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(articolo di Alessandro Locati Bodybuilding Italia)
Le tre fasi
Il metabolismo è l'insieme delle
reazioni chimiche che si svolgono all'interno della cellula e consentono la vita. Le
reazioni della vita avvengono in quanto all'organismo giunge il continuo contributo
dell'energia derivante dal catabolismo alimentare. Quindi, l'energia fornita
dagli alimenti viene in parte utilizzata per i processi metabolici dell'organismo
(sintesi di nuovo materiale tessutale in sostituzione di quello che a mano a mano si
logora e sintesi di materiale di deposito) e in tal caso si parla di ORIENTAMENTO
PLASTICO, in parte viene adibita a produrre calorie, processo che va sotto il nome
di TERMOGENESI, e in tal caso si parla di ORIENTAMENTO TERMOGENICO. Il rapporto
fra orientamento plastico e orientamento termogenetico esprime l'efficienza metabolica
di un organismo, parlandosi di "alta efficienza metabolica" quando il primo
orientamento prevale sul secondo - quest'evenienza si verifica nell’obesità -. La
termogenesi viene, a sua volta, distinta in obbligatoria e facoltativa.
La "termogenesi obbligatoria"
è rappresentata dalla termogenosi conseguente alle reazioni del metabolismo basale,
nonché, anche se non tutti sono d'accordo su questo, dalla termogenesi che va sotto
il nome di azione dinamico-specifica degli alimenti, o effetto termico del cibo, cioè
l'aumento della produzione di calore che si ha dopo l'introduzione di cibo, che viene
attribuita al costo metabolico del trasporto e dell'utilizzazione degli alimenti.
Questo aumento è massimo per un pasto proteico e minimo per un pasto lipidico.
La "termogenesi facoltativa", che entra in azione a seconda di determinate
circostranze e viene perciò detta "da adattamento", si può anche
distinguere in:
-
"Termogenesi da freddo" o "regolatoria" - che
è la produzione di calore da parte dell'organismo in tanto maggior misura quanto
minore è la temperatura ambiente e che, a sua volta, può essere distinta in:
-
"da brivido", o "shivering",
-
"non da brivido", o "not shivering"
-
"Termogenesi da iperalimentazione" - che è tutta del
tipo not shiverig e che ha il significato di un fenomeno adibito all'omeostasi del
peso corporeo
-
"Termogenesi da esercizio fisico" - che non ha
caratteristiche particolari
Con l'apporto di ossigeno, le
molecole altamente energetiche delle tre grandi classi di nutrienti - lipidi, glucidi
e protidi - vengono degradate liberando energia, che sotto forma di ATP consentono lo sviluppo delle reazioni endorgoniche della vita.
Il catabolismo
degli alimenti si può schematizzare in 3 fasi principali:
1^ fase ---> demolizione:
|--> NESSUNA PRODUZIONE DI ENERGIA
LIBERA
2^ fase ---> trasformazione
in ACETIL-COENZIMA A di:
|--> PRODUZIONE DI PICCOLE
QUANTITA' DI ENERGIA
3^ fase ---> o AREA
CENTRALE DEL METABOLISMO - distinguiamo:
Metabolismo del
tessuto adiposo
L'utilizzazione del glucosio nel
metabolismo del tessuto adiposo porta alla formazione di acetato, prima, e di acidi
grassi in una tappa successiva.
Questi ultimi combinandosi con il
glicerofosfato formano i trigliceridi. Il glucosio penetra negli adipociti solo in
presenza di insulina , per cui la carenza dell' ormone
impedisce il trasferimento di glucosio negli adipociti e di conseguenza risulta
impedita la sintesi di acidi grassi che tendono ad essere eliminati. Tale condizione
ad esempio si verifica nei casi di digiuno.
Metabolismo del
fegato
Il fegato
utilizza per il proprio metabolismo essenziale gli aminoacidi (nel corso
dell'alimentazione) e accumula glicogeno esterificando e mettendo in circolo anche gli
acidi grassi. Nel digiuno, invece, l'epatocita utilizza per il proprio mantenimento
l'energia ricavata dalla parziale ossidazione degli acidi grassi e attraverso il
processo della chetogenesi il fegato è l'unico organo
deputato a fornire il glucosio all'organismo tramite la polimerizzazione glicogenica e
la neoglicogenesi protidica. L'insulina svolge, a livello, epatico delle funzioni di
vitale importanza, quali la fosforilazione del glucosio e la sintesi del glicogeno.
Numerosi studi hanno evidenziato che
l'organismo adulto ha necessità di 100-150 gr. di glucosio al giorno per evitare la
neoglicogenesi aminoacidica.
Metabolismo del
tessuto muscolare
Vengono utilizzati per il metabolismo
muscolare in successione; i corpi chetonici, gli acidi grassi ed infine il glucosio.
Come per il metabolismo del tessuto adiposo il glucosio penetra nel muscolo in
presenza di insulina.
La stessa insulina stimola anche la
sintesi proteica ed il passaggio di aminoacidi nel muscolo. In carenza di insulina
(nel digiuno) il consumo di glucosio nel muscolo è minimo, mentre aumenta l'immisione
di aminoacidi in circolo.
Glicogeno e
glicogenesi
Il glicogeno
è un polisaccaride che risiede nelle cellule e muscolari, formato da 120.000 molecole
di glucosio a struttura ramificata e rappresenta il materiale energetico di riserva
per eccellenza. Con il termine glicogenosi vengono indicate delle alterazioni del
metabolismo che si classificano in 12 tipologie numerate progressivamente da I a XII.
Le alterazioni metaboliche possono riguardare difetti della glicogenolisi con accumulo
di glicogeno nelle cellule di vari tessuti e in deficit della glicogenosintetasi (con
carenza dei depositi di glicogeno) o infine sintesi di glicogeno anomalo non
biologicamente utilizzabile.
Ruolo
dell'insulina
L'insulina esplica nell'organismo
complessi processi interattivi cosi descritti:
-
Incremento
della captazione e della sintesi aminoacidica.
-
Stimolazione
della sintesi e dell'esterficazione di acidigrassi.
-
Attivazione
della sintesi di glicogeno nel fegato.
-
Trasferimento
e fosforilazione del glucosio nell'interno delle cellule adipose e muscolari.
Correlazione tra l'insulina ed altri
fattori ormonali.
IL glucagone secreto dalle cellule alfa delle insule pancreatiche stimola la
glicogenolisi, la chetogenolisi e la proteolisi esplicando un'azione opposta a quella
dell'insulina.
L'ormone della crescita -GH- inibisce
la captazione del glicogeno da parte del tessuto muscolare ed adiposo e stimola la
lipolisi.
Le catacolemine stimolano la
glicogenolisi e la lipolisi. L'adrenalina esplica un transitorio incremento dell'immissione
del glucosio nel fegato con inibizione della captazione periferica dello stesso
glucosio.
Bioenergetica
muscolare
Le funzioni metaboliche si svolgono
all'interno dell'organismo con un'input (porta d'ingresso) quale l'intestino tenue ed
un'output (porta d'uscita) quale l'apparato renale.
La cellula
muscolare trae energia dalle molecole di ATP che sono in essa immagazzinate. L'ATP
(adenosin-trifosforico) è però presente all'interno della cellula muscolare in
quantità limitate (5 millimolli di ATP/Kg di peso corporeo) per cui può fornire
energia solo per qualche secondo.
Per far si che il lavoro muscolare si
protragga più a lungo è necessario che l'ATP
impiegato sia continuamente ricostruito. Le vie di ricostruzione sono tre:
- Meccanismo anaerobico lattacido
- Meccanismo anaerobico alattacido
- Meccanismo aerobico
Meccanismo anaerobico lattacido
E' un processo di produzione
energetica che si attua in assenza di ossigeno. La demolizione delle sostanze avviene
nel citoplasma, dove 1 molecola di Glucosio forma 2 molecole di Acido Lattico e 2 di
ATP.
E' un meccanismo che si attua in
situazioni di emergenza, quando il processo anaerobico lattacido non è in grado, da
solo, di sopperire alle richieste muscolari:
-
nei primi
istanti di un lavoro muscolare, prima che si attui il meccanismo aerobico,
-
quando lo
stesso lavoro muscolare aumenta fino a raggiungere la max prestazione, per cui la
quantità di ossigeno richiesto dalle fibre muscolari è superiore a quello che
gli apparati cardiocircolatorio e respiratorio sono i grado di fornirgli.
-
quando si
interrompe il flusso d'ossigeno, che arriva al muscolo attraverso il torrente
circolatorio, a causa di una forza contrattile talmente elevata che provoca
chiusura dei vasi sanguigni la contrazione prosegue con il ricorso alla glicosi
anaerobica per la produzione di ATP.
Tale glicosi ha però un limite
rappresentato dalle scorie di acido lattico.
L'accumulo a livello muscolare di tale metabolita provoca un abbassamento del pH
(acidosi) fino a valori incompatibili con la contrazione.
Meccanismo anaerobico alattacido
Mediante questo processo la ricarica
di ATP avviene senza ossigeno e senza formazione di
acido lattico:
FOSFOCREATINA enzima
CREATIN-FOSFOCHINASI*
(CP) + (ADP)----------(CPK)----------->(ATP)+(CREATINA)
* L'allenamento migliora la quantità
e la qualità dell'enzima
In pratica vi è un travaso di un
radicale altamente fosforico dalla fosfocreatina (cui si è liberato) all'ADP (adenosin-difosfato)
per ricostruire ATP. E' questo, il meccanismo, che è in grado di fornire il maggiore
quantitativo di ATP nell'unità di tempo.
Meccanismo aerobico ovvero in
presenza di ossigeno
L'energia fornita dal meccanismo
aerobico è frutto della completa demolizzazione degli zuccheri (glucosio) e dei
lipidi (acidi grassi) che sono usati come combustibile ad opera dell'ossigeno usato
come comburente. Dal catabolismo di una mole di glucosio si formano 36-39 ATP
Il processo permette la resintesi di
un elevato numero di molecole ATP e quindi di un'enorme quantità di energia da
utilizzare per la contrazione muscolare.
Affinché si realizzino nella
completa totalità gli apporti delle sostanze reattive bisogna che a livello
mitocondriale ci sia un continuo afflusso di glucosio, acidi grassi e ossigeno.
Quest'ultimo viene trasportato dall'emoglobina contenuta nei globuli rossi, mentre il
glucosio proviene dalla demolizione del glicogeno immagazzinato nei depositi muscolari
ed epatici e gli acidi grassi arrivano dai depositi di grassi, trasportati anche essi
dal sangue.
La massimalizzazione dell'intero
meccanismo di resintesi ATP dipende dal grado di efficienza degli apparati
respiratorio e cardiocircolatorio e dalla funzionalità delle catene enzimatiche
presenti all'interno dei mitocondri, le quali permettono il ricavo dell'ATP
dall'ossigeno che brucia il glucosio e gli acidi grassi.
La massima potenza aerobica che
un'atleta può compiere nell'unità di tempo è direttamente proporzionale al massimo
consumo di ossigeno nella stessa unità. Quando si crea uno steady state ovvero uno
stato di equilibrio tra consumo di energia e ricostruzione di ATP, per cui l'apporto
di ossigeno soddisfa la richiesta energetica, l'organismo umano è in grado di
effettuare l'attività muscolare per periodi più lunghi. La glicosi aerobica fornisce
meno energia nell'unità di tempo, ma il suo impiego può durare molto a lungo
consentendo prestazioni muscolari prolungate anche di ore.
REFERENZE BIBLIOGRAFICHE
A.LATTANZI OMNIA MEDICAMENTA N.10 - MALATTIE DEL RICAMBIO
EDIT. NISTRI LISCHI 1987
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