Quali processi metabolici Quali processi metabolici producono ATP nel processo producono ATP nel processo

aerobico?aerobico?

• Processo aerobicoProcesso aerobico• GlicogenoGlicogeno• Glucosio ematicoGlucosio ematico• Acidi grassi Acidi grassi • Corpi chetoniciCorpi chetonici• Aminoacidi (proteine)Aminoacidi (proteine)

L’esercizio aerobicoL’esercizio aerobico

• Vengono coinvolti, durante le prime Vengono coinvolti, durante le prime fasi, questi substrati:fasi, questi substrati:

Glicogeno muscolareGlicogeno muscolare Glucosio ematicoGlucosio ematico

Inizialmente il glicogeno muscolare!Inizialmente il glicogeno muscolare!

GlicogenoGlicogeno

Glu -1PGlu -1P

2° 2°

L’acido L’acido lattico lattico prodotto prodotto dalle fibre dalle fibre bianchebianche

Produzione ATP

• Le fibre rosse utilizzano oltre che il glucosio proveniente dal glicogeno muscolare anche in parte l’acido lattico che proviene dalle fibre bianche:

Ac PiruvicoAc Piruvico

Acetil CoAAcetil CoA

KrebsKrebs

Ac LatticoAc Lattico Ac PiruvicoAc Piruvico

COCO22

LDHLDH

• La maggior parte di acido lattico, La maggior parte di acido lattico, rilasciato dalle fibre bianche, viene però rilasciato dalle fibre bianche, viene però rilasciato nel sangue, dove: rilasciato nel sangue, dove:

• - aumenta nelle prime fasi dell’esercizio, - aumenta nelle prime fasi dell’esercizio, per poi scendere rapidamente!per poi scendere rapidamente!

• L’acido lattico presente nel sangue L’acido lattico presente nel sangue viene trasportato al fegato e al muscolo viene trasportato al fegato e al muscolo cardiaco.cardiaco.

0 1 2 3 4 5 6 minuti

3° evento – Glucosio ematico3° evento – Glucosio ematico

Rilascio di glucosio dal fegato durante l’esercizioRilascio di glucosio dal fegato durante l’esercizio

Incremento maggiore

Glucosio ematico

• E’ soprattutto l’utilizzo di questo E’ soprattutto l’utilizzo di questo metabolita a rifornire di materiale metabolita a rifornire di materiale saccaridico il muscolo scheletrico nelle saccaridico il muscolo scheletrico nelle prime fasi del lavoro aerobico.prime fasi del lavoro aerobico.

• Il rilascio di glucosio dal fegato è sotto Il rilascio di glucosio dal fegato è sotto il controllo dell’adrenalinail controllo dell’adrenalina

38 ATP38 ATP

6P6PGlucosio Glicogeno muscolare

(%)(%) (%)(%) (%)(%)

268 +27 (9%) = 295268 +27 (9%) = 295

220 +36 (14%) = 256220 +36 (14%) = 256

232 +54 (19%) = 286232 +54 (19%) = 286

148 +99 (40%) = 247148 +99 (40%) = 247

156 + 135 (46%) = 291156 + 135 (46%) = 291

100 + 144(59%) = 244100 + 144(59%) = 244

166 + 171 (60%) = 287166 + 171 (60%) = 287

Calorie consumateCalorie consumate

Utilizzo lipidi

• Con l’aumento dell’attività fisica aerobica, si Con l’aumento dell’attività fisica aerobica, si è osservato un maggior coinvolgimento degli è osservato un maggior coinvolgimento degli acidi grassi provenienti:acidi grassi provenienti:

• FFA – legati all’albumina presenti nel plasmaFFA – legati all’albumina presenti nel plasma• Acidi grassi provenienti da grassi del tessuto Acidi grassi provenienti da grassi del tessuto

adiposoadiposo• Acidi grassi provenienti da grassi presenti Acidi grassi provenienti da grassi presenti

nel muscolo scheletriconel muscolo scheletrico

Disponibilità acidi grassiDisponibilità acidi grassi

• Come mai si liberano gli acidi grassi dal Come mai si liberano gli acidi grassi dal tessuto adiposo?tessuto adiposo?

• Lo sforzo fisico si accompagna sempre con Lo sforzo fisico si accompagna sempre con un maggior rilascio di adrenalina, dovuta allo un maggior rilascio di adrenalina, dovuta allo stress fisico.stress fisico.

• L’adrenalina stimola in maniera differente il L’adrenalina stimola in maniera differente il fegato, il muscolo scheletrico e il tessuto fegato, il muscolo scheletrico e il tessuto adiposo su questo ultimo l’azione si può così adiposo su questo ultimo l’azione si può così sintetizzare: sintetizzare:

AdrenalinaAdrenalina

FFA-AlbuminaFFA-Albumina

Protein Cinasi AProtein Cinasi Ainattivainattiva

Protein Cinasi AProtein Cinasi Aattivaattiva

Lipasi ormone sensibileLipasi ormone sensibileinattivainattiva

Lipasi ormone sensibileLipasi ormone sensibileattivaattiva

PP

Acidi GrassiAcidi Grassi

AdipocitaAdipocita

GliceroloGlicerolo

AlbuminaAlbumina

Muscolo CardiacoMuscolo Cardiaco

Ac. GrassiAc. Grassi

Acil-CoAAcil-CoA

MuscoloMuscoloFegatoFegato

CR = 2ATPCR = 2ATP

CR = 3 ATPCR = 3 ATP

β - ossidazione

• Un acido grasso a 18 atomi di carbonio viene demolito in 8 giri a:

• 9 acetil CoA• Da ogni distacco si liberano:

• 1 NADH.H+ e 1 FADH2 = 5ATP• Si liberano pertanto:

• 8 x 5 = 40 ATP

Acil CoAAcil CoA

12 ATP12 ATP

Situazione fegatoSituazione fegato

• Anche il fegato è sotto l’effetto della Anche il fegato è sotto l’effetto della adrenalina e pertanto:adrenalina e pertanto:

• demolisce il glicogeno epatico e demolisce il glicogeno epatico e trasferisce il glucosio nel sanguetrasferisce il glucosio nel sangue

• converte l’acido lattico proveniente dal converte l’acido lattico proveniente dal muscolo in glucosio (che poi rilascia muscolo in glucosio (che poi rilascia nel sangue)nel sangue)

• Che substrati utilizza come fonte Che substrati utilizza come fonte energetica in questi momenti?energetica in questi momenti?

FegatoFegato

Glic

ogen

o

Glucosio 6PGlucosio 6P

Ac Ac LatticoLattico Ac. PiruvicoAc. Piruvico

GlucosioGlucosio

β - ox

Acetil CoAAcetil CoA

KrebsKrebs

Ossalacetato

Ossalacetato CitratoCitrato

Acil CoAAcil CoA

Ac grassiAc grassi

Acil CoAAcil CoAAc Ac PiruvicoPiruvico

PDHPDH

++

ATP

Eccesso di Acidi grassi ββ - Ox - Ox

Acetil CoAAcetil CoA

OssalacetatoOssalacetato CitratoCitrato

= 1000= 1000

= 1000= 1000

Ac piruvicoAc piruvico

GlucosioGlucosio

= 400= 400

= 600 ?= 600 ?

Ma poiché il glucosio esce dal Ma poiché il glucosio esce dal fegato e pertanto molto poco fegato e pertanto molto poco diventa ac. Piruvico …..diventa ac. Piruvico …..

Corpi Corpi ChetoniciChetonici

Muscolo, Muscolo, Cuore, Cuore,

CervelloCervello

Acidi grassiAcidi grassi Acidi grassiAcidi grassi

PolmoniPolmoni

MuscoloMuscolo

FEGATOFEGATO

• Corpi chetonici:

• 3 Acetil - CoA

• Acetoacetato β idrossibutirrato

NADH2 NAD+

Sangue

Acetone

Muscolo scheletrico e Muscolo scheletrico e cardiaco Cervellocardiaco Cervello

PolmoniPolmoni

Utilizzo proteine

• Alcune proteine del corpo non sono prontamente disponibili, ma alcune muscolari ed alcune epatiche invece vengono prontamente catabolizzate, in particolare durante un esercizio di lunga durata

• Pertanto anche le proteine possono essere utilizzate durante un esercizio aerobico.

Proteine

• Esiste pertanto una regolazione a livello muscolare che spinge in alcune condizioni gli aminoacidi verso la sintesi ed in altre situazioni invece li indirizza verso il catabolismo.

• Questi stimoli sono per lo più legati alla azione degli ormoni, in particolare del cortisolo, ormone prodotto dalla surrene

KREBSKREBS

Circa un 20%Circa un 20%Circa un 80%Circa un 80%

Eliminazione NHEliminazione NH33

• Due meccanismi:Due meccanismi:

• 1° Transaminazione1° Transaminazione

Aa + Ac.Piruvico Alanina + Aa + Ac.Piruvico Alanina + -chetoacido-chetoacido

2° Desaminazione2° Desaminazione

Aa Aa -chetoacido + NH-chetoacido + NH33

NHNH22

1° meccanismo1° meccanismo

Eliminazione NHEliminazione NH33

• Formazione di glutammina

• Ac glutammico Glutammina

NHNH33

ATP ADPATP ADP

Fegato Fegato ReneRene

2° meccanismo2° meccanismo

Quota proteicaQuota proteica

• La quota proteica che introduciamo La quota proteica che introduciamo giornalmente può provenire da una giornalmente può provenire da una alimentazione prevalentemente animale alimentazione prevalentemente animale o vegetale, ciascuna è in grado di o vegetale, ciascuna è in grado di fornire vantaggi o svantaggifornire vantaggi o svantaggi

Maggior Maggior contrazione contrazione

ma minor ma minor resistenzaresistenza

Minor Minor contrazione contrazione

più resistenza più resistenza alla faticaalla fatica

Quota proteicaQuota proteica

• L’introduzione di proteine di origine L’introduzione di proteine di origine animale risolve i problemi degli Aa animale risolve i problemi degli Aa essenziali, però gli alimenti contengono essenziali, però gli alimenti contengono alte percentuali di grassi saturi e alte percentuali di grassi saturi e colesterolo.colesterolo.

• L’introduzione di proteine di origine L’introduzione di proteine di origine vegetale risolve il problema dei grassi vegetale risolve il problema dei grassi saturi e del colesterolo, ma presenta il saturi e del colesterolo, ma presenta il problema degli Aa essenziali.problema degli Aa essenziali.

Aa ramificatiAa ramificati

• Un discorso particolare meritano gli Aa Un discorso particolare meritano gli Aa ramificati (BCCA) (valina, leucina ed ramificati (BCCA) (valina, leucina ed isoleucina) presenti in alta concentrazione isoleucina) presenti in alta concentrazione nel muscolo scheletrico e cardiaco.nel muscolo scheletrico e cardiaco.

• Il significato biologico e l’interesse Il significato biologico e l’interesse scientifico è legato alla “incapacità” del scientifico è legato alla “incapacità” del fegato di metabolizzarli e pertanto essi fegato di metabolizzarli e pertanto essi vengono dirottati e catabolizzati dal muscolovengono dirottati e catabolizzati dal muscolo

BCKA BCKA deidrogenasideidrogenasi

Aumenta l’attività Aumenta l’attività con lo sforzo con lo sforzo

muscolaremuscolare

La Fao consiglia di assumerli in rapporto di 2:1:1:

Leucina 40 mg/kg/die• Isoleucina 23mg/kg/die• Valina 20mg/kg/die

• Il fabbisogno è di 83 mg/kg/die, in un soggetto di 70 Kg è necessario introdurre almeno

• 6 g/die.6 g/die.

• Per un atleta il valore viene raddoppiato • 10-12 g/die.10-12 g/die.

Soglia anaerobicaSoglia anaerobica

• Rappresenta:Rappresenta:

• Il massimo carico di lavoro che può Il massimo carico di lavoro che può essere sostenuto da un soggetto per essere sostenuto da un soggetto per tempi prolungati senza che ciò tempi prolungati senza che ciò comporti accumulo di:comporti accumulo di:

• Acido latticoAcido lattico

• Fino a quando la sua concentrazione Fino a quando la sua concentrazione rimane intorno a 1 – 2,5 mM non si rimane intorno a 1 – 2,5 mM non si creano problemi per il muscolocreano problemi per il muscolo

L’aumento di acido L’aumento di acido lattico è legato allo lattico è legato allo sforzo muscolaresforzo muscolare

LatticemiaLatticemia

• L’aumento dell’acido lattico è legato allo sforzo fisico e pertanto al consumo di ossigeno.

• Più aumenta e più si intensifica il lavoro fisico, maggior contributo di ossigeno viene richiesto dalle fibre muscolari

• Ma esiste un limite!• Se lo si supera l’organismo non è più in

grado di rispondere

Consumo ossigenoConsumo ossigeno

• In condizioni basali e di riposo il consumo di In condizioni basali e di riposo il consumo di ossigeno è:ossigeno è:

• 200 - 250 ml/min 12-15 litri/h200 - 250 ml/min 12-15 litri/h• In attività fisiche intense si arriva fino a:In attività fisiche intense si arriva fino a:• 4.000 ml/min 240 litri/h4.000 ml/min 240 litri/h• In tal caso, gli atleti sottoposti a sforzi In tal caso, gli atleti sottoposti a sforzi

enormi non riescono a introdurre sufficiente enormi non riescono a introdurre sufficiente ossigeno e si ha aumento della latticemiaossigeno e si ha aumento della latticemia

Quale è il Quale è il motivo per il motivo per il quale si forma quale si forma un eccesso un eccesso acido lattico acido lattico nelle fibre nelle fibre rosse abituate rosse abituate al lavoro al lavoro aerobico?aerobico?

MMIMMI

Glucosio 6PGlucosio 6P

Ac. PiruvicoAc. Piruvico

Acetil CoAAcetil CoA KrebsKrebs

3 NADH.H3 NADH.H++

FADHFADH22FADFAD++

CRCR

3 NAD3 NAD++

½ O½ O22

HH22 O O

Lavoro moderato Lavoro Intenso

Ac. GrassiAc. Grassi

Acil CoA. Acil CoA.

Acil CoA. Acil CoA.

CarCar

ββ- Ox- Ox

NADNAD++

NADH.HNADH.H++

NADH.H+NADH.H+NADNAD++

Ac Piruvico Ac LatticoAc Piruvico Ac Lattico

NAD+

NADH.H+