I Sistemi Energetici

I Sistemi Energetici

Abbiamo toccato verbalmente questo argomento a lezione; siccome scripta manent.......scriviamo, cercando di estrarre concetti stringati e più chiari possibili:

Ciascun muscolo, per potersi contrarre, sfrutta l'energia accumulata dall'ATP (adenosina trifosfato) che rappresenta una molecola energetica di accesso immediato, normalmente presente nelle cellule muscolari.

L'energia immagazzinata nell'ATP deriva dalla degradazione di carboidrati, proteine e lipidi, attraverso reazioni metaboliche.

I legami ad alta energia dell'ATP legano fra loro i tre gruppi fosfato. Tali legami possono venire scissi per mezzo di una reazione di idrolisi; dopo la loro rottura, essi liberano una grande quantità di energia. L'idrolisi dell'ATP avviene a opera dell'enzima denominato ATPasi. Oltre alla liberazione dell'energia, l'idrolisi parziale dell'ATP porta alla formazione di una molecola di adenosina difosfato (ADP) e di un gruppo fosfato; l'idrolisi totale forma invece una molecola di adenosina monofosfato e due gruppi fosfato. Una volta scissa, l'ATP viene sintetizzata nuovamente mediante reazioni di fosforilazione dell'ADP, attraverso le quali vengono aggiunti alle molecole i gruppi fosfato.

Quasi tutte le reazioni cellulari e i processi dell'organismo che richiedono energia vengono alimentati dalla conversione di ATP in ADP

L'energia impiegata per la risintesi dell'ATP può essere ricavata dall'organismo mediante 3 diverse funzioni:

1. sistema anaerobico alattacido (con l'uso di fosfocreatina)

2. sistema anaerobico lattacido (glicolisi anaerobica che prevede la produzione di acido lattico)

3. sistema aerobico (con rilascio di anidride carbonica e acqua)

Ciascun sistema energetico di rigenerazione dell'ATP ha caratteristiche proprie di durata ed efficienza.

Nel sistema anaerobico alattacido (dei Fosfageni) non interviene ossigeno, non si forma acido lattico, l'organismo utilizza le scorte di creatinafosfato (CP) per i processi di risintesi energetica; la CP presente nel muscolo cede il suo fosfato inorganico che si va a legare all'ADP riconvertendola in ATP pronta a fornire nuova energia.

Si tratta di un processo estremamente rapido in grado di fornire grande energia ma per periodi di tempo molto brevi, normalmente non superiori agli 8-10 secondi (sport di potenza, lanci, salti, sollevamento pesi, 100 metri piani)

L’energia spesa viene ripristinata dopo circa 3 minuti.

Il sistema anaerobico lattacido (glicolisi anaerobica)

Se un impegno massimale si protrae oltre 8 - 10 secondi, il sistema anaerobico alattacido non è più in grado di ricostruire l'ATP consumato. A questo punto interviene un altro sistema di risintesi dell'ATP, quello anaerobico lattacido, chiamato anche della glicolisi, che consiste nella degradazione degli zuccheri, in assenza di ossigeno e con produzione di acido lattico. Per questo motivo si chiama anaerobico lattacido, mentre il termine glicolisi è motivato dal fatto che questo sistema usa esclusivamente glicogeno per produrre energia necessaria per la resintesi dell'ATP.

La molecola di glicogeno attraverso una serie di reazioni biochimiche, si trasforma in glucosio, poi in fruttosio via via in altre molecole fino alla trasformazione in acido piruvico che, a sua volta se dovesse risultare in eccesso in seguito ad un'alta richiesta energetica, viene trasformato in acido lattico. Il risultato di queste reazioni è che, da una molecola di glucosio, si riesce a risintetizzare 2 molecole di ATP.

L'accumularsi di acido lattico nel muscolo rallenta e interferisce la contrazione muscolare, che diventa dolorosa costringendo il soggetto a scegliere se ridurre notevolmente l'intensità per continuare lo sforzo facendo subentrare progressivamente il meccanismo aerobico, o interrompere l'attività muscolare.

Il tempo per dimezzare il lattato è di circa 15'. Ciò significa che dopo 15' la concentrazione di lattato si è ridotta della metà e così via ogni quarto d'ora fino al ritorno a livelli basali. Questo avviene in poco più di un'ora (70' / 90').

QUINDI CHI UNO O DUE GIORNI DOPO UN ALLENAMENTO CREDE CHE I DOLORI MUSCOLARI CHE ACCUSA SIANO DERIVATI DALL'ACIDO LATTICO, CREDE NELLE FAVOLE!!!

Il meccanismo aerobico

Tale processo avviene in presenza di ossigeno, all'interno di organi cellulari specializzati detti mitocondri. Dipende dall'ossidazione degli zuccheri e dei grassi che, una volta trasformati in acido piruvico, attraverso tutta una serie di reazioni chimiche (Ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni), si dissolvono completamente in acqua ed anidride carbonica, liberando una certa quantità di energia per la risintesi dell'ATP. Il risultato di queste reazioni è che da una molecola di glucosio si riescono a risintetizzare 38 molecole di ATP, un'enormità rispetto ai meccanismi anaerobici. Esiste però il rovescio della medaglia: a fronte di una capacità elevatissima, la potenza che questo sistema riesce a sviluppare è la più ridotta dei tre sistemi (circa un terzo rispetto a quello anaerobico alattacido) e ciò è dovuto alla complessità dei processi attivati per la scomposizione delle molecole utilizzate. Nel meccanismo aerobico vengono utilizzati in prevalenza i carboidrati in condizioni di esercizio fisico moderato (intensità: > 60% FC max), mentre vengono utilizzati in prevalenza i grassi in condizioni di esercizio fisico modesto (intensità: < 60% FC max) e per attività superiori i 30', meglio ancora se superiori a un'ora.

Esiste anche un meccanismo aerobico utilizzato in condizioni estreme: si tratta del meccanismo proteico che entra in funzione quando i carboidrati scarseggiano e si deve mantenere uno sforzo molto prolungato nel tempo (per esempio più di tre ore). In questo caso si può dire che i muscoli vengono "smontati" per produrre energia.

Qualche definizione

LO STEADY-STATE Consiste nello svolgere in regime aerobico un'attività in una situazione di equilibrio tra ossigeno introdotto e ossigeno consumato: in questo modo non si accumula acido lattico nei muscoli e la prestazione può essere prolungata a lungo anche se ad un ritmo non troppo elevato. LA SOGLIA AEROBICA Indica un aumento della concentrazione di acido lattico all'interno del sistema aerobico (si passa da 1 a 2 mmol/l circa) dovuto all'attivazione delle fibre muscolari a contrazione rapida (tipo II a) a supporto delle fibre a contrazione lenta (tipo I) nel sostenere lo sforzo. Questo ha portato i ricercatori a pensare che la soglia aerobica coincida anche con il punto in cui da un dispendio prevalentemente lipidico si passa ad un dispendio prevalentemente glucidico durante l'attività aerobica.

L'ACIDO LATTICO E' il prodotto finale della glicolisi e comunemente si attribuisce a questa sostanza la causa di vari malesseri come nausea o senso di vomito alla fine di una gara.

LA SOGLIA ANAEROBICA Corrisponde alla massima attività gestibile da un atleta nonostante la presenza di una concentrazione di acido lattico abbastanza alta nel sangue e nei muscoli. Questo valore varia molto da atleta ad atleta (gli studiosi tendono a far corrispondere questa soglia ad valore di 4 mmol/l). Quando l'intensità però diventa eccessiva, il lattato nel sangue aumenta e l'atleta è costretto ad interrompere la prova o a ridurre drasticamente la velocità. Questi parametri sono molto utili nella gestione degli allenamenti perché ci permettono di calibrare con precisione l'intensità del lavoro svolto.