Esfuerzo muscular en condiciones anaerobias

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La mayoría de los vertebrados son organismos prácticamente aeróbicos: transforman la glucosa en piruvato por medio de la glucólisis y, seguidamente, oxidan el piruvato hasta CO2 y H2O empleando oxígeno molecular. El catabolismo anaeróbico de la glucosa a lactato ocurre durante cortas acciones de actividad muscular intensa, en el cual no es posible transportar oxígeno al músculo de forma bastante rápida como para oxidar el piruvato. En su lugar, los músculos utilizan la glucosa almacenada en forma de glucógeno a modo de combustible para producir ATP por fermentación, con lactato como producto final. En un acelerón, el lactato en sangre se dispara hasta concentraciones elevadas y vuelve a convertirse pausadamente en glucosa mediante el proceso de gluconeogénesis (hígado) durante el posterior periodo de descanso o de recuperación.

En esta fase, el oxígeno se consume a un ritmo que mengua paulatinamente hasta que la respiración retorna a ser normal. El exceso de oxígeno consumido durante el periodo de recuperación equivale al pago de la deuda por el oxígeno gastado en el momento anterior. Ésta es la cantidad de oxígeno que se requiere para suministrar ATP destinado a la gluconeogénesis con el objetivo de regenerar el glucógeno emprestado del hígado y músculo para realizar aquella enérgica actividad muscular. A éste se lo denomina ciclo de Cori en honor a Carl y Gerty Cori.

Esquema del ciclo de Cori

Los sistemas circulatorios de muchos vertebrados chicos pueden transportar oxígeno a sus músculos con suficiente presteza como para soslayar el verse obligados a utilizar el glucógeno muscular en reacciones anaerobias. Igualmente, un dilatado número de animales corredores de tamaño moderado también logran mantener un metabolismo esencialmente aeróbico durante cierto tiempo. No obstante, en animales grandes como el ser humano, el sistema circulatorio no puede sostener totalmente el metabolismo aerobio de los músculos esqueléticos durante periodos largos de intensa actividad muscular. Estos animales suelen moverse despacio en circunstancias normales y sólo realizan actividades musculares fuertes ante una emergencia, dado que tal periodo de actividad necesita de largos periodos de recuperación para resarcir el déficit de oxígeno.

Los cocodrilos, para referirnos a un caso concreto, son habitualmente animales muy vagos e indiferentes en presencia de individuos humanos. Sin embago, son asimismo capaces de acometer rápidamente y de lanzar peligrosos trallazos con sus colas si alguien osa provocarlos. Estos arebatos de actividad suele durar poco y han de ir seguidas de largos periodos de descanso. Los rápidos movimientos de requieren fermentación a lactato para producir ATP en los músculos esqueléticos. Los depósitos de glucógeno musculares se consumen velozmente durante una actividad intensa y el lactato alcanza concentraciones muy altas en los miocitos y en el fluido extracelular.

Los mamíferos grandes, tales como elefantes o rinocerontes, cuentan con características metabólicas similares. Los dinosaurios y otros enormes animales ya extinguidos seguramente debían de depender de la fermentación a lactato para el suministro de energía destinado a la actividad muscular, sucedida de periodos de recuperación larguísimos en los cuales serían vulnerables al ataque por depredadores más pequeños pero mejor adaptados a una actividad muscular continua y sostenida.

Las exploraciones marinas en aguas abisales han localizado un variado número de especies en las enormes profundidades oceánicas en donde la concentración oxigénica es casi nula. Por ejemplo, el celacanto primitivo, un pez voluminoso que habita a profundidades de 4.000 metros en zonas anexas a la costa sudafricana, cuenta con un metabolismo anaerobio en todos sus tejidos. Transforma glúcidos en lactato y otros productos, la mayoría de los cuales tienen que excretarse. Algunos vertebrados marinos fermentan la glucosa hacia etanol y CO2 para obtener energía.


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