MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO

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1 CONOSCERE IL CORPO UMANO: MECCANISMI ENERGETICI MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO ANAEROBICO ALATTACIDO ANAEROBICO LATTACIDO AEROBICO 1

2 CONOSCERE IL CORPO UMANO: MECCANISMI ENERGETICI MECCANISMI ENERGETICI 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) ATP = ADP + P + energia La quantità di ATP presente nei muscoli è molto limitata per cui è necessario ricostituirla in continuazione. La resintesi dell'atp avviene attraverso tre diversi meccanismi, ognuno legato alla durata e all'intensità dell'impegno muscolare. Il muscolo può utilizzare tutti e tre i sistemi contemporaneamente oppure privilegiarne maggiormente uno rispetto altri due : dal creatinfosfato 1) Sistema aerobico ossidazione degli zuccheri e dei grassi 2) Sistema anaerobico alattacido dal creatinfosfato 3) Sistema anaerobico-lattacido glicolisi trasformazione degli zuccheri 2

3 CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO ALATTACIDO 1) Sistema ATP-CP (anaerobico alattacido) Questo meccanismo si innesca in assenza di O2 e senza formazione di Acido lattico nei muscoli, utilizzando una molecola altamente energetica immagazzinata nel muscolo la creatinfosfato o fosfocreatina - CP, la CP in seguito allo stimolo nervoso libera una grande quantità di energia scindendosi in creatina (C) e fosforo (P), quest'ultimo con l'adp va a riformare l'atp. C CP P energia liberata + ADP ATP Sforzi di breve durata fino a 10 Contrazioni rapide intensità massimale Molta Potenza 3

4 CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO ALATTACIDO Questo processo di ricostruzione di ATP è molto rapido, quasi simultaneo, purtroppo la quantità di CP presente nel muscolo è relativamente limitata e si esaurisce in brevissimo tempo (8-10 secondi). Questo sistema consente al muscolo di eseguire contrazioni molto rapide, anche d intensità massimale, ma per periodi di tempo assai limitati (corse di velocità fino a 100 mt., salti, lanci etc.) che richiedono un impiego d energia massimale. L'energia spesa viene ripristinata dopo circa 3 minuti. L'utilizzazione di questo sistema può andare ben oltre gli 8-10 secondi qualora l'impiego muscolare sia tale da non richiedere la massima potenza del processo, ma percentuali più basse (durata massima secondi). 4

5 CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO LATTACIDO 1) Sistema dell ac. lattico (anaerobico lattacido) Quando lo sforzo si protrae nel tempo e l atleta ha esaurito, tutte le scorte di CP presenti nel muscolo e quindi non può più ricostituire l'atp con le proprie riserve chimiche, non cessa la sua attività, ma riesce a continuarla perché subentra il sistema dell'acido lattico o glicolisi (in assenza di O2), che produce una sostanza detta Acido Lattico Questo meccanismo, che utilizza l energia liberata dalia demolizione delle molecole di GLUCOSIO (presenti nei muscoli) e di GLICOGENO (accumulato nel fegato) tramite reazioni chimiche accelerate da particolari enzimi, permette la ricostituzione di ATP ma produce anche acido lattico 5

6 CONOSCERE IL CORPO UMANO: ANAEROBICO LATTACIDO Il processo anaerobico lattacido è di fondamentale importanza per compiere prestazioni fisiche nelle seguenti specialità sportive: quelle individuali continuative submassimali di durata compresa tra i secondi e i 4 minuti circa; quelle di squadra con riferimento agli atleti che forniscono un impegno intenso e continuo. Fegato sotto forma di glicogeno ACIDO LATTICO Accumulato nei muscoli ZUCCHERI GLICOGENO + ENZIMI Sforzi di media durata Intensità elevata + ADP ATP energia liberata 6

7 CONOSCERE IL CORPO UMANO: AEROBICO 3) Sistema dell ossigeno (aerobico) Se la quantità di ATP richiesta dal muscolo per svolgere la sua attività non è molto elevata, l'ossigeno (O2) che viene immesso nel nostro organismo per mezzo della respirazione ha la possibilità di ossidare (combinare) le sostanze presenti (zuccheri, proteine e grassi) e di riformare ATP producendo sostanze di rifiuto quali l anidride carbonica (CO2) e l acqua (H2O) che sono espulsi mediante la respirazione (polmoni) e la sudorazione. In tale situazione il lavoro muscolare può essere protratto più a lungo, teoricamente senza alcun limite. Utilizzando questo sistema, la quantità d ossigeno trasportata ai muscoli non è mai inferiore a quella necessaria per riformare l'atp e quindi l'organismo può lavorare in "steady-state" cioè in stato d equilibrio. 7

8 CONOSCERE IL CORPO UMANO: AEROBICO Il limite di questo processo energetico è la lentezza (ci vuole molto tempo affinchè l CO2 venga espulsa e l O2 arrivi ai muscoli. Se lo sforzo si intensifica (maggiore consumo di O2), si creerà un accumulo di CO2 e contemporaneamente attraverso il processo di scissione del glicogeno, un accumulo di ac. lattico che costringe il corpo ad una richiesta superiore di O2 definita: DEBITO di OSSIGENO E necessario quindi rallentare il lavoro in modo da dare tempo al sangue e ai polmoni di espellere l CO2, di trasportare al fegato l ac. Lattico e di immettere O2 con l inspirazione, questo tempo di attesa si definisce: PAGARE IL DEBITO DI OSSIGENO O periodo di tempo necessario per ripristinare l equilibrio tra consumo di O2 e immissione di O2 e poter riprendere il lavoro muscolare. 8

9 CONOSCERE IL CORPO UMANO: AEROBICO CO2 Anidride Carbonica ESPULSA con L ESPIRAZIONE O2 OSSIDA ZUCCHERI GRASSI H2O Acqua ESPULSA con LA SUDORAZIONE PROTEINE Sforzi di lunga durata Superiori a 180 Intensità moderata energia liberata + ADP ATP 9

10 CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI F O N T E d I Sistema ATP-CP (anaerobico alattacido) Sistema anaerobico lattacido Glicolisi Glicogeno muscolare E N E R G I A Sistema aerobico TEMPO MECCANISMI ENERGETICI del MUSCOLO IN RAPPORTO ALLA DURATA NEL TEMPO 10

11 CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI CLASSIFICAZIONE BIOENERGETICA DELLE ATTIVITA SPORTIVE PROCESSO COMBUSTIBILE POTENZA DURATA TIPO di SPORT REAZIONE di BASE ATP ALTISSIMA FINO A 3 GESTI SINGOLI (salti, lanci, tuffi) ATLETICA LEGERA ANAEROBICO ALATTACIDO DISGREGAZIONE della Fosfocreatina (CP) ALTA Fino a e 110 hs Lanci (disco, giavellotto, martello, peso) Salti (alto, lungo, triplo, asta) SOLLEVAMENTO PESI -PATTINAGGIO (velocità) ATLETICA LEGERA hs. ANAEROBICO LATTACIDO SCISSIONE del GLICOGENO GLICOLISI ELEVATA PATTINAGGIO Ghiaccio 3000 mt. - Rotelle 1500 mt. NUOTO 400 mt. ATLETICA LEGERA 200 e 400 piani ANAEROBICI AEROBICI MASSIVI SCISSIONE del GLICOGENO GLICOLISI ELEVATA PATTINAGGIO Ghiaccio 5-10 Km. - Rotelle 3 20 Km. NUOTO 50 e 100 mt. stile libero ATLETICA LEGERA siepi, mt., mt., maratona, marcia AEROBICO OSSIDAZIONE degli ZUCCHERI - GRASSI MODERATA SUPERIORI a 180 PATTINAGGIO Ghiaccio 500 mt. - Rotelle 300 mt. NUOTO 800 mt., mt. CICLISMO SU STRADA, CANOA AEROBICO ANAEROBICO ALTERNATO SPORT di SQUADRA TENNIS - SQUASH 11

12 CONOSCERE IL CORPO UMANO: SISTEMI ENERGETICI 12

13 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO UNITA MOTORIE del MUSCOLO All'interno di ogni muscolo si riconoscono diversi tipi di fibre, classificate in base alla velocità di contrazione e alla resistenza alla fatica. 13

14 14 28/05/2015

15 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO Le UNITA' MOTORIE DEL MUSCOLO sono fondamentalmente di due tipi : - Unità motorie lente: dette anche fibre rosse (prevalentemente aerobiche e ricche di mitocondri e mioglobina ) o ST o di tipo I. - Unità motorie rapide: o fibre bianche (aerobie e anaerobie, povere di mioglobina) o FT o di tipo II. Le fibre a contrazione rapida si suddividono a loro volta in: - fibre del tipo II A (o FTa) aerobie e anaerobie; - fibre del tipo II B (o FTb) anaerobie. In risposta ad uno sforzo fisico intenso si attivano per prime le unità motorie più lente (FI) e, mano a mano che l'intensità aumenta, si ha un progressivo maggior reclutamento delle fibre rapide F IIa F IIb) Figura 1 15

16 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO Entità della contrazione muscolare e tipo di fibre attivate Figura 2 16

17 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO 17

18 CONOSCERE IL CORPO UMANO: UNITA MOTORIE del MUSCOLO Caratteristiche del muscolo e delle fibre muscolari In relazione alla disposizione delle fibre e alla modalità di inserzione dei tendini, i muscoli del corpo presentano delle DIVERSE CONFORMAZIONI (Figura 1). Figura 1 18

19 CONOSCERE IL CORPO UMANO: AZIONI MUSCOLARI MUSCOLI AGONISTI ANTAGONISTI SINERGICI FISSATORI NEUTRALIZZATORI Agonisti: realizzano l azione Antagonisti: svolgono l azione opposta degli agonisti Sinergici: concorrono alla realizzazione di un azione 19