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- Orazio Grilli
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1 Aspetti metabolici dell esercizio fisico Genova 22 gennaio 2011 A cura di Attilio TRAVERSO 1
2 L allenamento produce modificazioni fisiologiche (adattamenti) in quasi tutti i sistemi dell organismo. Nel muscolo scheletrico gli adattamenti sono finalizzati a ottimizzare l utilizzo di energia fornita dall ATP. 2
3 Bilancio energetico L energia è indispensabile per la vita cellulare e le sue varie funzioni (respirazione, circolazione, lavoro fisico, etc). L energia potenziale è contenuta negli alimenti e nei depositi. Il bilancio energetico rappresenta la differenza tra apporto energetico e consumo richiesto dalle diverse attività. La specificità dell allenamento interessa due processi: la fisiologia neuromuscolare e la trasformazione dell energia potenziale in azione biomeccanica
4 ATP L ATP rappresenta la fonte di energia immediata. All interno di una cellula muscolare sono immagazzinate modeste quantità di ATP. Per evitare la diminuzione del rifornimento di ATP, la cellula muscolare deve incrementarne il tasso di produzione per poter tenere il passo con l aumento della velocità di utilizzazione.
5 Meccanismi energetici Il meccanismo di produzione di energia è effettuato autonomamente dalle cellule muscolari in base a: 1. Impegno metabolico del tipo di lavoro. 2. Disponibilità del substrato (zuccheri, grassi, proteine)
6 Tipo di allenamento e sviluppo sistemi energetici in % (Fox, 2005) Allenamento PC - AL AL O2 O2 Sprint accelerazione Allenamento a sprint Corsa continua Interval training Intensità ripetute
7 Effetti dell allenamento Miglioramento della disponibilità dei sistemi implicati nella produzione di energia Sistema dei fosfageni Sistema glicolitico anaerobico Sistema ossidativo Modificazioni aerobiche e anaerobiche
8 Modificazioni metaboliche anaerobiche Aumentata capacità del sistema del fosfageno 1. Aumento riserve muscolari di ATP 25 % 2. Aumento riserve muscolari di PC 40 % Aumentata capacità glicolitica anaerobica 1. Aumento attività enzimi glicolitici
9 ATP - Fosfocretaina Quando in una cellula aumenta il consumo energetico, si ha una riduzione della concentrazione di ATP e un aumento di ADP. Il creatinfosfato (CP), riserva di fosfati ad alta energia ed immediatamente disponibile, cede il suo gruppo fosfato all ADP per formare ATP.
10 ATP - Fosfocretaina La cellula a riposo contiene una quantità di PC sufficiente a fornire una quantità di ATP pari a 4 volte quella utile per il consumo basale. Il ripristino delle scorte avviene variabilmente in 5-6 minuti. La deplezione di PC nel lavoro è molto più alta di quella di ATP.
11 Utilizzo dei sistemi in diverse attività attività ATP utilizzato ATP turnover Substrati Modalità Riposo 0,35 0,7 Grassi 100 m 0,43 2,6 ATP, PC 400 m 1, PC,glicolisi 800 m 3,45 2,0 Glicolisi 1500m 6,0 1,7 Glicolisi Maratona 150 1,0 Grassi, glicidi Aerobica Anaerobica Anaerobica Anaerobica aerobica Anaerobica aerobica Aerobica
12 Modificazioni metaboliche aerobiche Modificazioni metaboliche: Aumento del contenuto di mioglobina nel muscolo. Aumentata ossidazione di carboidrati. Aumentata ossidazione di grassi. Adattamenti sub cellulari 1. Aumento del numero e della dimensione dei mitocondri. 2. Aumento dell attività e della concentrazione degli enzimi del ciclo di Krebs e nel sistema di trasporto degli elettroni
13 Aumento del contenuto di mioglobina Cromoproteina simile all emoglobina, con funzione di: 1. Legare ossigeno. 2. Aumentare deposito di ossigeno. 3. Cedere di ossigeno ai mitocondri per l attivazione metabolica
14 Cinetica mioglobina Cinetica di legame con Ossigeno per Mioglobina (M) ed Emoglobina (E): l emoglobina lega O2 nel polmone (A), dove la pressione parziale di Ossigeno è alta (96 mmhg) e lo trasporta ai tessuti periferici (C), dove la po2 è 30 mmhg e lo cede. La mioglobina ha una affinità più elevata e costante e lega O2 in modo stabile e lo trattiene come riserva per le richieste cellulari.
15 Aumento ossidazione carboidrati Dopo 28 settimane di allenamento aerobico (Kiessling): Aumento del numero dei mitocondri anche fino al 120 % Aumento delle dimensioni dei mitocondri dal 15 al 40 %
16 Aumento ossidazione carboidrati Dopo sole 8 settimane di allenamento aerobico (Henricksson): Aumento del 40 % dell attività e della concentrazione degli enzimi del ciclo di Krebs e nel sistema di trasporto degli elettroni. Aumento dei depositi di glicogeno.
17 Aumento ossidazione dei grassi Aumento dei depositi muscolari di trigliceridi Aumento del rilascio di acidi grassi liberi dal tessuto adiposo Aumento attività enzimi implicati nell attivazione, trasporto e scissione degli acidi grassi
18 Modificazioni strutturali Aumento densità capillari Miglior respirazione cellulare Più efficace eliminazione scorie
19 Modificazioni strutturali Ipertrofia selettiva fibre muscolari con trasformazione da FTB a FTA. Miglior utilizzazione del glicogeno in proporzione all intensità dello sforzo (Wilmore). Efficace induzione della lipolisi conseguente al consumo di carboidrati.
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SISTEMI ENERGETICI. L ATP privato di uno dei suoi 3 radicali fosforici diventa ADP (adenosindifosfato).
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-assicurare il fabbisogno plastico necessario alla riparazione protezione e ricambio dei tessuti.
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