ASPETTI SCIENTIFICI

MECCANISMI ENERGETICI

I meccanismi energetici all'interno delle cellule sono 3:

• Aerobico
• Anaerobico lattacido
• Anaerobico alattacido

L'ATP (adenosintrifosfato) è la fonte energetica immediata per la contrazione muscolare.

Quando si stacca un fosfato si libera energia e di ottiene ADP che deve essere ricaricato in ATP.

Le fonti energetiche sono : Carboidrati, Lipidi, Proteine.

Nelle cellule le "centrali" di produzione di energia sono i Mitocondri.

MECCANISMO AEROBICO

Le fonti energetiche utilizzate in questo meccanismo sono glicogeno e lipidi.

Più elevata è l'intensità del lavoro, maggiore è il consumo di glicogeno, mentre l'utilizzo di lipidi è direttamente correlato alla durata dell'esercizio.

Il glicogeno è presente in riserve nel muscolo e nel fegato, esso è degradato a glucosio.

Il glucosio attraverso le 12 tappe della glicolisi è trasformato in PIRUVATO. Il Piruvato entra nel mitocondrio e in presenza di ossigeno si trasforma in AcetilCoa , entra nel ciclo di Krebs, avviene la fosforilazione ossidativa con produzione totale di 38 ATP.

Invece i lipidi vengono degradati a Acetil Coa ed entrano nel ciclo di Krebs con la produzione di 36 ATP.

Questo meccanismo aerobico ha un'altissima produzione di ATP ed è molto efficiente. Consuma poco ed è ad alta resa.

Come il motore di una macchina in autostrada a bassi giri percorre molta strada consumando poca benzina.

Quando pedaliamo a fondo medio consumiamo una miscela di glicidi e lipidi (la massima quantità di questi ultimi).

Occorrono circa 30' per attivare a pieno gli enzimi della via dei lipidi.

Le cellule muscolari che compongono le fibre ROSSE son molto irrorate, hanno molti mitocondri e specializzate in questo meccanismo.

Quindi se ho molte fibre rosse son più adatto a sport di resistenza.
Se mi alleno alle intensità fondo lungo e medio fino alla soglia miglioro questo meccanismo e aumenta il numero di mitocondri nelle cellule e la capillarizzazione.

MECCANISMO ANAEROBICO LATTACIDO

Aumentando l'intensità dello sforzo il glucosio si scompone a piruvato, e mancando ossigeno (perchè il sistema vascolare non riesce più a portarne a sufficienza) questo in parte viene ossidato dal poco ossigeno a disposizione ed entra nel ciclo d Krebs ed il restante si accumula. L'eccesso di piruvato viene trasformato in acido lattico.

Immaginate un lavandino col rubinetto aperto, aumentando il flusso dell'acqua arrivo a un certo punto che lo scarico non riesce più a mandare via tutta l'acqua, ed inizia ad accumularsi nel lavandino.

Quindi già a fondo medio inizia un accumulo di acido lattico, a fondo veloce un po di più fino ad arrivare sopra soglia, dove si accumula solamente perchè non c'è neanche più una molecola di Ossigeno a disposizione.

In assenza di ossigeno (sopra soglia) con un unità di glucosio produco solo 3 ATP.

Questo meccanismo Anaerobico alattacido è meno economico di quello aerobico ( 1 unità di glucosio produce 38 ATP) ma fornisce una potenza 4 volte supoeriore, risultando vantaggioso negli sforzi intensi di durata non elevata.

Fisiologicamente si può arrivare a un massimo di 7'.

Visto che già a fondo medio si inizia ad accumulare acido lattico, capite bene quanto sia importante stare in scia e non fare l'"elastico", oppure uscire dalle rotatorie in modo regolare, perchè ad ogni accelerazione corrisponde un ipossigenazione e quindi accumulo inutile di acido lattico.

Quando ci alleniamo ai ritmi veloce, soglia o VO2max andiamo a potenziare un altro meccanismo:

IL CICLO DI CORI

L'acido lattico va nel sangue, poi al fegato, e qui ritrasformato in glucosio, che tornerà al muscolo per produrre altra energia.

Quindi quando ci alleniamo alla soglia e vediamo che man mano che avanziamo con l'allenamento riusciamo a resistere per più tempo a questa intensità, abbiamo potenziato questo meccanismo.

E' incredibile come il corpo riesca a riutilizzare uno scarto per riprodurre energia. In questo modo i vantaggi son due, riciclo lo scarto e, ritrasformandolo intossico meno l'ambiente nel quale avvengono le reazioni.

MECCANISMO ANAEROBICO ALATTACIDO

Questo meccanismo è caratterizzato da un elevatissima potenza ma da una durata molto breve.

Queste cellule utilizzano le riserve di fosfocreatina per caricare 1 ADP in ATP. (vedi figura).

Partecipa alla produzione di energia per i primi 20"- 30" di esercizio.

Le cellule delle fibre muscolari bianche son specializzate in questo meccanismo, in quanto poco irrorate.

I velocisti possiedono più fibre bianche e riescono a sprigionare grandi potenze in pochissimi secondi. Fino all'esaurimento della fosfocreatina.

Ecco perché in pesistica o i calciatori usano la creatina come integratore.

Per contro le fibre bianche essendo meno irrorate delle rosse si affaticano prima.

I ciclisti non l'assumono perchè provoca ritenzione idrica e quindi aumento di peso.

IL RISCALDAMENTO

Perchè è importante riscaldarsi bene?

Perché si evitano infortuni.

Perchè all'inizio dell'esercizio il sistema mitocondriale non è ancora in grado di metabolizzare tutto l'acido piruvico ( di ossidarlo ed entrare nel ciclo di Krebs ) per due motivi:

• Differente velocità di attivazione degli enzimi. Quelli dei meccanismi anaerobici si attivano più velocemente rispetto a quelli dei meccanismi aerobici.
• Caratteristiche del muscolo, se ha più fibre bianche le cellule hanno meno mitocondri di quelle rosse, quindi hanno meno centrali che ossidano il piruvato.
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COSA SUCCEDE NELLE CELLULE QUANDO FACCIO CERTI ESERCIZI E CHE BENEFICI OTTENIAMO

SALITE DI POTENZA 

Se vediamo cosa succede nelle cellule muscolari eseguendo questo esercizio, potremmo capire effettivamente che cosa andremo a migliorare.

Nell'esercizio si lavora alla soglia  con 60 rpm, quindi

attivo contemporaneamente ben 2 meccanismi energetici:

• aerobico
• anaerobico lattacido

La frequenza cardiaca è alla soglia, di conseguenza andiamo ad attivare il meccanismo aerobico al massimo della sua possibilità ( AUMENTO LA POTENZA ALLA SOGLIA).

All'intensità di soglia è consumato il GLUCOSIO che viene trasformato in seguito alla glicolisi in ACIDO PIRUVICO, questo in parte va nel ciclo di Krebs il restante si accumula e vien convertito in acido lattico, il quale è poi smaltito o riciclato col ciclo di Cori.

Alla soglia l'acido lattico è al punto critico di concentrazione, se si aumenta di poco l'intensità inizia ad accumularsi ( la velocità della sua produzione è > di quella del suo smaltimento ).

E' come aver un rubinetto aperto del lavandino, aprendolo sempre più si arriva a punto in cui lo scarico non riesce a scaricare tutta l'acqua che inizia ad accumularsi.

Questo acido lattico accumulato crea un ambiente acido che stressa il metabolismo cellulare.

Questo stress causato alla cellula fa si che essa reagisca per rinforzarsi. Quindi sintetizza più enzimi (=proteine) ( impiega circa  1- 2 giorni) che velocizzeranno ancor più la conversione di piruvato ad AcetilCoa per entrare nel ciclo di Krebs e quindi ci sarà meno accumulo di acido lattico e conseguente meno sofferenza cellulare.

E' come avere una fabbrica in cui aumentala richiesta del prodotto è di conseguenza assumono più operai per velocizzare il lavoro. In due giorni assumono tutti.

Questo vale anche al contrario, se non stimolo più le cellule a produrre cosi tanto piruvato esse dopo circa 3 giorni se ne accorgono, e attivano i processi per "licenziare" gli enzimi in esubero. E nel giro di altri 4-5 giorni scompaiono. 

Questo processo si chiama: DEALLENAMENTO.

A causa della perdita di enzimi non si perde in velocità, ma si perde la resistenza a quella intensità = le nostre ripetute dureranno meno.

In questo esercizio la frequenza di pedalata è bassa: 60 rpm, quindi la contrazione muscolare è lunga e in flusso sanguigno è interrotto, e le cellule non vengono ossigenate. 

Quindi si attiva il meccanismo ANAEROBICO LATTACIDO in cui il GLUCOSIO SI TRASFORMA IN PIRUVATO e questo è convertito totalmente in ACIDO LATTICO liberando 3 ATP.  Ovviamente si crea un gran accumulo di acido lattico e la cellula , con l'allenamento,tende ad abituarsi a lavorare in questo ambiente acido sotto stress.

Come risultato AUMENTA LA RESISTENZA MUSCOLARE AD ALTE INTENSITA'.

LE RIPETUTE ALLA SOGLIA DURERANNO DI PIU' E RESISTERAI DI PIU' NELLE USCITE LUNGHE.

AUMENTI LA DURATA ALLA SOGLIA SPINGENDO RAPPORTI LUNGHI, QUINDI ANDRAI PIU' FORTE.