L’ ENERGIA PER L’ATTIVITÀ MUSCOLARE (PARTE SECONDA)

L’ ENERGIA PER L’ATTIVITÀ MUSCOLARE (PARTE SECONDA)

 

DAL MECCANISMO ALATTACIDO AL MECCANISMO LATTACIDO

Dott.Luciano Riolo

Il  muscolo si identifica come un organo composto in prevalenza da tessuto muscolare, definito biologico e con capacità contrattile.

Il muscolo scheletrico è costituito da fibre che a loro volta si distinguono in:

Fibre muscolari di tipo IIb

Fobre muscolari di tipo IIa

Fibre muscolari di tipo I

dove il citoplasma, di tali fibre, è occupato da fasci di miofibrille deputate alla contrazione e al rilassamento del muscolo.

La contrazione è il risultato di una serie di modificazioni intracellulari coordinate che porta al movimento della fibra muscolare e, di conseguenza, del muscolo stesso.

Ogni tipologia di fibra svolge lavoro meccanico di  di movimento e contrazione- indotto dall’energia chimica fornita da legami energetici sotto forma di ATP-

Un muscolo sottoposto a stimolato per un tempo max di 10″ l’energia chimica,per per la sua contrazione,sarà fornita esclusivamente dal metabolismo Anaerobico Alattacido  secondo il ciclo di Lohmann.- con  coinvolgimento dì Fibra muscolare di tipo IIb.

REAZIONE:(sintesi)

PC = C + P + ADP = ATP

FOSFOCREATINA+ ADP<——>CREATINA+ATP

Se lo stimolo meccanico di contrazione e movimento si protrae per oltre 10″ , per un massimo di 60″ ,l’energia chimica sarà fornita esclusivamente attraverso il meccanismo GLICOLITICO (Glicolisi Anaerobica), che avrà il suo picco massimo di resa tra i 30″/ 50″ , fonte intermedia tra il Ciclo Anaerobico Alattacido e il Ciclo Aerobico.

I substrati utilizzati in questo sistema sono i depositi di carboidrati endogeni rappresentati dal glicogeno, stoccato nei muscoli scheletrici,fegato e altri organi,che viene idrolizzato a Glucosio (GLUCONEOGENESI)

Questa via metabolica, banalizzando  le  pecularietá, fornisce delle caratteristiche prestative intermedie tra il metabolismo Anaerobico Alattacido e il metabolismo Aerobico.

Il metabolismo Anaerobico Lattacido è in grado di supportare l’attività fisica,fornendo un notevole supporto energetico, con livello prestativo almeno 12 volte superiore al metabolismo Anaerobico Alattacido ma  comporta la produzione di Acido Lattico.

MECCANISMO GLICOLITICO

Processo metabolico mediante il quale, in condizione non ristretta di O2,una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato generando molecole a più alta energia e cioè due molecole di ATP e due molecole di NADH, per ogni molecola di glucosio utilizzata.

Il processo Glicolitico è composto da 10 tappe  suddivisa in 2 fasi:

Fase 1-(fase di investimento) composta da 5 passaggi, fasi in cui viene consumata energia per ottenere una molecola a più alto contenuto energetico ( Gliceraldeide-3-fosfato)attraverso l’utilizzo di due molecole di ATP .

REAZIONE: (sintesi)

GLUCOSIO—>Fosforilazione —>G-6-fosfato ——>scissione—–>2 GLICERALDEIDE -3- fosfato

Fase 2-(fase di rendimento) composta da, altrettanti,5 passaggi con produzione di molecole nettamente meno energetiche del piruvato, con produzione di energia superiore alla fase 1, con accumulo di energia, dove le due molecole di Gliceraldeide-3-fosfato vengono trasformato in due molecole di piruvato con conseguente produzione di 4 molecole di ATP e due di NADH( previa riduzione del NAD+), Questa seconda fase vede un recupero di energia, porta il Pathway Glicolitico ad un guadagno netto di essa.

La glicolisi è il primo passaggio della degradazione degli zuccheri , dove le due molecole di ATP da essa ottenute sono solo una piccola parte del totale delle ATP ottenibili a partire da una molecola di Glucosio potendo arrivare fino a 36 /38.

In caso di sforzi intensi, essendo il muscolo un tessuto energicamente esigente,la glicolisi è l’unico pathway, dov’è il piruvato viene convertito in Acido Lattico.

REAZIONE:(sintesi)

GLUCOSIO+ 2 NAD(Ox)+ 2ADP+2P¡–>2NADH(Redox)+2ATP+2H2O+2H(Ox)

Quando prodotto, l’acido lattico, diffonde rapidamente attraverso la membrana plasmatica ,mediante circolazione viene inviato al fegato dove attraverso il Ciclo di CORI :(sintesi)

MUSCOLO:GLUCOSIO—>AC.PIRUVICO—>AC.LATTICO—>circolazione —>FEGATO:AC.LATTICO—>AC.PIRUVICO(Gluconeogenesi) GLICOGENO/GLUCOSIO

MUSCOLO—>circolazione —>FEGATO—> circolazione —>MUSCOLO

verrà convertito in Glucosio,attraverso il meccanismo cosiddetto GLUCONEOGENESI, ritornando al muscolo per l ‘inizio di un  nuovo Ciclo Metabolico.

Durante il lavoro muscolare, oltre al lattato, il muscolo immette in circolo Alanina – Ciclo di Cahill :(sintesi)

GLUCOSIO—>PIRUVATO—>ALANINA—>PIRUVATO—>GLUCOSIO

come mezzo per trasportare l’azoto amminico al fegato in forma non tossica, rifornendo glucosio alle cellule muscolari;

fornendo , quindi ,un collegamento tra il metabolismo dei carboidrati e quello degli amminoacidi.

RIASSUMENDO

Il muscolo scheletrico, composto da F.muscolari di tipo IIb F. muscolari di tipo IIa e F. muscolari di tipo I, per poter svolgere movimento e attività contrattile, per un determinato  tempo in modo continuativo, necessità di energia chimica ricavata da substrati energetici sotto forma di ATP .

Decidendo di svolgere lavoro ( movimento e contrazione) per un tempo massimo di 60″, le necessità  energetiche vengono ad essere soddisfatte dal M.Anaerobico( Alalattico/Lattacido).

In funzione alla disciplina sportiva praticata , il coinvolgimento delle unità motorie  (F.M.T IIb/F.M.T IIa/F.M T.I)sarà in relazione all’intensità/tempo del lavoro contrattile;

proseguendo il lavoro oltre la soglia dei 10″, del tempo massimo di  movimento/ contrazione, il Meccanismo Alattacido non è più in condizioni di soddisfare le esigenze energetiche, per il proseguo dell’attività movimento/ contrazione ,superata,quindi,la soglia  max dei 10″di rifornimento energetico, che sarà soddisfatto ,prevalentemente, dal Metabolismo Anaerobico Lattacido  attraverso il M. Glicolitico  (con picco massimo di maggiore efficienza energetica  tra i 30/50 “)

-Ciò non significa che il Ciclo Alattacido si blocca non producendo più ATP, per via delle condizioni  fisiologiche cui si vanno a creare, ma continua in sinergia con il Ciclo Lattacido con prevalenza di quest’ultimo-

Il Meccanismo Glicolitico avviene in parziale assenza di O2 -ma non in condizioni ristrette- che, mediante una serie di tappe (10) suddivise in due fasi (fase 1 di spesa e fase 2 di guadagno) -catalizzate da rispettivi enzimi, il glucosio viene convertito in  2 molecole di Ac. Piruvico , che, essendo in quantità elevate,e non essendoci le condizioni x una sua ossidazione, attraverso il Metabolismo Aerobico,per le condizioni ristrette di O2 ,quindi non potendo prendere la via Aerobica ed entrare nel Mitocondrio,sarà convertito in Ac.lattico ,da qui,mediante il torrente circolatorio raggiunge il Fegato dove sarà stoccato in attesa di una sua conversione.

Mediante il ciclo di Cori -anello di congiunzione tra Muscolo e Fegato- l’Acido Lattico,stoccato nel fegato,viene riconvertito in Acido Piruvico prima ,e in Glucosio e/o Glicogeno poi,attraverso il processo, cosiddetto, di GLUCONEOGENESI-quindi  prende due vie( in relazione alle esigenze energetiche ) via di produzione di Glicogeno che sarà stoccato nei muscoli e altri organi come riserva energetica,  e in Glucosio,che, veicolato attraverso il torrente circolatorio ritorna al muscolo dove  si va a chiudere il ciclo:

GLUCOSIO—->PIRUVATO—->LATTATO—–> PIRUVATO—–> GLUCOSIO/GLICOGENO

Il muscolo,durante l’attività contrattile,non produce solo acido lattico ma anche Alanina  attraverso il Ciclo del Glucosio- Alanina -noto come Ciclo di Cahill-modo ingegnoso x rendere non tossico  l’ N2 del gruppo alfa-amminico proveniente dal cat. Proteico , di utilizzo come rifornimento energetico per il muscolo.

GLUCOSIO → PIRUVATO → ALANINA → PIRUVATO → GLUCOSIO

 

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