novembre 2014

I meccanismi di risintesi dell’ATP

di Scuola Nazionale Personal Trainer

L’ATP è costituita da una molecola di adenina e una di ribosio, a cui sono legati tre gruppi fosforici.

Attraverso la perdita di un gruppo fosforico, l’ATP si trasforma in ADP (adenosina difosfato), liberando una grande quantità di energia.

La contrazione muscolare, avviene in presenza di ATP.

Tale composto però, può essere accumulato soltanto in piccole quantità nelle cellule e quindi, durante l’esercizio fisico va continuamente risintetizzato.

A seconda dell’intensità del lavoro svolto, entrano in gioco diversi meccanismi di risintesi di ATP, chiamati anche sistemi energetici.

I sistemi energetici  intervengono contemporaneamente, in proporzioni variabili, alla fornitura di energia.

L’intensità e la durata della prestazione determinano la variazione del contributo dei diversi meccanismi.

In alcune circostanze alcuni meccanismi sono assolutamente predominanti rispetto agli altri.

Non esiste però condizione per cui un meccanismo energetico smetta completamente di funzionare. L’organismo attinge sempre contemporaneamente, anche se in minima parte, da tutte le fonti a sua disposizione.

Il meccanismo anaerobico alattacido

Meccanismo anaerobico alattacido

Il meccanismo anaerobico alattacido utilizza come fonte energetica le riserve di ATP e di fosfocreatina (CP) normalmente presenti nel muscolo, pronte per assolvere alle richieste immediate di una grande quantità di energia.

La fosfocreatina, composta da creatina e fosfato inorganico, cede il fosfato all’ADP, la quale si trasforma in ATP.

La riserva di fosfocreatina si esaurisce rapidamente dopo pochissimi secondi dall’inizio dell’esercizio.

Questo processo metabolico non produce acido lattico e consente di ottenere rapidamente ATP per uno sforzo molto intenso, ma di brevissima durata (pochi secondi).

Il meccanismo di risintesi della fosfocreatina avviene nel muscolo scheletrico a riposo attraverso l’associazione di una molecola di fosfato alle molecole di creatina.

Meccanismo anaerobico lattacido

Meccanismo anaerobico lattacido

L’ATP è prodotta dalla trasformazione del glicogeno muscolare ed epatico in assenza di ossigeno, con conseguente generazione di acido lattico.

Il glicogeno muscolare viene degradato in glucosio e da ogni molecola di glucosio si ottiene una produzione netta di 2 molecole di ATP e 2 molecole di acido piruvico.1

In assenza di ossigeno, l’acido piruvico si trasforma in acido lattico attraverso un processo di fermentazione.

Il lattato viene poi trasportato dal sistema circolatorio nel fegato, dove viene ritrasformato in glucosio e glicogeno muscolare.

Il meccanismo anaerobico lattacido consente di svolgere un esercizio ad alta intensità, per una durata breve (pochi minuti).

L’accumulo di acido lattico, infatti, determina la cessazione dell’esercizio.

Quando durante un esercizio intenso il processo di smaltimento dell’acido lattico è più lento del ritmo con cui viene prodotto, si verifica un accumulo muscolare che interferisce sul meccanismo di contrazione.

Il meccanismo aerobico

Meccanismo aerobico

La produzione di ATP avviene nei mitocondri cellulari in presenza di ossigeno, utilizzando due substrati energetici, i carboidrati e i grassi.

Nel primo caso, dall’acido piruvico prodotto dalla trasformazione del glucosio, viene ricavata una grande quantità di ATP (36 molecole di ATP)1.

Nel secondo caso, attraverso il catabolismo degli acidi grassi, che vengono liberati nel torrente ematico durante l’attività fisica, si ricava una quantità di ATP di gran lunga maggiore a tutti gli altri meccanismi energetici (da una singola molecola di acido grasso con 18 atomi di carbonio si ricavano 147 molecole di ATP)1.

L’insieme di reazioni che, in presenza di ossigeno, portano alla degradazione di piruvato, acetil-CoA e aminoacidi in energia, acqua e anidride carbonica è chiamato Ciclo di Krebs.

Il meccanismo aerobico funziona a patto che l’apporto di ossigeno sia garantito. Infatti, all’aumentare dell’intensità dell’esercizio fisico avviene rapidamente il passaggio al meccanismo anaerobico lattacido.

Il meccanismo aerobico è quindi un sistema molto efficiente di produzione di energia, in grado di sostenere un’attività di moderata intensità protratta nel tempo.

1. Fonte: William D. McArdle, Frank L. Katch, Victor L. Katch, Fisiologia applicata allo sport – Aspetti energetici, nutrizionali e performance. Casa Editrice Ambrosiana: 2° edizione (2009).

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