Meccanismi energetici
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Meccanismi energetici

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Meccanismi energetici

Il corpo umano è una macchina perfetta e come tale per produrre l'energia necessaria al suo movimento necessita di "carburante". Questo carburante che ci fa muovere (attraverso la contrazione dei vari distretti muscolari) ci viene fornito dall'adenosintrifosfato (ATP). L'ATP costituisce dunque la base energetica della contrazione muscolare che fornisce continuamente il muscolo quando lavora.

La formula chimica dell'ATP è di una molecola composta da 1 nucleo di adenosina a cui si legano 3 radicali fosforici (P) mediante legami in grado di liberare quando scissi, energia.

In maniera molto schematica l'ATP viene rappresentata come nella figura sottostante:

L'energia viene liberata attraverso la rottura del terzo legame fosforico, ottenendo in tal modo come risultato ADP (adenosindifosfato) più un radicale fosforico che libera energia:

L'ATP contenuta nel muscolo è comunque limitata e non può garantire l'efficienza del sistema contrattile per lunghi periodi. Le principali fonti di ATP per il muscolo sono fornite dal glucosio attraverso la glicolisi e dagli acidi grassi attraverso la betaossidazione. La betaossidazione avviene solo in presenza di ossigeno (O) mentre la glicolisi può produrre ATP anche in assenza di O (anaerobiosi).

L'ATP viene inoltre utilizzata in tutte le funzioni che richiedono energia e dunque il passaggio da ATP ad ADP e da ADP nuovamente in ATP è un ciclo continuo che è sempre in costante "estrazione" e "ricarica" di energia.

Per risintetizzare l'ATP (ADP ? ATP) l'energia può essere ricavata mediante:

  • Sistema anaerobico alattacido
  • Sistema anaerobico lattacido
  • Sistema aerobico

Sistema anaerobico alattacido

Il sistema anaerobico alattacido utilizza il creatinfosfato (CP) per resintetizzare l'ATP. È un sistema che non ha bisogno di ossigeno e fornisce grande energia ma per pochissimo tempo, normalmente non supera gli 8 secondi.
Il creatinfosfato presente nei muscoli cede il suo fosfato inorganico (P) che legandosi all'ADP la riconverte nuovamente in ATP e dunque in nuova energia per i muscoli:

Sistema anaerobico lattacido

Il sistema anaerobico lattacido entra in funzione subito dopo quello alattacido e ricava energia (anch'esso in assenza di ossigeno) utilizzando il glucosio ed il glicogeno muscolare.

Per sintetizzare l'ATP il glicogeno va incontro a dei processi chimici che generano un sottoprodotto che prende il nome di acido lattico e delle molecole di idrogeno che intralciano la contrazione muscolare ed il riciclaggio del lattato stesso.

Questo sistema come il precedente fornisce molta energia e grazie alle riserve di glicogeno nei muscoli è possibile avere a disposizione in maniera molto celere ATP con sforzi fisici anche massimali che possono durare dai 50 agli 80 secondi circa.

La durata di questo sistema dipende principalmente dal fatto che attraverso la glicolisi vengono rilasciate 4 molecole di ATP (di cui 2 vengono utilizzate per i processi glicolitici e 2 utilizzate a scopo energetico) e 2 molecole di piruvato.

Il piruvato può essere utilizzato a fini energetici nel ciclo di Krebs attraverso il meccanismo aerobico oppure potrà subire un processo di fermentazione che lo convertirà in acido lattico.

Se il lavoro continua il muscolo si acidifica e dunque il lavoro viene interrotto, oppure si può diminuire l'intensità dello sforzo e si passa al meccanismo aerobico:

Sistema aerobico

Il sistema aerobico come dice la parola stessa utilizza l'ossigeno per liberare energia. Risulta il sistema più efficiente per durata, anche se libera meno potenza rispetto agli altri due sistemi.

Questo sistema riesce ad estrarre energia dagli acidi grassi liberi e dalle proteine, rilasciando come prodotti dell'ossidazione anidrite carbonica (CO2) ed acqua (H2O).

Il sistema aerobico riesce a sintetizzare per ogni molecola di glicogeno muscolare 36 molecole di ATP a differenza di quello anaerobico lattacido che ne sintetizza solo 2. Da qui si comprende la grande differenza per efficienza tra i sistemi, infatti questo sistema viene definito "illimitato", dato che lavorando in presenza di ossigeno (senza andare in anaerobiosi), le riserve di ATP non si esauriscono mai.

Le fonti energetiche utilizzate durante sforzi molto intensi sono rappresentate solo ed esclusivamente dai glucidi, mentre durante sforzi medi e duraturi le fonti energetiche utilizzate sono quelle glucidiche e lipidiche.

La potenza di questo sistema è dunque limitata alla capacità di apporto di ossigeno nei muscoli. Quando si raggiunge la capacità massima di utilizzo di ossigeno a livello muscolare verrà raggiunta la soglia anaerobica.

Se lo sforzo continua e si supera la soglia anaerobica il lavoro diventa di tipo anaerobico lattacido ed a questo punto sono due le strade da scegliere, o diminuire l'intensità dello sforzo per tornare al sistema aerobico, oppure bisogna interrompere l'esercizio per via dell'accumulo di lattato che acidifica il muscolo impossibilitandolo a contrarsi.

Naturalmente i tre sistemi energetici descritti, non seguono una rigida sequenza sull'utilizzo energetico ma vi è una sovrapposizione di tutti i sistemi in base alle richieste a cui viene sottoposto l'organismo.