ATP ADP + Penergia

contrazione muscolare

ABEBE BIKILA

L’energia necessaria per qualunque funzione biologica è fornita da un unico composto: l’ATP (Adenosine Tri-Phosphate)

Contrazione anaerobica

Contrazione aerobica

energia

contrazione muscolare

ATP ADP + P

energia

La quantità di ATP presente nel muscolo può sostenere la contrazione per meno di un secondo!

Quindi Powell e Tergat devono rifornirsi di ATP mentre corrono, come se un automobile si rifabbricasse continuamente la benzina mentre la consuma

Partenza Fase lanciata Recupero

I 100 metri piani: una corsa anaerobica

Il muscolo contiene una piccola riserva di creatina fosfato (CP)

CP + ADP ATP + C

Una sola reazione rende quindi immediatamente (quasi istantaneamente) disponibile l’ATP. La contrazione è CP dipendente. La potenza muscolare è la più elevata possibile.

Diminuisce la creatina-fosfato

Jesse Owens

energiacontrazione

ATP ADP + P

Dopo 4 s di corsa la riserva di CP si esaurisce Carl

Lewis

Entra in gioco un’altra fonte di ATP: il

glicogeno

12 reazioni

G L I C O L I S I anaerobica

Glicogeno

Lattato

ATP ADP + P

energia

contrazione muscolare

La potenza muscolare diminuisce, perché entrano in gioco 12 reazioni. Si accumula lattato

Acido lattico

Come viene smaltito l’acido lattico durante il periodo di recupero?

Il livello ematico di acido lattico nel sangue torna alla norma: l’atleta ha “recuperato”, ed è pronto a correre di nuovo (Hary)

Acido lattico

M U S C O LO

S A N G U E

F E G A T O

Acido lattico

Acido lattico

Il glicogeno diminuisce di poco, perchè la corsa è breve

1-3 h0 s 10 s3-4 sCreatina fosfato

Glicogeno

Acido lattico

Fonti di ATP nei 100 metri piani e recupero

partenza fase lanciata recuperoarrivo

Durata della corsa

10

10 20 30 40 s

Vel

ocità

m

assi

ma

in m

/s

9

8

Per tempi superiori ai 20s la velocità diminuisce sensibilmente

Per quanto tempo Powell può mantenere la velocità massima?

LA MARATONA: UNA CORSA AEROBICA

Partenza Arrivo A) Il muscolo possiede ca.

400 g di glicogeno. Poiché il maratoneta consuma 5 g di glicogeno al minuto, potrebbe correre per soli 80 minuti. Oltre al glicogeno, quindi, deve esistere un’altra fonte di energia.

B) Il glicogeno è drasticamente diminuito, ma il lattato non è aumentato nel sangue.

I grassi (o lipidi)

Quindi il glicogeno muscolare deve essere utilizzato durante la corsa con un meccanismo diverso da quello dei cento metri

LA MARATONA

Il glicogeno viene utilizzato tramite l’intervento dell’O2

glicogeno

La potenza muscolare diminuisce, ma la durata aumenta.

MU

SC

OL

O

CO2 + H2O

Glicogeno

Glicolisi aerobica (20 reazioni)

Mitocondrio (ossidazioni biologiche)

O2

ATP ADP + P

Contrazione muscolare

Energia

O2 dell’aria

inspirataPolmoni

Sangue

Contrazione muscolare aerobica

Depositi di lipidi

Nel sangue come acidi grassi

Depositi di lipidi

Acidi grassi

CO2 + H2OCO2 + H2O

MIT

OC

ON

DR

IO Energia per la contrazione

ATP ADP

Acidi grassi + O2

Energia per la contrazione

ATP ADP + P+ P

MUSCOLO

MUSCOLO

LA MARATONA Anche i lipidi vengono utilizzati tramite l’intervento dell’ O2

O2 atmosferico

Polmoni

Sangue

Almeno 30 reazioni. Quindi la potenza muscolare diminuisce ancora

glicogeno

lipidi

acidi grassi

acido lattico

I combustibili della maratona

0 Km 42,195 Km21 Km

Powell produce ca. 18 mg di ATP al secondo (potenza muscolare). La sua velocità media è di 10,2 m/s

Tergat produce ca. 9 mg di ATP/sec (potenza muscolare). La sua velocità media è di: 5,6 m/s

La potenza muscolare dipende dalla capacità di produrre ATP

Vel

oci

tà (

m/s

)

Durata della corsa (s)

Dipendenza della velocità dalla durata della corsa

9,74 s

100 metri piani

1.000 metri

131,96 s

Maratona

42,1095 Km

2 hr 5 min 55 s

Una sola reazione

No (contrazione anaerobica)

Creatina-fosfato (3-4 secondi)

Almeno 30 reazioni + intervento dei depositi lipidici extramuscolari e dei mitocondri

Si (contrazione aerobica)

Lipidi

Almeno 21 reazioni + intervento dei mitocondri

Si (contrazione aerobica)

Glicogeno

(maratona)

70Almeno 12 reazioni

No (contrazione anaerobica)

Glicogeno

(100 metri)

Massima produzione di ATP (potenza muscolare) ottenibile dai diversi “combustibili”

CombustibileIntervento dell’O2

Potenza (capacità di produzione di ATP)

Complessità del processo

100

30

20

Durante la maratona viene consumato il glicogeno Durante la maratona viene consumato il glicogeno muscolare con un meccanismo aerobico (sforzo muscolare con un meccanismo aerobico (sforzo aerobico)aerobico)

Dall’aria inspirata

All’aria espirata

GLICOLISI AEROBICA

MITOCONDRIO

Glicogeno muscolare

Glucosio-fosfato

piruvato

CICLO DI KREBS

O2

CO2 + H2O

ATP = ADP + P

Fosfocreatina

La situazione (3) non è identica alla (1). Per tornare a contrarsi l’ADP deve ritrasformarsi in ATP. Lo fa in modo diverso nello sforzo anaerobico e in quello aerobico

Diminuisce la creatina fosfato

Qui l’’ATP necessario per la contrazione viene fornito da una semplice reazione:

CP + ADP ATP + C (1)

Contrazione anaerobica creatina fosfato dipendente, detta anche contrazione anaerobica alattacida

ATP ADP + P (2)

contrazione

energia

La maratona

Come vengono utilizzati i lipidi

Acidi grassi nel sangue

Lipidi dei depositi

Complessi acidi grassi-albumina CO2 + H2O

Energia per la contrazione

ATP ADP + P

MUSCOLO

MIT

OC

ON

DR

IO

Acidi grassi attivati

Acidi grassi attivati + O2

O2 atmosferico

Polmoni

Sangue

Il consumo dei lipidi comporta l’accumulo di acidi grassi nel sangue

Acidi grassi

O2 atmosferico

Polmoni

Sangue

La maratona La maratona

1)1) Come viene utilizzato il glicogenoCome viene utilizzato il glicogeno

2)2) Perché la corsa è aerobicaPerché la corsa è aerobica

MUSCOLO

MIT

OC

ON

DR

IO

Glicogeno muscolareGlucosio fosfato

piruvato

Energia per la contrazione

ATP ADP + P

CO2 + H2O

Ciclo di Krebs O2

Glicogeno muscolareGlucosio fosfato

piruvato10 reazioni

9 reazioni