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Meccanismi di sintesi dell’ATP, metabolismo aerobico ed anaerobico.
Oggi trattiamo un argomento importante per lo svolgimento della nostra attività natatoria, la contrazione muscolare ed i meccanismi che mettono in marcia il nostro organismo, iniziando con le nozioni di base ed affrontando il discorso della richiesta energetica di cui abbiamo bisogno per uno sforzo atletico, per poi affrontare l’argomento sui meccanismi di sintesi dell’ATP, ovvero l’adenosintrifosfato.
Introduzione
La respirazione cellulare è il meccanismo attraverso cui la cellula, in presenza di ossigeno, è in grado di ricavare energia, utilizzabile nei processi vitali, dai legami chimici dei substrati. Ognuno dei prodotti di questa reazione funge da substrato per la reazione successiva.
Possiamo pertanto dire che la respirazione cellulare consiste essenzialmente di reazioni di ossidazione progressiva dei substrati. L’ossidazione di materiale organico è infatti una reazione esotermica: libera cioè, una grande quantità di energia in tempi molto ristretti.
L’equazione complessiva dell’ossidazione del glucosio, substrato principale della respirazione cellulare, ad esempio, è:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36/38 molecole di ATP.
Lo stesso processo che in un incendio avviene in maniera incontrollata, nella cellula è alla base della trasformazione di glucosio in composti più semplici, con la formazione di ATP (adenosintrifosfato). Questa molecola può essere considerata la “moneta energetica” dell’organismo, per la sua posizione intermedia tra i composti donatori/accettori di gruppi fosfato: la conversione ADP->ATP e l’opposta reazione ATP->ADP possono avvenire entrambe facilmente nei diversi ambienti cellulari, con una liberazione di 30 kJ per ogni mole di legami.
Le fonti di energia dell’organismo sono strutturate per essere utilizzate in base all’intensità ed alla durata dell’esercizio. Tali fonti di energia sono immagazzinate in tre differenti forme di riserva energetica.
La riserva più immediata di energia utilizzabile durante la contrazione muscolare è il creatinfosfato (CP): la sua concentrazione è esigua, con conseguente capacità molto limitata. La caratteristica di questa fonte di energia è l‘immediatezza di utilizzo e la grande potenza muscolare erogabile.
La seconda riserva energetica disponibile sono i carboidrati, immagazzinati sottoforma di glicogeno e glucosio in fegato e muscoli. L’utilizzo di questa fonte permetterebbe di sostenere una lunga traversata in mare.
La terza riserva è rappresentata del tessuto adiposo sotto forma di acidi grassi.
Questi ultimi sono una grande fonte di energia, rappresentano il 17% del peso corporeo nell’uomo ed il 20% – 25% nella donna. La quantità di energia, che un grammo di grasso può fornire, è circa il doppio di quella dei carboidrati.
Teoricamente la riserva di grasso del corpo umano, ci permetterebbe di correre per oltre 500 Km a blanda andatura.
Quando ne abbiamo bisogno, le tre riserve di energia diventano disponibili per l’organismo sotto forma di ATP, la “moneta di scambio energetico“.
Pertanto nella respirazione cellulare così come durante la respirazione polmonare, viene utilizzato l’ossigeno e rilasciata l’anidride carbonica.
La contrazione muscolare, al pari di altre funzioni cellulari, avviene grazie all’energia liberata dalla seguente reazione biochimica:
ATP + H2O = ADP + H + + P + Energia disponibile
In essa si verifica la rottura del legame fosfoanidridico nella molecola di ATP.
Il miocita dispone di riserve limitate di ATP (2,5 g/Kg di muscolo, per un totale di circa 50g), sufficienti soltanto per lavori massimali della durata di circa un secondo.
Il nostro organismo dunque utilizza i sistemi energetici suddetti, che gli permettono di risintetizzare continuamente ATP.
Meccanismi di sintesi dell’ATP
I meccanismi per la sintesi di ATP avvengono secondo tre vie :
- metabolismo aerobico
- metabolismo anaerobico lattacido
- metabolismo anaerobico alattacido
Per ciascuno di questi meccanismi entrano in gioco 4 fattori:
- POTENZA: massima quantità di energia prodotta nell’unità di tempo
- CAPACITA’: quantità totale di energia prodotta dal sistema
- LATENZA. tempo necessario per ottenere la massima potenza
- RISTORO: tempo necessario per la ricostituzione del sistema
Per ora ci fermiamo qui, vi lasciamo il tempo di tirare il fiato, immagazzinare quanto appreso e rinviarvi alla prossima puntata di pubblicazione dell’argomento dove parleremo di Metabolismo Aerobico ed Anaerobico lattacido ed alattacido, tirando le conclusioni finali di quanto esposto.
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