Fisiologia dei meccanismi energetici nel nuoto.

Principi di metodologia di allenamento.

La propulsione nel nuoto è determinata dall’azione dei muscoli. Questi rappresentano il vero motore del nostro corpo in acqua e come ogni motore, anche i muscoli per funzionare hanno bisogno di energia. Ci sono motori che funzionano a benzina, altri a gasolio, altri ancora a metano, ebbene i muscoli funzionano soltanto utilizzando ATP (adenosintrifosfato). Il paragone tra i muscoli e i motori è molto inerente perché tutti e due trasformano energia chimica in energia cinetica, cioè in movimento. Tuttavia, va precisato che a differenza dei motori, che sono solamente utilizzatori di energia, i muscoli ne sono anche produttori; nel nuoto, come in altri sport, i muscoli devono fabbricarsi anche l’energia necessaria al movimento mentre la prova è in corso.

L’ATP (adenosintrifosfato) e’ una molecola composta da quattro molecole elementari: una di adenosina e tre di fosfato

Adenosina-P-P-P

I legami dei gruppi fosforici sono definiti ad alta energia, perché dalla loro scissione si libera immediatamente energia per compiere lavoro:

ATP = ADP + P + energia

L’ADP si chiama adenosin-di-fosfato. Dal momento che nei muscoli c’è solamente una quota limitata di ATP, sufficiente solo per compiere un esercizio fisico di pochissimi secondi, ne deriva che per poter continuare a lavorare, i muscoli devono rifabbricarselo continuamente; da qui la capacità dei muscoli di essere anche produttori di energia.

Questa capacità di produrre ATP nei muscoli si verifica per la presenza di complessi meccanismi enzimatici, in grado di sfruttare l’energia contenuta in altre molecole, ovvero carboidrati, grassi e proteine.

La risintesi dell’ATP può avvenire attraverso tre meccanismi, che hanno in comune la reazione tra ADP e fosfato con produzione di ATP:

  1. Meccanismo anaerobico-alattacido; nel quale non interviene ossigeno e non si forma acido lattico. L’energia per la ricarica dell’ATP viene ceduta da una molecola che contiene anch’essa un legame altamente energetico, la fosfocreatina (CP).
  2. Meccanismo anaerobico-lattacido; nel quale non interviene ossigeno, ma si forma acido lattico; l’energia per la ricarica dell’ATP deriva dai carboidrati, attraverso la cui scissione si produce acido lattico.
  3. Meccanismo aerobico; richiede ossigeno ed un combustibile che può essere rappresentato da carboidrati, lipidi e/o proteine.

E’ importante sottolineare da subito che i diversi meccanismi energetici non lavorano in serie, ma in parallelo. Questo vuol dire che in determinati momenti dell’attività’ fisica questi meccanismi avvengono contemporaneamente e non in successione (fig.1).

grafico_1

Nell’immagine laterale viene illustrato uno schema che rappresenta come i meccanismi energetici agiscono in parallelo. In alcuni momenti l’energia richiesta per l’attività fisica è ottenuta attraverso una miscela di due diversi meccanismi.

Con l’inizio della prestazione sportiva, tutti sistemi di produzione energetica si attivano, ma l’efficacia del loro intervento varia in funzione del tempo. Nel grafico di Faina e’ importante sottolineare che:

  • la potenza erogabile decresce nel tempo;
  • ATP e CP svolgono un ruolo essenziale nei primissimi secondi;
  • tra i 15 e i 50 secondi, il meccanismo anaerobico-lattacido (glicolisi anaerobica) fornisce il suo massimo contributo e determina la formazione di acido lattico.

 grafico_2Il Grafico di Faina mostra l’interazione di vari meccanismi energetici nella prestazione sportiva.

Sulla base di queste evidenze scientifiche, A. Dal Monte ha elaborato una classificazione delle attività sportive, applicabile anche al nuoto:

  • attività di potenza (si esauriscono nell’arco di 10 secondi);
  • attività prevalentemente anaerobiche, che si realizzano nell’arco di 45-50 secondi;
  • attività aerobiche della durata superiore a 45 secondi.

Per comprendere il relativo contributo percentuale dei tre meccanismi energetici nelle varie distanze del nuoto possiamo far riferimento alla tabella di J. Troup (Tab. I).

tabella_1

Tab. I:  Percentuali dei meccanismi aerobici ed anaerobici nelle varie distanze del nuoto.

Meccanismo anaerobico-alattacido

Interviene negli sforzi fisici di brevissima durata (< 10 secondi). Quando partiamo da una fase di riposo ad uno scatto, i nostri muscoli consumano inizialmente quella piccola quota di ATP che contenevano; successivamente utilizzano l’energia derivante dalla scissione della fosfocreatina (CP). La creatinafosfato e’ una molecola costituita dalla creatina e da un gruppo fosforico (P); il legame tra queste due molecole e‘ altamente energetico e viene ceduta energia per la risintesi dell ATP.

CP  à C + P + energia à P + ADP à ATP

Per fare un esempio, quando un calciatore all’inizio della partita compie uno scatto di 10 – 20 metri usa l’ATP preformato, o eventualmente prodotto dalla fosfocreatina; se dopo questo scatto si ferma ed ha una pausa, in quel momento paga quel debito di ossigeno contratto, ovvero da all’organismo la quota di ossigeno, che attraverso reazioni aerobiche ripristinano la scorta di ATP e di fosfocreatina presente nei muscoli (debito di ossigeno alattacido); in genere, il tempo necessario per la risintesi dell’ATP e della fosfocreatina e’ circa 20-30 secondi. La conoscenza del “ti-mezzi” del debito di ossigeno alattacido ci aiuta ad identificare quelle che sono le pause di recupero in distanze non superiori alla mezza vasca (scatti di 10-12 metri).

Ci fermiamo qui per ora, ma l’articolo continuerà in altre due parti che saranno pubblicate su Swim4life verso la fine della settimana ed inizio della prossima, quindi, restate collegati!

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Maurizio Mastrorilli

Maurizio Mastrorilli
Laureato in Medicina e Chirurgia e specializzato in Chirurgia Generale e Chirurgia Oncologica, è esperto di Ecografia Internistica. Dirigente Medico presso l’Unità Operativa di Chirurgia d’Urgenza del Presidio Ospedaliero Umberto I di Nocera Inferiore (Salerno).

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