Il metabolismo nell'esercizio fisico (prima parte)

in questa lezione parleremo del metabolismo nell'esercizio fisico Noi abbiamo conoscenza perché lo abbiamo studiato nelle lezioni precedenti che il movimento umano è possibile grazie al nostro apparato locomotore formato dall'apparato scheletrico e dal sistema muscolare ma abbiamo già visto che affinché la fibra muscolare si contragga e quindi determina il movimento devono essere soddisfatte alcune condizioni come quella della presenza di molecole di ossigeno che attraverso l'apparato respiratorio verranno prelevate dall'ambiente atmosferico dall'area atmosferica e introdotta all'interno del corpo umano e successivamente trasportate nelle fibre muscolari dall'apparato cardiocircolatorio in più abbiamo visto che perché ci sia la contrazione muscolare

la fibra muscolare deve essere eccitata da uno stimolo prodotto e trasmesso dal sistema nervoso centrale Ma tutto questo non è ancora sufficiente perché ci sia il movimento umano e cioè le nostre conoscenze ci hanno fatto capire se vogliamo paragonare la macchina umana ad uno scooter per fare un esempio banale ma comprensibile abbiamo studiato un po' la carrozzeria abbiamo studiato il motore del nostro scooter abbiamo studiato un po' l'impianto elettrico cioè il sistema nervoso ma non abbiamo ancora capito quale benzina usa il nostro scooter e quindi Quale energia impiega il corpo umano per determinare il movimento

quindi il movimento noi sappiamo che è determinato dalla contrazione muscolare Ma questa contrazione muscolare Quale energia impiega e questa è la domanda alla quale daremo risposta in questa lezione innanzitutto iamo però il termine metabolismo per metabolismo intendiamo la produzione la trasformazione e l'utilizzazione dell'energia necessaria alla vita quindi a tutti i cicli biologici la scienza che studia il metabolismo e la biochimica iniziamo col dire che l'energia utile alla contrazione muscolare È la cosiddetta ATP e cioè è un composto che vedremo meglio dopo questa energia non viene prodotta dal corpo umano Ma viene ricavata dagli alimenti quindi

noi attraverso l'alimentazione introduciamo delle fonti energetiche che poi andranno a ricostruire questo composto energetico l'atp naturalmente gli alimenti che noi introduciamo poi subiscono vari processi di frammentazione di assorbimento di digestione di assimilazione l'atp Quindi è un acronimo sta per adenosin trifosfat è un composto è una sostanza formato da una molecola di adenina che è una base azotata dallo zucchero che un Ribosio e da tre gruppi fosforici quindi la sta la a sta per adenina la T sta per 3 e la p è il simbolo chimico del fosforo Ecco attraverso questo schema introduciamo il tema centrale

della lezione di oggi come abbiamo detto quindi perché il muscolo si contraga ha bisogno di energia l'atp questa energia determina la contrazione muscolare produce calore Quindi ogni contrazione muscolare ogni movimento produce calore all'interno dell'organismo Il problema è che di ATP nel corpo umano ce n'è poca Quindi pensiamo ad uno scootere con un serbatoio molto molto piccolo molto limitato al termine della contrazione muscolare è stato ceduto un gruppo fosforico vedete e quindi noi avremo un composto chiamato adenosin di fosfato l'adp non è un prodotto utilizzabile dal muscolo per la contrazione muscolare e quindi il problema metabolico

è quello di ricostruire di risin Teti l'atp come avviene questo avviene mediante l'impiego delle riserve ener che abbiamo detto prima che si trovano nel nostro organismo nel corpo umano e che derivano dagli alimenti quali sono queste riserve di energia fondamentalmente sono tre il glicogeno parliamo di zuccheri è contenuto nei muscoli e nel fegato oppure del tessuto di poso i grassi contenuto sotto la cute la Ciccia oppure le proteine proteine sono formate da aminoacidi e compongono molte strutture cellulari abbiamo visto che i muscoli actina e miosina sono fatti da proteine ma queste M questa Fonte energetica

delle proteine viene utilizzata per ricostruire l'atp in modo molto limitato ci sono degli Studi negli ultimi anni che hanno messo in risalto questa questa mia affermazione Quindi tutte queste riserve energetiche il glicogeno il tessuto di poso e le proteine derivano tutte dagli alimenti non sono dal corpo umano esaminiamo individualmente il glicogeno il glicogeno è una grande molecola costituita da elementi più semplici da catene di glucosio quindi il glucosio è uno zucchero semplice e del combustibile principale delle cellule quindi anche di quelle muscolari delle fibre muscolari la concentrazione del glucosio del sangue viene definita come glicemia

e deve essere compresa entro valori molto rigidi tra gli 80 e 110 mg per ml di sangue un eccesso di glicemia viene definito come iperglicemia e se persistente Cioè se rimane se persiste ehm a livello ematico nel sangue e caratterizza la malattia del diabete è una malattia che si sta diffondendo moltissimo negli ultimi anni soprattutto nelle Nazioni industrializzate come la nostra e cioè è dovuto ad una scarsa ehm ad uno scarso livello di attività fisica ed ad Un'alimentazione troppo ricca di zuccheri Cioè se io introduco con la mia alimentazione troppo zuccheri che poi non utilizzo

attraverso l'attività fisica che i miei muscoli non utilizzano posso avere una un livello persistente di iperglicemia provoca la malattia del diabete invece un calo di glicemia viene detto definito ipoglicemia la causa dell'ipoglicemia può essere un digiuno prolungato oppure un esercizio fisico prolungato l'ipoglicemia si manifesta in una condizione da evitare quella dell'ipoglicemia si manifesta con una sensazione di debolezza Ma attenzione che al di là del digiuno o di un esercizio fisico prolungato l'ipoglicemia può essere causata anche dall'assunzione concentrata di zuccheri ricordo che alcune volte degli alunni mi dicevano il mio allenatore prima della partita mi faceva

mangiare delle zollette di zucchero delle bustine di zucchero per darmi più energia questo è assolutamente improduttivo dal punto di vista energetico perché il saccarosi lo zucchero da cucina ha bisogno di tempo di essere assimilato e per produrre energia ma in più l'assunzione concentrata di zuccheri può provocare una condizione di ipoglicemia reattiva perché vediamo da questa immagine Questo è il livello di glicemia ottimale no 80-110 mg per mm per millilitro di sangue se io assumo dello zucchero concentrato avrò avrò un picco questo aumento un picco insulinico e cioè il pancreas produrrà molta insulina l'insulina è un

ormone che apre consente alle cellule apre la porta alle cellule per l'utilizzo del del glucosio e quindi il pancreas avrà una produzione massiccia di insulina questa determinerà per alcuni minuti o per un tempo o relativamente breve una condizione di ipoglicemia perché ci sarà un'assunzione da parte delle cellule di di glucosio molto elevata che abbasserà il normale livello di glicemia del sangue e quindi io per un tempo sarò mi troverò nella condizione di ipoglicemia se sto svolgendo un'attività fisica perché magari 5 minuti prima Ho ingerito molti zuccheri capite che mi troverò in una condizione e dove

il mio rendimento fisico Atletico oltre che la mia condizione di salute sarà precario quindi non assumete zuccheri concentrati prima di un'attività fisica i lipidi o i grassi vengono immagazzinati sotto forma di trigliceridi m l'energia introdotta attenzione che l'energia introdotta in eccesso se non viene consumata Quindi se io mangio degli zuccheri mangio delle proteine mangio dei grassi in più non vengono eliminati dall'organismo ma vengono accumulati sotto forma di tessuto adiposo e questi determinano poi il sovrappeso o l'obesità in più alcune Grassi particolari come il colesterolo possono depositarsi all'interno dei vasi sanguigni delle arterie in particolare e

provocare il fenomeno dell'arteriosclerosi o aterosclerosi qui in questa immagine vediamo indicato in questo modo depositandosi all'interno delle arterie vedete ne riducono il lume cioè riducono lo spazio utile per il passaggio del sangue e in questi casi si può avere l'infarto se Ciò avviene a carico delle arterie coronarie oppure del lict se questo avviene nei sanguigni che irrorano il cervello che portano il sangue il cervello oppure si può avere una trombosi perché alcune di queste con i frammenti di queste placche possono staccarsi entrare nel cinolo sanguigno ed andare a chiudere i piccoli vasi sanguigni le arteriole

le piccole arterie ma Ritorniamo al problema che dicevamo prima e cioè bisogna risolvere questo problema metabolico Come ricostruire l'atp abbiamo detto che vengono utilizzate delle riserve energetiche Ma i meccanismi metabolici di ricostruzione dell'atp sono sostanzialmente tre o attraverso l'utilizzo di scorte di fosfocreatina questo è uno composto altamente energetico fosfocreatina PC che si trova nel muscolo Il problema è che queste riserve energetiche vengono esaurite rapidamente in quanto la presenza di questo composto di fosfocreatina è molto limitata nelle fibre muscolari oppure un altro modo per ricostruire l'atp è la cosiddetta glicolisi anaerobica attraverso la demolizione del glucosio

che abbiamo visto deriva dal glicogeno parliamo di zuccheri questo in assenza di ossigeno quindi è un metabolismo cosiddetto anaerobico Oppure ancora la terza via metabolica per ricostruire l'atp la cosiddetta glicolisi aerobica cioè la demolizione del glucosio Questa volta però in presenza di ossigeno vediamo questi tre meccanismi il meccanismo anaerobico alattacido come abbiamo detto è un meccanismo dove per anaerobico questa a è una a privativa dove sta a significare che non viene utilizzato l'ossigeno Infatti in questo schema vedete che non è presente il simbolo dell'ossigeno il meccanismo anaerobico alattacido viene messo in atto dall dal nostro

organismo per esercizi di breve durata vedete 10-15 secondi ma di elevatissima potenza l'immagine Ci richiama una gara sui 100 m che bolto ha corso in nel suo record del mondo in 9 secondi e 58 quindi meno di 10 secondi ha percorso pensate Quindi ad un esercizio fisico di elevatissima potenza ma di breve durata Come avviene la risintesi Noi ci troviamo in presenza dell'adp dobbiamo ricostruire l'atp Come già detto nelle fibre muscolari è presente questo composto energetico formato da creatina e fosforo il creatin fosfato Grazie all'attivazione di un enzima la creatina kinasi questo molecola di fosforo

viene ceduta va a legarsi con le due molecole dell'adp e quindi viene risin Teti zata viene ricostruita quella sostanza energetica utile alla contrazione muscolare cioè l'atp l' adenosin tri fosfato la riserva di creatin fosfato che si si esaurisce in tempi brevi abbiamo visto è di circa 120 g e viene ripristinata può essere ricostruita durante le pause di recupero e quindi io posso correre i 100 m alla massima mia velocità mi fermo posso rifare lo stesso esercizio dopo un periodo di riposo però di recupero nei primi 30 secondi in questo schema possiamo vedere queste sono le

scorte di fosfocreatina vedete che in pochi secondi 10-15 secondi vengono esaurite si avvicinano al livello Zero Questo è il livello il momento dell'esercizio nella fase di recupero nei primi 30 secondi queste scorte di fosfocreatina vengono ricostruite per il 70% Poi nei minuti successivi vengono ricostruite totalmente questo per quanto riguarda il meccanismo anaerobico a lattacido