Muscoli ed energia. Energia e Muscoli

In che modo i nostri muscoli ottengono l’energia per svolgere il lavoro?

Muscoli e motore

Anche se muscoli e motori funzionano in maniera diversa, entrambi convertono l’energia chimica in energia di movimento. Un motore di una auto utilizza l’energia immagazzinata dalla benzina e la converte in calore ed energia di movimento (energia cinetica).

I muscoli utilizzano l’energia chimica immagazzinata dal cibo che mangiamo e la convertono in calore ed energia di movimento (energia cinetica). Abbiamo bisogno di energia per consentire la crescita e la riparazione dei tessuti, per mantenere la temperatura corporea e per alimentare l’attività fisica. L’energia proviene da cibi ricchi di carboidrati, proteine e grassi.

Origini dell’energia per la contrazione muscolare

La fonte di energia utilizzata per eseguire il movimento di contrazione dei muscoli che lavorano è l’adenosinatrifosfato (ATP), il modo biochimico del corpo di immagazzinare e trasportare energia. Tuttavia, l’ATP non viene immagazzinato in larga misura nelle cellule. Quindi, una volta iniziata la contrazione muscolare, la produzione di più ATP deve iniziare rapidamente. Quindi abbiamo necessità di risintetizzare   ATP. Poiché l’ATP è così importante, le cellule muscolari hanno diversi sistemi per farlo. Questi sistemi lavorano insieme in fasi. I tre sistemi biochimici per la produzione di ATP sono, nell’ordine:

  1. sistema creatinfosfato (PC)
  2. sistema che utilizza il glicogeno
  3. sistema della respirazione aerobica.

 Creatinfosfato – Meccanismo anaerobico alattacido

Tutte le cellule muscolari hanno un po’ di ATP al loro interno che possono usare immediatamente, ma solo quanto basta per durare per circa 3 secondi!  Tutte le cellule muscolari contengono un composto ad alta energia chiamato creatinfosfato che viene scomposto per produrre più ATP rapidamente.

La creatinfosfato può fornire il fabbisogno energetico di un muscolo che lavora a una velocità molto elevata, ma solo per circa 8-10 secondi.

Meccanismo anaerobico alattacido
Meccanismo anaerobico alattacido
Ricostruzione creatinfosfato(PC)
Ricostruzione creatinfosfato(PC)

 Glicogeno (senza ossigeno) –  Meccanismo anaerobico lattacido

Meccanismo anaerobico lattacido
Meccanismo anaerobico lattacido

Fortunatamente, i muscoli hanno anche grandi riserve di un carboidrato, chiamato glicogeno, che può essere utilizzato per produrre ATP dal glucosio. Questo ciclo richiede all’incirca 12 reazioni chimiche, quindi fornisce energia più lentamente rispetto alla creatinfosfato. Tuttavia, è ancora piuttosto rapido e produrrà energia sufficiente per durare circa 90 secondi. L’ossigeno non è necessario: questo è fantastico, perché il cuore e i polmoni impiegano un po’ di tempo per inviare un maggiore apporto di ossigeno ai muscoli. Durante la produzione di ATP senza l’utilizzo di ossigeno viene “creato” un sottoprodotto che è l’acido lattico. Puoi sapere quando i tuoi muscoli stanno accumulando acido lattico perché provoca stanchezza e dolore.

Respirazione aerobica con ossigeno – Meccanismo aerobico

Meccanismo aerobico
Meccanismo aerobico

Entro due minuti dall’esercizio, il corpo inizia a fornire ossigeno ai muscoli che lavorano. Quando è presente l’ossigeno, può avvenire la respirazione aerobica per scomporre il glucosio per l’ATP. Il glucosio può provenire da diversi luoghi:

  • rifornimento di glucosio rimanente nelle cellule muscolari
  • glucosio dal cibo nell’intestino
  • glicogeno nel fegato
  • riserve di grasso nei muscoli
  • in casi estremi (come la fame), le proteine del corpo.

La respirazione aerobica richiede ancora più reazioni chimiche per produrre ATP rispetto a uno dei due sistemi precedenti. È il più lento di tutti e tre i sistemi, ma può fornire ATP per diverse ore o più, a condizione che la fornitura di carburante duri.


Con un esempio spieghiamo il funzionamento dei tre sistemi

Sincronizzazione dei sistemi energetici
Sincronizzazione dei sistemi energetici

Abbiamo perso l’autobus per andare a lavoro e quindi iniziamo a correre per non arrivare tardi.

  • Per i primi 3 secondi della corsa, le nostre cellule muscolari usano l’ATP che hanno al loro interno.
  • Per i successivi 8-10 secondi, i muscoli useranno le riserve di creatinfosfato per fornire ATP.
  • Dal momento che non siamo ancora arrivati a lavoro, il sistema del glicogeno (creo ATP senza bisogno di ossigeno) entra in azione.
  • Manca ancora tanta strada per arrivare a lavoro e abbiamo bisogno di correre, a questo punto subentra la respirazione aerobica (creo ATP con l’ossigeno).

 Nello sport quali sistemi di ATP si utilizzano?

Sappiamo bene un velocista che corre i 100m ottiene ATP in un modo molto diverso da un maratoneta che corre 42,1 km.

  • L’uso di creatina fosfato – Questo sistema sarebbe il sistema principale utilizzato da sollevatori di pesi o velocisti sulle brevi distanze perché dura solo 8-10 secondi.
  • Uso di glicogeno (senza ossigeno) – Questo dura 90 secondi circa, quindi sarebbe il sistema utilizzato in eventi come 100 m nel nuoto o nei 200 e 400 nell’atletica.
  • Utilizzo della respirazione aerobica: dura per un tempo illimitato, quindi è il sistema utilizzato negli eventi di resistenza come la maratona, ciclismo lunghe distanze, canottaggio, pattinaggio e così via.
Tabella riepilogo sistemi energetici
Tabella riepilogo sistemi energetici

Un video utile sull’argomento

Una utilissima dispensa sull’argomento(Pdf)

 

Daniele Marrama Saccente

Qui le info di Daniele https://www.laquilatoday.com/daniele-marrama-saccente-personal-coaching/