Il metabolismo energetico: il carburante muscolare

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Nei nostri articoli affrontiamo spesso tanti argomenti di nutrizione, a partire dalle calorie fino alla corretta ripartizione di carboidrati, proteine e grassi. Oggi vogliamo riportare l’attenzione su un concetto importante, quello del metabolismo energetico, che sta alla base non solo dell’utilizzo dei vari nutrienti ma anche della capacità del nostro corpo di effettuare contrazioni muscolari, fondamentali nello svolgimento di qualsiasi attività fisica.

Metabolismo energetico: come il nostro corpo produce “benzina”

Quando il muscolo si contrae l’energia utilizzata deriva da una molecola presente nelle cellule, l’adenosina trifosfato, meglio nota come ATP il cui ruolo può essere paragonato a quello del carburante per una automobile. Più velocemente le nostre cellule riescono a produrre questa molecola, maggiore sarà il risultato che le stesse cellule potranno ottenere prima di raggiungere uno stadio di stanchezza.

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È vero che in una cellula muscolare c’è una certa quantità di adenosina trifosfato immagazzinata tuttavia si tratta di una disponibilità particolarmente circoscritta. Questo significa che le cellule devono lavorare continuamente per produrre ATP e tale attività è resa possibile da tre differenti metabolismi energetici:

  1. il primo percorso è quello aerobico, il sistema prevalente negli sport di resistenza che sfrutta l’ossidazione dei grassi e dei carboidrati nell’ambito del ciclo di Krebs;
  2. la seconda strada è rappresentata dal cosiddetto metabolismo anaerobico lattacido, tipico degli sport di velocità e capace di generare adenosina trifosfato attraverso la trasformazione del glucosio in acido lattico;
  3. la terza soluzione è data dal sistema anaerobico alattacido che si attiva negli sport caratterizzati da potenza ed esplosività dei movimenti, sfruttando le riserve preesistenti di ATP e quelle che vengono subito sintetizzate a partire dalla creatina fosfato.

Pur essendo concetti separati, si tratta di tre sistemi che lavorano in simultanea e la predominanza di uno o dell’altro dipende dal tipo di esercizio ed in particolare dalla sua durata e dalla sua intensità.

Il sistema anaerobico alattacido quindi sfrutta la creatina fosfato e genera alta potenza, quello anaerobico lattacido utilizza gli zuccheri per generare media potenza mentre il metabolismo energetico aerobico, l’unico che avviene in presenza di ossigeno, ossida zuccheri e acidi grassi per sviluppare bassa potenza.

Il ruolo dell’ossigeno nel metabolismo energetico

La parola aerobico indica la presenza di ossigeno e risulta il predominante percorso di produzione energetica nel momento in cui le cellule ricevono una quantità di ossigeno sufficiente alla produzione come accade ad esempio quando la muscolatura è in uno stato di riposo. Le cellule infatti presentano delle strutture denominate mitocondri, delle piccole centrali di energia aerobica: maggiore è il numero dei mitocondri presenti in una cellula e superiore sarà anche la capacità di questa cellula di generare energia aerobica.

Per quanto riguarda gli altri due sistemi energetici, si tratta delle fonti principali di adenosina trifosfato quando le cellule non ricevono una sufficiente quantità di ossigeno. In tali condizioni, come ad esempio quando il muscolo deve sollevare rapidamente un grosso peso, le cellule passano al sistema anaerobico che fornisce velocemente dell’energia subito utilizzabile. In questo caso la produzione di adenosina trifosfato avviene sempre all’interno delle cellule ma esternamente ai mitocondri, nel citoplasma.

I muscoli scheletrici sono costituiti da cellule con una elevata capacità anaerobica ed è importante per gli atleti conoscere i vari meccanismi di produzione energetica in funzione dell’intensità e della qualità del proprio esercizio.

Nell’ambito di tali meccanismi le proteine non rappresentano una fonte preferenziale per la produzione energetica svolgendo esse un ruolo minore rispetto agli zuccheri e ai grassi. Tuttavia qualora l’alimentazione non fornisse una giusta quantità di calorie ecco che il corpo umano può utilizzare le proteine immagazzinate nei muscoli per generare l’energia necessaria attraverso un sistema di reazioni chimiche chiamate gluconeogenesi.