A. Fernández Vaquero; Edit. Panamericana; Madrid 2001.
- "Curso en línea de Neuroanatomía". Depto. de Anatomía, Escuela de Medicina Pontificia Universidad Católica de Chile.