Inizio esercizio
Lo stimolo nervoso a livello della placca
neuro-muscolare determina l’inizio della
contrazione:
q il muscolo comincia
a contrarsi e
utilizza ATP (quello già disponibile) ha
la durata 1-2 sec
qServe altro ATP, da dove proviene?
qDalle riserve di fosfocreatina (per altri 57 sec)
q e POI?
Glicogenolisi e Glicolisi
Fosfocreatina
e ATP
5 – 6 sec
tempo
Ca2+
Attiva la glicogeno -lisi
+
Glicolisi
Glucosio 1P
Glucosio 6P
Stimolo ormonale
Stimolo nervoso
Ca2+
2
4 ADP
4 ATP
2
Surrene
Stress
Ca 2+
2
4 ADP
4 ATP
2
Lo stimolo nervoso aumenta la
concentrazione
di
Calcio
intracellulare di circa 100 volte
attivando la fosforilasi cinasi
e
inibendo la glicogeno sintetasi
Glicolisi
Fosforilasi a
Anaerobica
3ATP
3ADP
Resa glicolisi
• La glicolisi anaerobica è molto meno
produttiva di quella aerobica:
•
3 ATP/mole di Glucosio (Glicogeno)
• contro quella aerobica il cui contributo
è di:
•
38 ATP/mole di glucosio(Glicogeno)
• come può sostenere le esigenze del
muscolo in contrazione?
Glicolisi anaerobica
• Può aumentare il quantitativo di ATP
aumentando la velocità del processo,
ovvero la glicolisi anaerobica è dotata
di una “portata” più elevata.
• La glicolisi anaerobica è suscettibile di
una accelerazione istantanea che
consente in pochissimi secondi un
aumento del flusso da:
• 1 a 1000 volte
• La glicolisi aumenta la portata:
1
1000 volte + veloce
ØVuol dire che più glicogeno viene
demolito
ØPiù glucosio sarà disponibile
E’ necessario perciò che la glicolisi
accolga tutto il glucosio 6P prodotto
Può farlo?
Glicogeno
Glu -1P
Glu -6P
E’ un’enzima allosterico
Frut - 6P
PFK1
Frut -1-6P
+ ATP
Ac Lattico
Ac Piruvico
• La PFK1 è un enzima allosterico
controllato da:
ØATP, Ac. Citrico e H+ (effettori negativi)
ovvero diminuisco l’affinità dell’enzima,
questo lavora meno
ØAMP (effettore positivo)
ovvero aumenta l’affinità dell’enzima,
questo lavora di più
• E’ necessario pertanto che la PFK1
lavori al massimo, in quanto è
disponibile molto fruttosio 6P, perciò
deve esserci dell’AMP
da dove deriva?
Nel muscolo scheletrico c’è un enzima
denominato miochinasi che è in grado
di:
catalizzare una reazione di emergenza,
soprattutto in condizioni anaerobiche,
in cui un fosfato viene trasferito da una
molecola di ADP ad un’altra:
ADP + ADP
ATP + AMP
+ AMP
Glucosio 1P
PFK1
3ADP
3ADP
Contrazione
3ATP
3ATP
H+
GLICOGENO
+H+
• Cosa fa il sistema per impedire che gli
H+ annullino l’effetto del AMP?
• E’ necessario tamponare l’acidità, ovvero
è necessario mettere a disposizione delle
sostanze basiche!
• In che modo?
• E’ ancora l’AMP che interviene
Glucosio 1P
GLICOGENO
PFK1
3ADP
3ADP
Contrazione
3ATP
3ATP
H+
Nucleotidasi
AMP deaminasi
Adenosina deamimasi
NH3 + H+
NH4+
Smaltimento Ac. lattico
• Un ultimo problema è legato
all’allontanamento dell’acido lattico!
• Le fibra contraendosi stringono i
capillari e pertanto l’acido lattico ha
difficoltà ad uscire!
• L’accumulo di acido lattico potrebbe
bloccare la contrazione muscolare!
• Bisogna eliminarlo! Come?
• E’ ancora l’AMP che interviene!
• Infatti per intervento della nucleotidasi
si ha la trasformazione dell’AMP in
adenosina:
AMP
Adenosina + P
L’adenosina si libera negli spazi
intercellulari, si lega alle arteriole
provocando vasodilatazione e pertanto
si favorisce il rilascio di ac. Lattico
• Se questo non avvenisse, perché
l’esercizio è molto intenso alla VO2
max, si può avere una diminuzione del
pH intracellulare:
da 7,1 a 6,6
con aumento di circa 5 volte della
concentrazione intracellulare di H+, con
rallentamento dell’interazione tra actina
e miosina e diminuzione dell’attività
della ATP – asica della miosina
Esercizio
4,6
28,2
88,0
1,1
7,1
6,6
Riposo
30
60
90
120
180
sec
Disponibilità di glicogeno
• Per questo tipo di attività è importante
che ci siano disponibili grandi quantità
di glicogeno!
• Il senso di affaticamento che
sopraggiunge in tempi piuttosto brevi
nell’esercizio anaerobico si può
attribuire alla deplezione del glicogeno,
ma soprattutto alla diminuzione del pH
e alla perdita di fosfocreatina
•
Cosa succede all’acido lattico
rilasciato dalle fibre bianche?
• Due possibilità:
1. Viene assorbito dalle fibre rosse che
lo possono metabolizzare
2. Viene riversato nel sangue e portato
al fegato, dove può essere convertito
in glucosio
Gluconeogenesi
Debito di Ossigeno o meglio EPOC
(extra consumo di O2 post esercizio)
Il debito di O2 si paga
con gli interessi
Consumo di O2
• Serve per riformare quanto consumato!
• In particolare viene subito riformata la
fosfocreatina (componente veloce del debito)
Tempo di recupero
(in secondi)
Fosfocreatina reintegrata
% del totale
30
90
120
180
50
87
93
98
• Alla fine dell’esercizio le attività
metaboliche non ritornano
immediatamente al livello di riposo.
• Se si tratta di attività leggere il ritorno
alle condizioni iniziali è abbastanza
rapido
• Se si tratta di attività aerobiche, con un
impegno maggiore, il ritorno alle
condizioni normali è un fenomeno che
richiede un tempo più lungo!
• Durante il riposo, la disponibilità di ATP
e di glucosio (dal fegato) attraverso il
Ciclo di Cori, vengono utilizzati per
reintegrare le scorte di glicogeno:
Fegato
Glucosio
Attraverso il
ciclo di Cori
Glicogeno
Muscolo
Glu – 6P
Glu – 1P
UDP - Glucosio
UTP
ATP
2P
APD
