FONTI DI ENERGIA
L’IDROLISI di ATP fornisce l’energia necessaria per la CONTRAZIONE MUSCOLARE
ATP
ADP + Pi + ENERGIA
FOSFOCREATINA
GLICOLISI
FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA
I SISTEMI METABOLICI DEL MUSCOLO
L'energia per la contrazione muscolare viene fornita dall'ATP (Adenosin-trifosfato)
che si scinde in ADP (Adenosin-difosfato) e P (fosfato inorganico)
L'ATP presente nei muscoli è molto limitato per cui è necessario ricostituirlo in
continuazione.
La risintesi dell'ATP avviene attraverso tre diversi meccanismi, ognuno legato alla
durata e all'intensità dell'impegno muscolare.
1) SISTEMA AEROBICO: le tensioni muscolari sviluppate sono molto basse (sotto
il 30% circa del massimale). Durante il lavoro muscolare il consumo e il reintegro
energetico rimane in equilibrio, permettendo una durata che oltrepassa i 3 minuti
per arrivare anche ad alcune ore.
I substrati energetici sono forniti inizialmente dall'ossidazione dei glicidi poi, dopo
30-40 minuti circa, essenzialmente dai grassi. Il prodotto finale di questa reazione
energetica è l'acqua, l'anidride carbonica e l'energia che risintetizza l'ATP.
L'acqua e l'anidride carbonica vengono eliminate con la respirazione, i reni (urina) e
la sudorazione.
2) SISTEMA ANAEROBICO ALATTACIDO: le tensioni muscolari sono molto
elevate (submassimali e massimali) e il lavoro muscolare intenso può essere protratto
solo per circa 8-10 secondi.
L'energia spesa viene ripristinata dopo circa 3 minuti.
Questo sistema dipende dagli accumulatori di energia CP (creatinfosfato) e non
necessita di ossigeno.
L'ATP, grazie all'enzima ATPasi si scinde in ADP e perde P (radicale fosforico ad alta
energia) che determina la contrazione. Subito dopo L'ATP viene risintetizzato grazie alla
cessione di P da parte della CP (fosfocreatina).
Oltre gli 8-10 secondi di massima tensione muscolare, la fosfocreatina tende ad
esaurirsi e non riesce più a fornire il fosfato utile alla resintesi dell'ATP.
Se si vuole proseguire nel lavoro, ovviamente con tensioni muscolari meno intense, si è
costretti ad utilizzare un altro meccanismo energetico, quello anaerobico-lattacido.
3) Sistema ANAEROBICO-LATTACIDO: le tensioni muscolari
mediamente elevate e possono essere protratte fino a circa 45 secondi.
sono
Dopo lo sforzo la capacità contrattile iniziale viene ripristinata dopo circa tre ore,
tempo di smaltimento dell'acido lattico (la metà ogni 15 minuti circa. Negli atleti
specialisti può scendere anche sotto gli 8 minuti).
La reazione biochimica parte dalla fosforilazione del glicogeno (formazione di
ATP) ad opera dell'energia fornita dall'ATP durante la contrazione
Questa reazione biochimica porta alla formazione di glucosio-1-fosfato che,
determina la formazione di glucosio-6-fosfato. Seguono poi altre reazioni
complesse che terminano il ciclo con la formazione di acido piruvico e acido
lattico.
La presenza di acido lattico limita fortemente la capacità di proseguire nel lavoro
Anche questo meccanismo avviene in assenza di ossigeno.
sport di resistenza,
quali: la corsa, il
canottaggio, il nuoto, il
ciclismo, etc.
l’organismo è
impegnato per periodi
di tempo molto lunghi.
sport di potenza,
quali: il sollevamento
pesi, la gara dei 100
metri, il salto in lungo,
etc. che richiedono un
notevole impegno
della forza in tempi
molto brevi.
sport misti tra i quali: il
pugilato, la pallavolo, il
calcio, la pallacanestro,
il tennis, etc.
notevole resistenza,
ma anche di una
notevole velocità,
esplosività e potenza!
CAPACITÀ FUNZIONALE DEI MUSCOLI
LA FORZA DI UN MUSCOLO dipende principalmente dalle sue dimensioni, per es nel
caso dell'uomo, avrà una maggiore forza muscolare l’atleta che attraverso un adeguato
programma di allenamento abbia fatto aumentare le dimensioni dei propri muscoli. In un
sollevatore di pesi di classe mondiale, ad esempio, il muscolo quadricipite può avere una
sezione trasversa con una superficie che può raggiungere i 150 cm2, sicchè può sviluppare
una forza contrattile massimale di 525 kg.
LA POTENZA MUSCOLARE misura la quantità totale di lavoro che il muscolo può
eseguire in un dato periodo di tempo. Essa è data non solo dalla forza di contrazione ma
anche dalla ampiezza di accorciamento e dal numero di contrazioni al minuto.
Si misura generalmente in kilogrammetri (kg/m) al minuto. Così, un muscolo che sollevi un
peso di 1 kg ad una altezza di 1 m in 1 minuto, sviluppa una potenza di 1 kgm/min.
LA RESISTENZA dipende dalla disponibilità di sostanze nutritive per il muscolo,
soprattutto dalla quantità di glicogeno accumulata nel muscolo prima del periodo di attività.
Una dieta ricca di carboidrati fa aumentare fortemente la resistenza, poichè permette di
costituire nei muscoli riserve di glicogeno molto più abbondanti che non una dieta mista, ad
alto contenuto di grassi
Le fibre muscolari vengono pertanto divise in tre tipi in base alla velocità di
contrazione, alla resistenza e alla fatica
FIBRE MUSCOLARI BIANCHE,
FIBRE MUSCOLARI ROSSE
FIBRE MUSCOLARI INTERMEDIE.
Le FIBRE MUSCOLARI BIANCHE, chiamate anche veloci, sono in grado di
sviluppare una notevole potenza, ma solo per tempi brevi.
Predispongono quindi l’atleta agli sport di potenza.
Le FIBRE MUSCOLARI ROSSE invece, dette anche lente, hanno la capacità
di contrarsi a lungo senza affaticarsi, perché non sono in grado di sviluppare
una grande potenza. Predispongono quindi l’atleta agli sport di resistenza.
Le FIBRE MUSCOLARI INTERMEDIE, presenti in una piccola percentuale,
hanno caratteristiche miste tra le bianche e le rosse e si possono trasformare in
fibre lente seguendo allenamenti specifici.
Le fibre a contrazione rapida (bianche, di tipo II o FT, dall'inglese "fast
twitch"), intervengono nelle azioni muscolari rapide ed intense.
Al loro interno troviamo un'elevata concentrazione degli enzimi tipici del
metabolismo anaerobico alattacido e glicolitico
Le fibre a contrazione rapida vengono innervate dai motoneuroni α, molto
grandi e con assoni di grosso calibro, specializzati nella trasmissione veloce
di impulsi nervosi.
La densità del letto capillare è piuttosto bassa, ridotto anche il contenuto in
mioglobina, mitocondri ed enzimi ossidativi.
La velocità di contrazione e la forza sviluppata sono però dalle due alle tre
volte superiori.
Le fibre veloci vengono reclutate durante esercizi di breve durata che
richiedono un grosso impegno neuromuscolare. Esse si attivano soltanto
quando il reclutamento delle fibre a contrazione lenta è massimo.
Le fibre muscolari a contrazione lenta (rosse, di tipo I o ST, dall'inglese
"slow twitch"), vengono reclutate in azioni muscolari di scarsa entità ma di
lunga durata.
Più sottili delle bianche, le fibre rosse trattengono più glicogeno e concentrano
gli enzimi associati al metabolismo aerobico.
I mitocondri sono più numerosi e di dimensioni maggiori, proprio come il
numero di capillari che irrora la singola fibra.
La ridotta dimensione di quest'ultima facilita la diffusione dell'ossigeno dal
sangue ai mitocondri, a causa della minor distanza che gli separa.
E' proprio l'abbondante contenuto di mioglobina e mitocondri a conferire a
queste fibre il colorito rosso, da cui deriva il loro nome.
Fibre lente
Fibre veloci
Produzione ATP
Fosforilazione
ossidativa (aerobico)
Glicolisi (anaer. latt)
Fosfocreatina (anaer
Alatt)
Enzimi ossidativi
abbondanti
scarsi
Enzimi glicolitici
scarsi
abbondanti
mioglobina
abbondante
scarsa
mitocondri
numerosi
scarsi
Substrati
energetici
Principalmente lipidi
Principalmente glucidi
Diametro fibra
Piccolo con molti
capillari
Grande con pochi
capillari
Velocità di
affaticamento
lenta
rapida
caratteristiche
Mantengono attività
tonica per lunghi
periodi
Mantengono attività
esplosiva e potente
per pochi istanti
Fibre intermedie
Fosforilazione
ossidativa (aerobico)
Glicolisi (anaer. latt)