Energia ed anaerobiosi

Schermata 1Con l’inizio di un’attività muscolare si ha un incremento dell’apporto sanguineo in risposta alle maggiore richiesta di ossigeno da parte dei muscoli, l’aumento dell’apporto sanguineo non inizia però contemporaneamente con l’avvio dell’attività, ma avviene con un certo ritardo. Durante le prime fasi della contrazione il muscolo si trova così, in condizioni di carenza di ossigeno e deve far fronte alla richiesta energetica utilizzando come risorse i composti altamente energetici di riserva presenti nel tessuto.

Come prima risorsa il muscolo impiega la mioglobina: questa molecola simile all’emoglobina possiede la capacità di legare molecole di ossigeno O2, ma a differenza dell’emoglobina che ne può legare quattro, la mioglobina ne lega solo due. La mioglobina inoltre per poter cedere la sua quota di ossigeno ha bisogno di concentrazioni molto basse di O2, la quantità di mioglobina contenuta nel muscolo come riserva energetica è proporzionale al livello di allenamento, l’apporto di ossigeno da parte della mioglobina è però limitato a pochi secondi, e nel caso il muscolo sia ancora in contrazione è costretto ad entrare in anaerobiosi.

L’energia per la contrazione è ricavata in primo luogo dalle scorte di ATP presenti nel tessuto, la scorta presente è in grado di fornire energia necessaria per sforzi di breve durata. L’ATP una volta ceduta la sua quota di energia legata ad un atomo di fosforo si trasforma in ADP molto meno energetica dell’ ATP, entra così in gioco il creatinfosfato capace di rigenerare ATP dalle molecole di ADP.

La reazione è catalizzata dall’enzima creatinfosfochinasi che permette la cessione di energia tramite la rottura di un legame ad alta energia, si ha poi la liberazione di creatina dal creatinfosfato. Il creatinfosfochinasi entra in pieno ritmo quando nel muscolo le scorte di ATP cominciano a scarseggiare, il creatinfosfato viene poi rigenerato a partire dalla creatina. Questa fase seguente all’utilizzo delle scorte di ossigeno e delle molecole di ATP disponibili, consente di sostenere sforzi intensi ma di breve durata. Arrivato a questo punto il muscolo ha già potuto sprigionare una discreta forza senza la produzione di una molecola di acido lattico, fase anaerobica alattacida, ma nel caso in cui si renda necessario continuare l’esercizio è inevitabile l’avvio della fermentazione lattica.

La fase anaerobio lattacido inizia quando non è più possibile ossidare il NADH con l’ossigeno, in tal caso si rende necessario utilizzare l’acido piruvico come accettore finale di elettroni, in tal modo la molecola si trasforma in acido lattico. La fermentazione lattica come ben spiegato nelle pagine precedenti possiede un rendimento inferiore rispetto alla glicolisi aerobia, ed inoltre possiede dei limiti legati all’aumento dell’acidità nel sangue che raggiunta la soglia di 6,4 PH inibisce la contrazione, non è quindi sostenibile per sforzi prolungati.

L’eliminazione dell’acido lattico è un processo molto importante che sta alla base del recupero dopo un allenamento intenso, lo smaltimento può prendere tre strade diverse:

Ossidazione: per il 70% viene ritrasformato in acido piruvico per mezzo di enzimi (LAD) che tolgono gli atomi di idrogeno alla molecola formando acido piruvico. L’acido piruvico entra direttamente nel ciclo di krebs dove subirà l’intero processo di ossidazione con produzione di energia, CO2 ed H2O. L’ossidazione dell’acido lattico avviene in parte nel muscolo ed in parte viene trasportato per mezzo del flusso sanguineo al fegato dove alri enzimi latticodeidrogenasi (LAD) ossideranno la molecola.

Sintesi di glicogeno: circa il 20% dell’acido lattico una volta trasformato in acido piruvico non viene destinao all’ossidazione nel ciclo di krebs per la produzione di energia, ma viene trasformato in glucosio e successivamente in glicogeno come risorsa energetica per il tessuto muscolare.

Sintesi proteica: una percentuale molto bassa, circa il 10% dell’acido lattico viene trasformato in beta-alanina, amminoacido che gioca un ruolo di rilievo nella sintesi proteica.

Eliminazione: una parte molto piccola della quota di acido lattico, circa l’1-2%, viene eliminata dal sudore o dalle urine senza subire modifiche.

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