Il metabolismo: cos’è e come funziona

INDICE:

• Il metabolismoMetabolismo Degradazione delle sostanze nutritive con lo scopo di produrre energia. nel muscolo
• Meccanismi metabolici di ricostruzione dell’ATPATP O adenosina trifosfato, è un composto chimico che fornisce alla cellula l'energia necessaria per svolgere le attività biologiche.
• Utilizzo dei sistemi energetici

Quando si parla di attività fisica si fa spesso riferimento a un fattore che può essere considerato un alleato, o meno, per il nostro organismo: il metabolismo. Ma siamo sicuri di sapere di cosa si tratta e di come esso funziona?

Per cercare di capirlo proviamo innanzitutto a dare una definizione. Per farlo ci facciamo aiutare dalla biologia che, negli ultimi anni, è stata molto chiara in merito. Secondo questa materia il metabolismo è l’insieme delle reazioni chimiche che avvengono in una cellula e quindi in un organismo. In questo contesto cercheremo di mettere da parte, anche solo per un attimo, le numerose nozioni accademiche riguardo questo argomento. Non fraintendetemi, non dico che non servono, anzi sono il primo che sostiene che l’informazione è fondamentale. Semplicemente cerchiamo di approfondire il tema in termini più pratici.

Sappiamo come il movimento umano avviene grazie al nostro apparato locomotore, formato a sua volta da sistema scheletrico e sistema muscolare. Ma cerchiamo di soffermarci su quest’ultimo aspetto, il muscolo. Come avviene il fenomeno della contrazione? C’entra qualcosa il metabolismo cellulare?

IL METABOLISMO NEL MUSCOLO

Innanzitutto, affinché venga prodotto movimento, devono essere soddisfatte alcune semplici condizioni. Una di queste è la presenza di molecole di ossigeno che, attraverso l’apparato respiratorio, vengono prelevate dall’aria che respiriamo e introdotte nel corpo umano. Successivamente sono trasportate nelle fibre muscolari dall’apparato cardiocircolatorio, in modo da distribuirle in tutto il resto del corpo. Inoltre, per fare avvenire la contrazione, la fibra muscolare deve essere eccitata da uno stimolo prodotto e trasmesso dal sistema nervoso centrale.

Tutto questo non è ancora sufficiente per produrre movimento umano. Quello che c’è ancora da capire è da dove arriva l’energia per determinare questi passaggi.

Come si ricava, quindi, l’energia necessaria per determinare la contrazione muscolare?

Leviamo subito ogni dubbio, l’energia utile alla contrazione muscolare è l’ATP. Questa non è prodotta dal corpo umano ma, è ricavata dagli alimenti. Pertanto, attraverso ciò che mangiamo, introduciamo delle fonti energetiche che poi andranno a ricostruire l’ATP.

Il vero problema è che nel nostro corpo troviamo poca ATP. Ora procediamo in maniera più schematica possibile. Sembra complicato, ma non lo è affatto. L’ATP ha permesso la contrazione muscolare, questa ha prodotto calore fino ad arrivare ad un composto chiamato ADP. Quest’ultimo non è utilizzabile per la contrazione muscolare e quindi c’è il bisogno di risintetizzare nuovamente ATP. Questo processo avviene, come detto in precedenza, grazie agli alimenti che introduciamo, che permettono di ricostruire le riserve di ATP. In particolare, le riserve energetiche utilizzate, sono le seguenti:

• GlicogenoGlicogeno Fonte di deposito e di riserva del glucosio.: riserva di zuccheri contenuto nei muscoli e nel fegato;
• Tessuto adiposoTessuto adiposo Principale deposito di grassi.: riserva di grassi contenuta sotto la cute;
• Proteine: riserva utilizzata in maniera limitata.

MECCANISMI METABOLICI DI RICOSTRUZIONE DELL’ATP

I metodi per sintetizzare nuovamente ATP sono sostanzialmente tre:

• Meccanismo anaerobico alattacido. Utilizza riserve di fosfocreatina (PC) che, trovandosi in misura limitata nel muscolo, vengono esaurite rapidamente. La A di Anaerobico significa proprio che non viene utilizzato ossigeno. Questo significa che tale meccanismo viene messo in atto per esercizi di breve durata ma elevatissima potenza. Il classico esempio sono i 100 metri piani che i migliori al mondo eseguono anche in 10 secondi circa (vedi Usain Bolt). La riserva di PC è di circa 120g e viene ripristinata durante il recupero tra un esercizio e un altro. Si considera che nei primi 30 secondi ne viene recuperata già il 70%.

• Meccanismo anaerobico lattacido. In questo caso viene utilizzato il glucosioGlucosio Zucchero più presente in natura. per produrre energia, tramite un processo definito glicolisi. Ripeto, non ci addentreremo nei dettagli biochimici della questione, è solo importante capire la sequenza degli avvenimenti. Anche in questo caso c’è una A di troppo nella parola anaerobico, quindi anche questo processo avviene in assenza di ossigeno. Qui però manca una importante A nella seconda parolina, che rende differente questo meccanismo rispetto a quello precedente. La parola lattacido sta a significare che viene prodotto acido lattico, che può essere tollerato nei muscoli entro determinati limiti. Se vengono superati, bisogna ridurre l’intensità dell’esercizio fisico o fermarsi completamente. In termini pratici questo metabolismo viene chiamato in causa in esercizi di durata dai 50 secondi al minuto. Il classico esempio sono i 400 metri piani, che a differenza dei colleghi 100 metri, vengono svolti mediamente in 45 secondi circa.

• Meccanismo aerobico. Finalmente non ci sono superflue A che ci complicano la vita. Questo significa che viene prodotta ATP in presenza di ossigeno. Tale energia viene ricavata ancora una volta dal glucosio, ma anche da un’altra molecola: i grassi. Utilizzando questi ultimi come fonte energetica si evince come questo meccanismo aerobico venga spesso chiamato in causa per perdere peso o, quantomeno, tessuto adiposo.  

UTILIZZO DEI SISTEMI ENERGETICI

Questi 3 sistemi si possono anche alternare fra loro ed essere sfruttati nella stessa prestazione sportiva. Cerchiamo di capire come. All’inizio dell’esercizio fisico massimale attraverso il metabolismo anaerobico alattacido si ha una produzione molto elevata di ATP. Ma dopo pochi secondi il livello di risintesi di questa molecola è pari allo zero; abbiamo infatti visto come in 10-15 secondi è quasi esaurito. Invece, nel metabolismo anaerobico lattacido si ha una discreta produzione di ATP. Nonostante questo, dopo il minuto, questa cala drasticamente, fino ad arrivare ad un livello pari a 0. L’unico esercizio che può essere protratto nel tempo dopo 3-4 minuti è quello svolto mediante il metabolismo aerobico.

Tramite questa tabella proviamo a sintetizzare e chiarire quanto detto finora.

METABOLISMO IN PILLOLE

• Il metabolismo nel muscolo. Studiare la fisiologia del muscolo ci aiuta a comprendere la sua funzionalità nelle prestazioni sportive;
• Meccanismi metabolici di ricostruzione dell’ATP. L’impiego di 3 sistemi energetici diversi permette di ripristinare l’ATP;
• Utilizzo dei sistemi energetici. A seconda della prestazione sportiva entra in gioco un particolare sistema piuttosto che un altro.

Michele Fazio

Preparatore Atletico Federazione Italiana Tennis

Personal Trainer – Chinesiologo Clinico