Il nostro organismo è dotato di un complesso neuro-ormonale il quale garantisce la disponibilità di idonei substrati energetici per il lavoro muscolare. Gli uomini primitivi, ai fini della lotta per la sopravvivenza, dipendevano strettamente da un sistema energetico capace di produrre energia rapidamente per sforzi fisici intensi e di assicurare lo svolgimento di attività fisica prolungata nel tempo.
Queste differenti esigenze quali velocitĂ e resistenza, giustificano la diversitĂ delle loro fibre muscolari. Infatti, in base al contenuto di mioglobina e al tempo necessario per raggiungere la contrazione massimale, le fibre muscolari possono essere suddivise in:
- Tipo 1, fibre rosse o lente: hanno un’alta capacità ossidativa e vengono utilizzate per lavori prolungati;
- Tipo 2, fibre bianche o rapide: hanno un’alta capacità glicolitica e vengono utilizzate per azioni rapide o lavori pesanti.
Indipendentemente dal tipo di fibre però la fonte finale di energia per la contrazione è rappresentata dall’adenosina trifosfato (ATP). L’idrolisi catalizzata dall’acto-miosina-ATPasi con conseguente liberazione dell’ATP consente la formazione ed il rilascio del complesso acto-miosinico cui consegue la contrazione muscolare.
Il turnover dell’ATP è molto rapido e la riserva intracellulare di ATP è scarsa; pertanto, è necessario che nuove molecole vengono continuamente e rapidamente rigenerate. Il picco massimo del turnover di ATP viene raggiunto con la contrazione muscolare.
A riposo l’organismo consuma circa 1,6Kg di ATP/ora mentre, durante l’esercizio fisico intenso può raggiungere valori di 30Kg/ora.
Affinché venga mantenuta la disponibilità di molecole di ATP, le fibre utilizzano in modo sequenziale 3 fonti energetiche:
- Sistema navetta della fosfocreatina (PCr);
- Fonti anaerobiche;
- Fosforilazione ossidativa.
La PCr è la principale risorsa di energia che trasferisce i propri gruppi fosforici all’ATP con una reazione catalizzata dalla creatina chinasi. Il sistema PCr navetta rappresenta il maggior donatore di ATP durante i primi secondi di uno sforzo fisico intenso. Ad esempio, tale sistema, può assicurare l’energia indispensabile per i primi 40-50m di una corsa di 100m.
La fonte successiva per la formazione di ATP è costituita dalla glicolisi anaerobia la quale fornisce energia all’inizio dell’esercizio fisico intenso soprattutto quando, l’elevata concentrazione plasmatica di catecolammine promuove la glicogenolisi. La glicolisi anaerobia è una caratteristica via metabolica per la rapida contrazione delle fibre muscolari che permette di preservare la disponibilità di ATP per il primo minuto circa dell’attività .
La terza ed efficiente fonte energetica per il muscolo scheletrico è la fosforilazione ossidativa di carboidrati, grassi e proteine. Inizialmente, il primo substrato che confluisce nella via ossidativa è rappresentato dal glicogeno intracellulare e dagli acidi grassi liberi. Però, se l’esercizio fisico è prolungato, anche l’ossidazione del glucosio circolante diventa un’importante fonte di ATP.
Le reazioni ossidative avvengono all’interno dei mitocondri dove i reagenti vengono completamente ossidati a CO2 attraverso il Ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa.
Durante l’esercizio fisico la concentrazione plasmatica di insulina diminuisce mentre, quella degli ormoni controregolatori quali: glucagone, catecolammine, cortisolo e GH aumenta. In risposta a queste variazioni ormonali si ha un incremento della lipolisi e della glicogenolisi e, inoltre, grazie all’azione degli ormoni controregolatori e all’aumentata disponibilità dei substrati viene promossa la sintesi di nuovo glucosio attraverso la gluconeogenesi.
Riferimenti Bibliografici
Lenzi A., et al. – Endocrinologia e AttivitĂ Motoria – 2017
A cura di
Dott.ssa Marta Doria e Dott. Gianmaria Celia
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