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Il metabolismo energetico
Metabolismo energetico
La produzione di energia è una
caratteristica comune ad ogni essere vivente. Attraverso l'alimentazione le
sostanze nutritive ricche di energia sono assimilate e trasformate chimicamente.
L'energia prodotta da questo processo viene utilizzata dalla cellula per le sue
molteplici attività, quali, ad esempio, il mantenimento della sua struttura,
delle sue capacità funzionali e per le prestazioni specifiche come la
contrazione delle cellule muscolari.
Con il termine anabolismo
s'intendono quei processi metabolici con i quali le sostanze ingerite sono
trasformate in sostanze specifiche, che prendono parte alla costituzione
dell'organismo. Con il termine catabolismo s'intendono quei processi che
portano alla degradazione sia delle sostanze che prendono parte alla
costituzione dell'organismo, sia delle sostanze provenienti dagli alimenti
ingeriti, durante il metabolismo intermedio.
Il metabolismo dei grassi e dei
carboidrati serve, principalmente per sostenere le funzioni fisiologiche
(metabolismo funzionale), mentre le proteine servono per mantenere e modificare
la struttura dell'organismo (metabolismo strutturale).
La produzione di energia di un
organismo in condizioni di riposo psico-fisico è determinata dal metabolismo
basale. Durante un'attività fisica il dispendio energetico aumenta ; tale
aumento è in stretta correlazione con l'intensità del lavoro stesso. Con il
termine di "metabolismo di lavoro" si intende la produzione di energia durante
il lavoro, cioè la produzione di energia per il metabolismo basale sommata con
l'energia richiesta per il lavoro. Più faticoso è il lavoro, più alto è il
metabolismo di lavoro.
La capacità dell'organismo di produrre lavoro è determinata dalle
caratteristiche delle cellule muscolari striate di trasformare energia
biochimica in energia meccanica.
Lo zucchero rappresenta, grazie
alla sua capacità di essere facilmente solubile in acqua e quindi di venire
rapidamente assimilato e metabolizzato, la forma di energia a cui l'organismo
ricorre per far fronte al metabolismo energetico nella prima mezz'ora di un
lavoro fisico continuo. La combustione dei grassi subentra solo dopo questo
periodo ed in presenza di ossigeno (fase aerobia). Il glucosio, per breve tempo
(un minuto, circa), può venire demolito anche senza l'apporto di ossigeno (fase
anaerobia). Si produce in breve tempo acido lattico, il cui aumento nel sangue
"avverte" l'imminente lavoro in un ambiente anaerobio. La capacità di lavoro in
assenza di ossigeno è essenziale sia per una prestazione di breve durata (uno,
al massimo, due minuti) che per lo scatto finale di una prova anche molto lunga.
Questa capacità può essere migliorata con l'allenamento, ma entro determinati
limiti. Il lavoro "aerobica" è effettuato in prestazioni di lunga durata ed in
questo caso l'allenamento migliora notevolmente la capacità di prestazione
aerobica.
Il glucosio, attraverso la sua
demolizione, produce "la moneta spicciola" che fornisce energia ai muscoli per
contrarsi, questa è rappresentata dall'ATP.
Durante la
contrazione muscolare, in ciascun sarcomero, i filamenti spessi scorrono negli
spazi tra i filamenti sottili, provocando l'accorciamento di tutta la fibra
muscolare. L'idrolisi di ATP ad ADP e fosfato fornisce l'energia chimica per lo
scorrimento dei filamenti. Si ritiene che l'idrolisi di ATP sia accompagnata da
un cambiamento nella forma o nella conformazione delle teste della miosina
producendo forza meccanica. In questo modo la miosina e l'actina, come le altre
proteine del sistema di contrazione, sono specializzate a trasformare l'energia
chimica dell’ATP in energia meccanica della contrazione muscolare.
L'ATP,
acido adenosintrifosforico, è
un composto chimico che fornisce, quindi, l'energia
di base al muscolo. Nell'attivazione della fibra muscolare, l'aumento della
concentrazione di ioni calcio intracellulari liberi porta all'aumento della
scissione di ATP, alla contrazione e di conseguenza all'aumento, anche di
100-1000 volte, della produzione di energia muscolare. La scissione di una mole
di ATP produce un'energia pari a circa 48 Kj z (al quadrato) e mentre il 40,
50%,circa, di questa energia viene trasformata in energia meccanica o lavoro, il
restante 50, 60% viene trasformato in calore (calore
iniziale)all'inizio
e durante la contrazione del muscolo, il quale in
questo modo si riscalda.
Quanto maggiore
è il
carico
di lavoro, tanto maggiore
è
la
produzione di calore e quindi anche il fabbisogno energetico (carboidrati e
grassi) da una parte e ossigeno dall'altra;
è
per
questo che andando in salita ci stanchiamo di più, si suda ed il respiro si fa
affannoso.
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