Fonti energetiche
prof. Maurizio Moscheni
Il movimento è possibile grazie alla trasformazione da parte dei muscoli dell’ENERGIA CHIMICA (SCISSIONE DEL
FOSFAGENO) in ENERGIA MECCANICA. Durante la contrazione muscolare.
La struttura chimica terminale dei vari processi di trasformazione è:
ATP
ADP + P + ENERGIA W UTILIZZABILE dal muscolo
L’ATP è presente nei muscoli in percentuali relativamente basse, perciò è necessaria una sua continua
RICARICA, che può avvenire mediante tre differenti MECCANISMI:
1. ANAEROBICO ALATTACIDO
2. ANAEROBICO LATTACIDO
3. AEROBICO
Questi tre meccanismi sono caratterizzati da:
1. CAPACITÀ
2. POTENZA
3. TEMPI DI INTERVENTO
processo
capacità
potenza
Tempo di recupero
Molto alta
Tempo di
intervento
0 - 10”20 “
Anaerobica Alattattacida
Anaerobica. Lattacida
Aerobico
limitata
limitata
alta
10” - 2’
Alcune ore
infinita
Medio -bassa
Sempre attiva
per la ricostruzione del
glicogeno 24 ore di
lavoro straordinario
5’ – 10’
ANAEROBICA ALATTACIDA
Ricarica rapida;
Più potente;
Utilizza CP (Creatin Fosfato);
Ha una durata di circa 20 secondi;
Il CP però è LIMITATO;
Opera in ASSENZA di OSSIGENO;
È una reazione PULITA, perché avviene SENZA ACIDO LATTICO;
La CP impiega circa 5 minuti per ripristinarsi.
Oltre all’utilizzo dei fosfati, esiste una seconda possibilità di ricarica rapida grazie alla presenza di un
ENZIMA (MIOCINASI), che in presenza di grande quantità di ADP e poco ATP, scinde ADP in due P
rigenerando due molecole di ATP. (ENZIMA= sostanza organica, proteica che fa da catalizzatore nelle
reazioni).
CP (CREATIN FOSFATO)
C + P + En1
ANAEROBICA LATTACIDA
1)
2)
Sfrutta l’ENERGIA ricavata dalla DEMOLIZIONE delle molecole di:
GLUCOSIO, che si trova già nelle fibre muscolari;
GLICOGENO, che si trova depositato nel fegato (materiale energetico di riserva).
Il glucosio viene bruciato in ASSENZA DI OSSIGENO;
Produce En2
BLANDA);
Ha una potenza di circa il 45% rispetto al meccanismo anaerobico alattacido;
Capacità: da una molecola di glucosio si formano due molecole di ATP;
Ha una durata compresa tra i 10 e i 90/120 secondi;
Tempi smaltimento HL: ogni 15 minuti si dimezza la quantità.
+ HL (Acido lattico presente nei muscoli fino a che il sangue non pulisce: ATTIVITÀ
AEROBICA
Utilizza prevalentemente LIPIDI e poco glucosio;
Ha poca potenza erogata:
Capacità: da una molecola di glucosio si formano 36 molecole di ATP;
Utilizza l’OSSIGENO per la combustione producendo così En3.
NOTA BENE:
GP
TRIGLICERIDI si bruciano grazie al movimento moderato e prolungato, per fortuna esistono le
palestre.
Il FEGATO è un GRANDE MAGAZZINO: gli zuccheri sono presenti nei muscoli e nel sangue sotto
forma di glucosio, mentre nel fegato questi si immagazzinano sotto forma di glicogeno
(concentrato). Quando serve il glicogeno, si trasforma il glucosio.
Grazie soprattutto alla forza energetica 3 sarà possibile la ricostruzione del bagaglio energetico
iniziale e cioè il RECUPERO
ATP
ADP+P+W
(ENERGIA TRASFORMATA IN LAVORO MECCANICO)
A
B
CP
C + P + En1
.
Glicogeno
G
D
acido lattico + En2
C
.
Alimenti + O2
F
E
CO2 + H2O + En3
H
N.B. Il CP si trova nei muscoli in quantità 3 volte l’ATP . Le reazioni di scissione dei fosfageni avvengono in
sequenza ATP e CP e quindi il processo di produzione energetica W può essere sommata e unica
GP
Bilancio energetico = A-B+C-D+E
Principio dei vasi comunicanti
Rubinetto GP Grande
Rubinetto GLIC Medio
Rubinetto O2 Piccolo
Aerobico
GP
Glic
VO2 massima
3
2
1
Il CONSUMO delle fonti energetiche dipende dalla quantità richiesta (INTENSITA’ E DURATA DELLO SFORZO)
a) Se la richiesta energetica dello sforzo è bassa tale da non superare la VO2 MAX l’unico meccanismo
che interverrà sarà quello aerobico (STEADY STATE) En =E
b) Se la richiesta supera la VO2MAX interverrà inizialmente il GP (anaer. Alattacido) e se non sarà
sufficiente anche il processo del GLICOGENO
L’allenamento anaerobico lattacido permetterà al muscolo una maggior capacità di lavoro nonostante
la presenza in esso di acido lattico.
Il RECUPERO delle energia sarà
a) a quasi totale carico della FONTE ENERGETICA AEROBICA
b) solo per consumi energetici di breve durata,(qualche diecina di secondi) potremmo avere un
intervento nel recupero da parte del Glicogeno. Questo consente di velocizzare i tempi di arresto
dell’allenamento
Tutte le sostanze contenenti fosfato (ATP e CP ) e considerando la scissione del fosfageno come la reazione
energetica fondamentale per la contrazione muscolare, ed essendocene nel muscolo una ridotta quantità,
perché l’attività muscolare possa essere prolungata occorre che il fosfageni P possano essere risintetizzati
dando nuova energia al sistema. Due possono essere le reazioni che possono essere utili a questo scopo,
la combustione degli alimenti
la glicolisi
l’entità della combustione può essere valutata dal consumo di ossigeno,attraverso il ricambio respiratorio;
quella della glicolisi dall’analisi dell’acido lattico che è formato nell’organismo e che è diffuso nel sangue
N.B.
La sezione VO2MAX 3 può essere incrementata al massimo del 10% attraverso importanti allenamenti
intensi e prolungati che la obbligheranno a ripetere continuamente il processo di recupero.
Lo stesso vale per la sez. 1 e sez. 2 attraverso allenamenti di breve durata, molto intensi che stimoleranno il
consumo ed il recupero dl CP e del GLICOGENO
1 cm 3 di O2 utilizza 5 cal per la combustione degli alimenti, questo ci consente facilmente di calcolare il
consumo di questo processo e quindi il fabbisogno energetico del lavoro muscolare e quindi risulta facile
calcolare la VO2 max cioè la massima energia del sistema aerobico
Per calcolare l’energia prodotta dal processo della glicolisi, si deve lavorare sottoponendo l’atleta a sforzi
sovra massimali e visto che l’apporto del GP dopo qualche diecina di secondi diventa irrilevante, se
conosciamo il massimo consumo di ossigeno e facciamo lavorare l’atleta con uno sforzo costante, vedremo
che la presenza dell’acido lattico nel sangue crescerà in maniera uniforme. Ovviamente questo dipenderà
dall’intensità dello sforzo tanto da portare il soggetto ad esaurimenti da 1 a 10 minuti Es. un corridore che
corre su una salita al 14% l’altro al 10% e l’ultimo al 2% a velocità costante 12km/h
AL
14%
12%
2%
max
1’
tempo
10’
Questa soglia di produzione di acido lattico potrebbe essere ritardata fino al 10-15% se facessimo respirare
una miscela più ricca di ossigeno. Al contrario se ci si trovasse nelle condizioni di altura , dove l’ossigeno è
più carente la produzione dell’acido lattico sarebbe anticipata. Olimpiadi di Città del Messico 1968 a 2000
slm.
Gli atleti in questo caso per compensare questo svantaggio hanno fatto un periodo di almeno 1 mese in
altura, questo ha provocato il naturale aumento dei globuli rossi nel sangue con la conseguente possibilità
di poter catturare più ossigeno e quindi di compensare la rarefazione di questo elemento nell’aria.
Altro elemento fondamentale rilevato sperimentalmente è che tanto più basso è il valore della VO2MAX
tanto prima si ha l’insorgere dell’acido lattico. Ne viene di conseguenza che se l’allenamento innalza fino al
20% la VO2MAX possiamo dire giustificare come gli atleti ne possano trarre vantaggio.
Ma possiamo dire che la produzione di acido lattico si ha solo negli sforzi sovra massimali?
No la presenza e l’incremento dell’acido lattico si possono rilevare anche per lavori sottomassimali a causa
del ritardato inserimento delle fonti aerobiche che riescono ad essere totalmente efficaci dopo circa 2’-3’.
Dopo tale periodo per lavori sottomassimali non ci sarà più incremento dell’acido lattico anzi se ne ha una
diminuzione
A.L.
Tempo
1’
2’
3’
4’
Il V02max rappresenta la quantità massima di ossigeno fornita dal sangue e utilizzata dai muscoli. Detta
anche massima capacità di resistenza cardiorespiratoria.
Calcolando esattamente la VO2 max si ottiene conseguentemente la FC max (massima frequenza cardiaca)
e tramite questi parametri è possibile impostare allenamenti mirati ed efficaci.
Correlata al V02 vi è Soglia Anaerobica (SA) che è definita come l’intensità di lavoro che può determinare la
concentrazione massima stabile di lattato ematico e che può essere mantenuta da un certo soggetto in una
condizioni di steady state prolungato (oltre questo punto il lattato tende ad aumentare).
I valori medi accettabili per un atleta di uno sport di squadra o di potenza sono 52-62 ml/kg di
VO2
Purtroppo il VO2 max dipende molto dalla genetica delle nostre fibre muscolari e quindi può
essere migliorato in ragione di una variazione non superiore al 20-30%. Si pensi invece che
nell’ambito dell’allenamento, la forza può essere migliorata di oltre il 100%.
Per un atleta di endurance i valori dovrebbero essere più alti ricordando che nessun maratoneta
ha mai vinto una competizione mondiale con meno di 70 ml/kg di VO2
Test di Cooper
Procedura:
Percorrere la più grande distanza possibile in 12 minuti dopo aver effettuato il
riscaldamento.
Le formule più utilizzate sono:
Vo2 max in ml/min/kg= (Distanza percorsa in metri - 504.9) / 44.73VO2max = (Y 133) x 0,17 + 33 Y = numero di metri al minuto nel test dei 12 minuti
Vo2max = 22,351 x distanza (in km) - 11,288
nota: lo studio di Cooper è limitato per valori compresi tra 29 e 60 ml/min/kg
L'American HeartAssociation ha stilato nel 1972 una tabella in cui sono classificati i vari livelli di
fitness in funzione di età, sesso e VO2max relativo.
Età (anni) apporto massimo di ossigeno (ml/min/kg)
Scarso Discreto
Medio
Buono Alto
Donne
20 - 29
<24
24 - 30
31 - 37 38 - 48 49+
30 - 39
<20
20 - 27
28 - 33 34 - 44 45+
40 - 49
<17
17 - 23
24 - 30 31 - 41 42+
50 - 59
<15
15 - 20
21 - 27 28 - 37 38+
60 - 69
<13
13 - 17
18 - 23 24 - 34 35+
Uomini
20 - 29
<25
25 - 33
34 - 42 43 - 52 53+
30 - 39
<23
23 - 30
31 - 38 39 - 48 49+
40 - 49
<20
20 - 26
27 - 35 36 - 44 45+
50 - 59
<18
18 - 24
25 - 33 34 - 42 43+
60 - 69
<15
16 - 22
23 - 30 31 - 40 41+
