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Adattamenti biochimici nellallenamento. Endurance training.

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Presentazione sul tema: "Adattamenti biochimici nellallenamento. Endurance training."— Transcript della presentazione:

1 Adattamenti biochimici nellallenamento

2 Endurance training

3 Numerose variazioni metaboliche: Numerose variazioni metaboliche: Aumenta oxygen uptake Aumenta oxygen uptake Aumenta il metabolismo dei grassi Aumenta il metabolismo dei grassi –Diminuisce il livello di lattato ematico e muscolare (submaximal work load) –Aumenta laccumulo di glicogeno

4 Endurance training – effetti sulle riserve energetiche muscolari Endurance training aumenta le riserve di glicogeno e trigliceridi (TG) Endurance training aumenta le riserve di glicogeno e trigliceridi (TG) TG aumento ? Meccanismo non ancora noto TG aumento ? Meccanismo non ancora noto 2.5x aumento del glicogeno muscolare 2.5x aumento del glicogeno muscolare GLUT 4 (canale per il glucosio nel muscolo insulino-indipendente) GLUT 4 (canale per il glucosio nel muscolo insulino-indipendente) glicogeno sintasi glicogeno sintasi

5 Endurance training – effetti su tessuti extra-muscolari Endurance training aumenta: Endurance training aumenta: Gluconeogenesi nel fegato e reni Gluconeogenesi nel fegato e reni FFA disponibilità : FFA disponibilità : lipoprotein lipase activity ? lipoprotein lipase activity ? –uptake FFA dal sangue al muscolo –Acyl CoA synthetase -- attivazione FFA per ossidazione Carnitine shuttle Carnitine shuttle Carnitine transferase I and II Carnitine acyl transferase

6 Endurance training – effetti su enzimi citosolici ENZIMI GLICOLITICI: ENZIMI GLICOLITICI: Aumento : Hexokinase/PFK e PK Aumento : Hexokinase/PFK e PK Diminuizione: LDH Diminuizione: LDH riduzione della trasformazione del piruvato a ac.lattico riduzione della trasformazione del piruvato a ac.lattico From: Summerlin LR (1981) Chemistry for the Life Sciences. New York: Random House p 543.

7 Endurance training - effetti su enzimi citosolici Alanine aminotransferase aumenta durante endurance training Alanine aminotransferase aumenta durante endurance training AAT trans-amina piruvato ad alanina AAT trans-amina piruvato ad alanina Aumenta competizione con LDH per piruvato Aumenta competizione con LDH per piruvato Diminuisce piruvato per LDH Diminuisce piruvato per LDH –diminuisce lattato

8 Pyruvate dehydrogenase aumenta durante endurance training Pyruvate dehydrogenase aumenta durante endurance training Aumenta competizione con LDH per piruvato Aumenta competizione con LDH per piruvato –diminuisce lattato From: Summerlin LR (1981) Chemistry for the Life Sciences. New York: Random House p 550. Endurance training - effetti su enzimi citosolici

9 Endurance training aumenta il numero di mitocondri Endurance training aumenta il numero di mitocondri slow-twitch and fast-twitch fibres slow-twitch and fast-twitch fibres Aumenta lossidazione tramite: Aumenta lossidazione tramite: -oxidation -oxidation Krebs cycle Krebs cycle Catena trasporto elettroni Catena trasporto elettroni From: Keissling et al. (1971) Effect of physical training on ultrastructural features in human skeletal muscle. In: Muscle metabolism during exercise (ed. B Pernow and B Saltin). New York:Plenum Press Pp Endurance training - effetti su enzimi mitocondriali

10 Mitochondrial creatine kinase (MBCK) aumenta durante endurance training Mitochondrial creatine kinase (MBCK) aumenta durante endurance training Stimola creatina a formare PCr ATP Stimola creatina a formare PCr ATP rapida rimozione di ADP dal citoplasma rapida rimozione di ADP dal citoplasma Mantiene elevati livelli di ATP Mantiene elevati livelli di ATP –inibizione PFK activity Ridotta produzione di lattato? Ridotta produzione di lattato? From: Bessman & Geiger (1981) Transport of energy in muacle: The phosphorylcreatine shuttle. Science 211: Endurance training - effetti su enzimi mitocondriali

11 Endurance training -mioglobina ??

12 Endurance training – riduzione dellacido lattico muscolare ed ematico Si riducono le concentrazioni di lattato nel muscolo e nel sangue (submaximal work load) Si riducono le concentrazioni di lattato nel muscolo e nel sangue (submaximal work load) 2 meccanismi: 2 meccanismi: Diminuita produzione lattato Diminuita produzione lattato Diversi effetti (LDH,aumento FFA,transaminazione ALA) Diversi effetti (LDH,aumento FFA,transaminazione ALA) Aumento eliminazione lattato Aumento eliminazione lattato Adapted from: Donovan & Pagliassotti (1990) J. Appl. Physiol. 68(3):

13 Lactate threshold

14 Aumento assorbimento nel muscolo scheletrico ??? (MCT-X) Aumento assorbimento nel muscolo scheletrico ??? (MCT-X) Aumento gluconeogenesi in fegato and reni Aumento gluconeogenesi in fegato and reni aumento consumo da parte del cuore (MCT-X) aumento consumo da parte del cuore (MCT-X) From: Buckley et al (2001) No difference in net uptake or disposal of lactate by trained and untrained forearms during incremental lactate infusion. European Journal of Applied Physiology. 85(5): , 2001 Endurance training – riduzione dellacido lattico muscolare ed ematico

15 Endurance training - Effetti tempo dipendenti 50% mitochondri persi dopo un mese di stop allenamento 50% mitochondri persi dopo un mese di stop allenamento From: Maughan R., Gleeson M, Greenhaff P (1997) Biocehmistry of Exercise and Training. Oxford: Oxford University Press pp.195

16 Mecccanismi di adattamento muscolare Sintesi di proteine (enzimi) regolati da geni Sintesi di proteine (enzimi) regolati da geni Alcuni geni vengono attivati/spenti da molecole come ormoni etc. Alcuni geni vengono attivati/spenti da molecole come ormoni etc. Variazioni nella composizione delle fibre muscolari (aerobiche) Variazioni nella composizione delle fibre muscolari (aerobiche)

17 Endurance training - adattamenti ormonali Adrenalina - stimulata glycolysis, lipolysis ACTH - stimulata cortisolo secretion by adrenal cortex Cortisol - stimulates gluconeogenesis, lipolysis glucagon - increases glycogenolysis and gluconeogenesis GH (somatropina) - increases lipolysis and glycogenolysis

18 Anaerobic Training

19 Anaerobic training Anaerobic training (i.e. training per forza, potenza, velocità..) Anaerobic training (i.e. training per forza, potenza, velocità..) aumenta sistema anaerobico aumenta sistema anaerobico fosfocreatina fosfocreatina Glicolisi Glicolisi Effetti limitati: Effetti limitati: Metabolismo ossidativo ? Metabolismo ossidativo ? Funzione cardiaca Funzione cardiaca

20 Effetti sulle risorse energetiche Anaerobic training aumenta la concentrazione di: Anaerobic training aumenta la concentrazione di: ATP ATP PCr PCr Glicogeno Glicogeno

21 Effetti sulla glicolisi Anaerobic training aumenta la velocità della glicolisi (2 enzimi) : Anaerobic training aumenta la velocità della glicolisi (2 enzimi) : PFK PFK LDH LDH

22 Effetti sulla capacità tamponante Alte concentrazioni di lattato nel muscolo e nel sangue durante esercizi ad alta intensità: Aumenta la capacità buffer, maggiore nelle fibre Fast >slow; Aumentano i trasportatori di lattato MCT

23 Effetti sullipertrofia Anaerobic training porta ad ipertofrofia muscolare Anaerobic training porta ad ipertofrofia muscolare Stretch passivo puo indurre ipertrofia Stretch passivo puo indurre ipertrofia Ipertrofia induce unaumento nel numero di proteine muscolari Ipertrofia induce unaumento nel numero di proteine muscolari iperplasia? iperplasia? From: Kreider, RB (2000) High intensity training 1 set vs 3 sets. Muscular Development Sports & Fitness Magazine 37(8):

24 Meccanismi di adattamento muscolare Aumento dellespressione di proteine regolate da geni Aumento dellespressione di proteine regolate da geni Accensione/spengimento geni (nucleo) da ormoni etc. Accensione/spengimento geni (nucleo) da ormoni etc. direttamente - via citoscheletro direttamente - via citoscheletro indirettamente - via canali ionici sulla membrana indirettamente - via canali ionici sulla membrana Variazioni nella composizione delle fibre muscolari ??? Variazioni nella composizione delle fibre muscolari ??? Esercizio può indurre danni alle cellule muscolari: Esercizio può indurre danni alle cellule muscolari: Rilascio di fattori di crescita Rilascio di fattori di crescita satellite cells e fibre muscolari si fondono satellite cells e fibre muscolari si fondono

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26 Ipertrofia Muscolare: Meccanismi ?

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28 Mutazioni inattivanti miostatina

29 Approcci al doping genetico Gene della miostatina Due strade: modificare il gene che codifica la miostatina o somministrare inibitori della miostatina (es. follistatina) La miostatina è una proteina regolatrice della crescita muscolare. Appartiene alla superfamiglia dei TGF-beta E responsabile del differenziamento dei muscoli scheletrici Ha una funzione inibitoria della proliferazione delle cellule satelliti alle fibre muscolari. Mutazioni genetiche (es. ceppo bovino Belgium blue bull) provocano abnormi crescite dei muscoli Vedi: Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98:9306


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