Energia negli sport di endurance: corsa, bici, nuoto…

Nelle discipline di endurance il ruolo dei meccanismi bioenergetici è dominante. La capacità di produrre lavoro è determinata dalla caratteristica muscolare di trasformare energia biochimica in energia meccanica. L’energia di base è fornita al muscolo da un composto chimico denominato adenosintrifosfato (ATP).

Dalla scissione d’ATP che fornisce energia per la formazione dei ponti di actomiosina, come risultato finale si ottiene ADP (adenosidifosfato) + Pi (fosfato libero).

Dato che la quantità di ATP presente nella cellula muscolare è molto limitata, questo è ricostituito attraverso tre distinte vie metaboliche.

La prima è il meccanismo anaerobico alattacido che sfrutta un composto molto ricco di energia: la fosfocreatina (CP) che si trova immagazzinata nella cellula muscolare in quantità circa 4-6 volte superiore all’ATP. La fosfocreatina non può essere utilizzata direttamente come fonte di energia per la contrazione muscolare, ma viene rapidamente utilizzata per resintetizzare ATP. La fosfocreatina viene scissa in C + Pi con liberazione di energia impiegata per formare nuovamente ATP.

creatinfosfochinasi

ADP + CP     ———————-       ATP + C

A questa reazione, catalizzata dall’enzima creatinfosfochinasi (CPK), va aggiunta quella catalizzata dall’enzima miochinasi (MK), che porta da due molecole di ADP ad una molecola di ATP più una di AMP (adenosinmonofosfato).

miochinasi

ADP + ADP        —————–          ATP + AMP

La quantità globale di energia fornita da queste reazioni è limitata. La massima potenza muscolare viene sviluppata dopo pochi secondi di lavoro dopodiché si ha un decremento, legato alla velocità di risintesi dell’ATP che diminuisce notevolmente. Infatti intervengono dei processi metabolici caratterizzati da una potenza biochimica inferiore. Queste reazioni non necessitano dell’ossigeno e non viene prodotto acido lattico.

Le principali caratteristiche sono.

• Potenza molto elevata
• Disponibilità immediata
• Breve durata (si esaurisce in 5-6 secondi circa)

Il meccanismo anaerobico lattacido viene utilizzato in lavori molto intensi: il muscolo si ritrova senza riserve di ATP e CP, ed è costretto ad utilizzare altre fonti energetiche. Questo processo metabolico utilizza la scissione del glicogeno muscolare ed epatico ed il glucosio ematico. Il glucosio è uno zucchero complesso formato dall’aggregazione di tanti zuccheri semplici, introdotti nel nostro organismo  attraverso l’alimentazione. Dalla degradazione del glicogeno, formazione e scissione del glucosio, si arriva, attraverso la glicolisi anaerobica, ad ottenere due molecole di acido piruvico per ogni molecola di glucosio. L’acido piruvico è dipendente dall’intensità dell’esercizio che, quando è molto intenso, viene trasformato in acido lattico. Questo sistema permette di produrre in assenza di ossigeno, per ogni molecola di glucosio, due molecole di ATP, di lavorare ad alta intensità ma per un tempo limitato. Infatti l’accumulo di acido lattico porta ad una acidosi del muscolo, che inibisce i meccanismi di contrazione muscolare.

Le principali caratteristiche sono:

• Potenza elevata
• Prontamente utilizzabile
• Capacità (durata) limitata
• Utilizzazione negli sforzi massimali
• Accumulo di acido lattico nei muscoli con conseguente acidosi ed esaurimento muscolare

Il meccanismo aerobico (dominante nell’attività di fondo) si realizza mediante la scissione di glicidi, lipidi e protidi in presenza di ossigeno. Il meccanismo glucidico di produzione di ATP, dalla degradazione del glicogeno fino alla formazione di 2 molecole di acido piruvico, non richiede ossigeno ed è uguale alla degradazione anaerobica alattacida. È qui che i due sistemi prendono vie differenti. Infatti, in presenza di ossigeno, l’acido piruvico viene trasformato in Acetil-Coenzima A, entra all’interno dei mitocondri (centrali energetiche della cellula), dove inizia il ciclo di Krebs. Nel ciclo avvengono una serie di reazioni che portano alla degradazione dell’Acetil-Coenzima A con formazione di acqua e anidride carbonica, produzione di due molecole di ATP e liberazione di ioni idrogeno che si legano ai cofattori FAD e NAD. Ioni idrogeno che vengono utilizzati nell’ultima tappa del metabolismo ossidativo, che prende il nome di catena di trasporto degli elettroni, per formare altre 34-36 molecole di ATP, mediante una sequenza di reazioni chimiche che prende il nome di fosforilazione ossidativa. Le molecole di ATP prodotte attraverso il metabolismo ossidativo all’interno dei mitocondri vengono trasportate al di fuori degli stessi grazie all’intervento della creatina (Saks,1980).

I tre meccanismi bioenergetici differiscono tra loro per capacità (quantità totale di ATP erogabile) e per potenza (quantità di ATP erogabile nell’unità di tempo).

Il meccanismo anaerobico alattacido ha la capacità minore, ma dalla potenza più elevata; il meccanismo anaerobico lattacido presenta, rispetto al precedente, una capacità maggiore ma potenza dimezzata; il meccanismo aerobico evidenzia la capacità maggiore e una potenza decisamente ridotta.

Buon allenamento