En agosto de 2008, en los XXIX Juegos Olímpicos celebrados en Beijing, la atleta china Liu Chunhong levantó una barra de 158 kg en el levantamiento de peso, estableciendo un nuevo récord mundial. Esto equivale a levantar con una mano el peso de un hombre de tamaño mediano. ¿Por qué los músculos humanos tienen tanta fuerza? Al igual que un motor necesita electricidad para funcionar, y esta electricidad se genera principalmente quemando carbón o petróleo en las centrales eléctricas, los músculos humanos también necesitan una «molécula de alta energía», el ATP, para funcionar. El «combustible» que produce el ATP en las células es principalmente glucosa. Los animales obtienen glucosa principalmente de la digestión del almidón (un polímero de glucosa) en los alimentos.
Quizás te preguntes: si la «valor calorífica» de la grasa es de 39 kJ/g, mientras que la de la glucosa es de 17 kJ/g, ¿por qué no usar grasa como «combustible» principal? La razón es que la vida en la Tierra se originó en el agua, por lo que todos los seres vivos utilizan el agua como medio para sus reacciones químicas. Aunque la grasa contiene mucha energía, su solubilidad en agua es muy baja, y su transporte en la sangre y su entrada en las células son engorrosos y lentos, por lo que solo se puede usar cuando los músculos no realizan contracciones vigorosas, etc.
Por el contrario, la glucosa es altamente soluble en agua y no requiere energía para entrar en las células. Además, desde los organismos unicelulares, la glucosa se ha convertido en el «combustible» principal para la obtención de energía y se ha desarrollado una «cadena de reacciones químicas» altamente eficaz para oxidar la glucosa. A través de esta «cadena», la glucosa se oxida en agua y dióxido de carbono, y la energía liberada se utiliza para sintetizar ATP. Su eficiencia es muy alta; un moléculo de glucosa puede producir 32 moléculas de ATP, y su eficiencia de conversión de energía es comparable a la de un motor de coche. El cuerpo humano también ha «heredado» esta «cadena de reacciones», que tiene lugar en un orgánulo celular llamado «mitocondria», por lo que las mitocondrias se conocen como las «fábricas de energía» de las células.
Sin embargo, este mecanismo de suministro no es seguro. En situaciones de emergencia, si los músculos necesitan realizar actividades de alta intensidad durante un período prolongado, es posible que la glucosa en la sangre no pueda abastecer a las células. Alguien podría preguntar: ¿no sería suficiente con aumentar la concentración de glucosa en la sangre para abastecer mejor a las células? Pero, además de «endulzar» nuestras vidas, la glucosa tiene un «mal hábito»: se combina con el aminoácido (-NH2) de las moléculas de proteína, lo que daña su función normal. Cuando la concentración de glucosa en la sangre es demasiado alta, se producen una serie de consecuencias negativas, y la diabetes es una de ellas. Por lo tanto, la concentración de glucosa en la sangre debe mantenerse en torno a los 5 mmol, lo que equivale a unos 90 mg de glucosa por litro de sangre. Aunque no se puede aumentar la concentración de glucosa en la sangre, el cuerpo humano es muy «inteligente» y cuenta con varios «recursos de reserva».
El primero es aumentar el flujo sanguíneo en los músculos. Durante el ejercicio intenso, el volumen de sangre que fluye a través de los músculos puede aumentar más de 20 veces. Aunque la concentración de glucosa en la sangre no aumenta, el «flujo de sangre» puede proporcionar más glucosa y también aumentar el suministro de oxígeno a los músculos, lo que permite una «combustión» completa de la glucosa.
El segundo es convertir la glucosa en glucógeno y almacenarla como reserva en las células musculares y hepáticas. En situaciones de emergencia, el glucógeno hepático puede volver a convertirse en glucosa y entrar en la sangre para abastecer a las células musculares. Sin embargo, las células musculares no son tan «desinteresadas» como las células hepáticas. Solo «consumen» glucógeno y no lo «donan». El glucógeno muscular solo se utiliza para su propio beneficio. En situaciones de emergencia, cuando se necesita más glucógeno, parte de este se convierte en ácido láctico mediante la «glicólisis», al tiempo que se sintetizan algunas ATP. Por eso, después de hacer ejercicio intenso, los músculos se sienten doloridos.Esto se debe a que el ácido láctico se acumula en los músculos.
En tercer lugar, se convierte el ATP en fosfocreatina, lo que equivale a cambiar el yuan chino por una «moneda extranjera» y guardarla para volver a convertirla cuando sea necesario. Si las células musculares «guardan» estas «reservas», generalmente no habrá problemas de falta de energía.