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Metabolismo anaerobico e aerobico: una continua interdipendenza!

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Il muscolo può essere considerato come un macchinario in grado di trasformare energia chimica in energia meccanica e termica producendo un lavoro e quindi una contrazione.
L’energia chimica sfruttata è l’ATP. Essa subisce un processo di idrolisi mediata da un enzima specifico.

Nell’articolo precedente, di cui vi fornisco il link ( https://amatestessa.wordpress.com/2014/10/11/lo-sport-fa-bene/ ) vi ho parlato in sintesi delle differenze tra metabolismo anaerobico e aerobico. Oggi vi spiegherò il perchè questi metabolismi sono interdipendenti tra loro.
Quando compiamo un lavoro muscolare, abbiamo bisogno di produrre ATP per fornire l’energia necessaria ai nostri muscoli. È proprio qui che entrano in gioco le sostanziali differenze tra le diverse fonti di produzione, le quali agiscono in specifici momenti e a seconda del lavoro che dobbiamo andare a svolgere.
La quantità di ATP presente nel muscolo è sufficiente per effettuare pochissime contrazioni muscolari (3-4-5 contrazioni). È chiaro dunque che l’ATP va risintetizzata in continuazione.  Questi due sistemi metabolici sono interdipendenti nel senso che sono possibili modificazioni della velocità delle reazioni aerobiche variando la velocità di quelle anaerobiche e viceversa .
Se siete curiosi di conoscere approfonditamente i procedimenti chimici che avvengono nei vari metabolismi, vi invito ad andare nel seguente link:
 https://docs.google.com/document/d/1_NsIpMNSDc1db_5jZ5JLHxM8ap0ezjwfKDmWO_Vj1JU/edit

Questi 2 sistemi metabolici, anaerobico e aerobico, sono interdipendenti tra loro e lavorano in serie senza poter prescindere uno dall’altro.
Il mitocondrio , che risintetizza ATP mediante la via aerobica, per funzionare ha bisogno di comunicare col citosol dal momento che produce ATP utilizzando tutti i prodotti del metabolismo anaerobico che sono: ADP, Pi, NADH, H+ e ossigeno. In presenza di questi prodotti i citocromi mediano le reazioni per la produzione di ATP.

Ma qual è il segnale per il mitocondrio per iniziare a produrre ATP?

Il mitocondrio tramite particolari ricettori sente l’accumulo, all’interno del citosol, di ADP,Pi,NADH,H+, cioè di tutti i prodotti da utilizzare per la reazione di produzione di ATP è questo è il segnale per iniziare le reazioni e far iniziare il ciclo di Krebs. Guardacaso tali prodotti sono proprio quelli che arrivano dalle reazioni delle 2 vie anaerobiche. Di conseguenza i prodotti del metabolismo anaerobico sono quelli che danno al mitocondrio l’imput per iniziare a produrre ATP e danno anche la misura della quantità di ATP necessaria, sulla base di quella consumata in precedenza nel metabolismo anaerobico e quindi sulla base dei prodotti di reazione che si accumulano nel citosol. Si tratta di un sistema in serie, prima il metabolismo anaerobico alattacido, poi quello lattacido e infine il metabolismo Aerobico che si mette in moto sulla base dei prodotti accumulati nelle reazioni anaerobiche. L’intensità dell’uno modula l’intensità dell’altro, tanto è vero che maggiore sarà lo sforzo iniziale nell’utilizzo del metabolismo anaerobico, tanto più sarà accelerato il lavoro dei mitocondri.
Quando si inizia un attività fisica o quando si passa da un intensità di esercizio a una superiore c’è sempre una prima fase anaerobica, dopodiché entra a regime il metabolismo aerobico fino ad arrivare allo stato stazionario o steady-state, momento a partire dal quale il metabolismo è totalmente aerobico.
Maggiore è lo stress muscolare iniziale e l’intensità dell’esercizio maggiore sarà la fase iniziale anaerobica. Questo perché bisogna accumulare più metaboliti anaerobici per aumentare la produzione di ATP tramite il metabolismo aerobico.
(Un esercizio che determina un notevole stress muscolare iniziale quindi con un intensità elevata, porterà alla produzione di numerosi metaboliti, lo steady-state verrà raggiunto un po’ dopo e la velocità di risintesi sarà elevata.)

Le fibre bianche hanno una minore quantità di mitocondri rispetto alle fibre rosse, e per questo motivo i mitocondri presenti in queste fibre devono lavorare a intensità superiore. Ciò che fa aumentare la velocità di sintesi è appunto una fase anaerobiotica iniziale più lunga rispetto a quella delle fibre rosse.
Le variabili che determinano l’ampiezza della fase anaerobica sono quindi 3:
1. Fabbisogno di ATP per unità di tempo. >>> Dipende dalla quantità di lavoro richiesta al muscolo in un lasso di tempo. Maggiore è l’intensità del lavoro maggiore sarà la fase anaerobica.
2. Numero di mitocondri per fibra. >>> Le fibre rosse hanno bisogno di una fase anaerobica minore rispetto a quelle bianche con pochi mitocondri.
3. Apporto di ossigeno L’esercizio può essere duraturo solo se è possibile uno steady-state nel consumo di ossigeno.
Tutti quegli esercizi ad alta intensità come 200 metri sollevamento pesi non raggiungono mai lo steady-state del consumo di ossigeno. Ci si ferma prima per un accumulo di fatica e di metaboliti anaerobici per evitare di causare dei danni.
Quanto più precocemente viene raggiunto lo steady-state tanto più può durare l’esercizio (quanto più si utilizzano fibre rosse, tanto più può durare l’esercizio); più si utilizzano fibre bianche più è ritardato l’arrivo dello steady-state meno può durare
l’esercizio. Infatti tanto maggiore è il contributo iniziale della componente anaerobica tanto meno dura l’esercizio e viceversa.

Come si può notare la riserva energetica principale del nostro corpo è quella dei lipidi. Perciò se si vuole che un esercizio fisico sia duraturo, bisogna, oltre a limitare la fase anaerobiotica, utilizzare principalmente questa fonte energetica. Il problema
sta nel fatto che i lipidi sono più difficili da mobilitare e metabolizzare perciò nella maggior parte degli esercizi fisici la prima fase è dominata dal metabolismo glucidico. I trigliceridi inizano ad entrare in gioco dopo 20 30 minuti e principalmente in esercizi a bassa intensità.

riposo: 13% glucidi 87% lipidi
lavoro leggero: 30% glucidi 70% lipidi
lavoro moderato: 70% glucidi 30% lipidi
lavoro pesante: 90% glucidi 10% lipidi

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Autore: Dott.ssa Giulia Spano

''Amante del benessere psico-fisico, ho reso lo sport e la sana alimentazione il centro della mia vita. Credo fermamente che l'amore per se stessi venga prima di ogni altra cosa e voglio trasmettere i miei principi a più persone possibili. Proprio per questo sono LAUREATA in scienze delle attività motorie e sportive e possiedo un blog e un canale YT in cui parlo di queste tematiche''

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