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La Biochimica della Fatica. La Fatica Muscolare La fatica muscolare La fatica muscolare Incapacità di mantenere nel tempo una determinata intensita nellesercizio.

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Presentazione sul tema: "La Biochimica della Fatica. La Fatica Muscolare La fatica muscolare La fatica muscolare Incapacità di mantenere nel tempo una determinata intensita nellesercizio."— Transcript della presentazione:

1 La Biochimica della Fatica

2 La Fatica Muscolare La fatica muscolare La fatica muscolare Incapacità di mantenere nel tempo una determinata intensita nellesercizio o nella forza generata Incapacità di mantenere nel tempo una determinata intensita nellesercizio o nella forza generata

3 Chi provoca la fatica muscolare? Chi provoca la fatica muscolare? Fenomeno dovuto allinsorgenza di molteplici eventi biochimici : Fenomeno dovuto allinsorgenza di molteplici eventi biochimici : Diminuizione di metaboliti importanti nel meccanismo della contrazione muscolare (fosfageni e glicogeno) Diminuizione di metaboliti importanti nel meccanismo della contrazione muscolare (fosfageni e glicogeno) Accumulo di metaboliti che impediscono la contrazione (acido lattico e calcio) Accumulo di metaboliti che impediscono la contrazione (acido lattico e calcio) La Fatica Muscolare

4 I fosfageni La diminuzione dei fosfageni associata con la fatica durante esercizi ad alta intensità e breve durata La diminuzione dei fosfageni associata con la fatica durante esercizi ad alta intensità e breve durata Copyright 1997 Associated Press. All rights reserved.

5 I fosfageni Fonte immediate per la sintesi di ATP è la fosfocreatina (PCr) Fonte immediate per la sintesi di ATP è la fosfocreatina (PCr) Creatine kinase mantiene ATP concentrazione fisiol. Creatine kinase mantiene ATP concentrazione fisiol.

6 I fosfageni Durante esercizio ad un determinato carico, PCr diminuisce in due fasi: Durante esercizio ad un determinato carico, PCr diminuisce in due fasi: Rapido declino iniziale Rapido declino iniziale Declino secondario più lento Declino secondario più lento Dovuto alla glicolisi e KC che producono ATP e quindi PCr Dovuto alla glicolisi e KC che producono ATP e quindi PCr Lintensità dellesercizio modifica landamento delle due fasi Lintensità dellesercizio modifica landamento delle due fasi Adapted from: Brooks GA & Fahey TD. (1985) Exercise Physiology: Human Bioenergetics and its Applications. New York: MacMillan. p705

7 I fosfageni Linsorgenza della fatica coincide con la riduzione della PCr Linsorgenza della fatica coincide con la riduzione della PCr PCr si riduce, ATP si riduce (esercizi breve durata, alta intensità) PCr si riduce, ATP si riduce (esercizi breve durata, alta intensità) Adapted from: Sahlin K. (1986) Metabolic changes limiting muscle performance. In: B Saltin (Ed) Biochemistry of Exercise VI. Champaign: Human Kinetics. p334

8 I fosfageni Formazione di ATP da PCr consuma H + Formazione di ATP da PCr consuma H + buffer effect negli esercizi ad alta intensità buffer effect negli esercizi ad alta intensità ADP + PCr + H + ATP + Cr

9 I fosfageni Alta intensità, PCr si riduce adenylate kinase (myokinase) ADP + ADP ATP + AMP AMP IMP + NH 3

10 Valori espressi mmolkg -1 DW

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12 Il glicogeno La diminuizione delle riserve di Glicogeno associata con linsorgenza della fatica durante esercizi prolungati submaximal La diminuizione delle riserve di Glicogeno associata con linsorgenza della fatica durante esercizi prolungati submaximal

13 Il glicogeno Le fibre Slow-twitch perdono glicogeno prima delle fast-twitch; Le fibre Slow-twitch perdono glicogeno prima delle fast-twitch; La diminuizione di Glicogeno aumenta con laumentare dellintensità dellesercizio La diminuizione di Glicogeno aumenta con laumentare dellintensità dellesercizio

14 Il glicogeno Il fegato rilascia glucosio per contrastare la riduzione del glicogeno muscolare Il fegato rilascia glucosio per contrastare la riduzione del glicogeno muscolare Quando il glicogeno muscolare ed epatico termina, lacetyl CoA si forma da: Quando il glicogeno muscolare ed epatico termina, lacetyl CoA si forma da: -oxidation (FFA) -oxidation (FFA) glucosio da gluconeogenesi glucosio da gluconeogenesi Ridotta sintesi di acetyl CoA (e ATP) = inorgenza della fatica Ridotta sintesi di acetyl CoA (e ATP) = inorgenza della fatica

15 Lacido lattico Durante esercizi di intensità moderata/alta, lacido lattico si accumula nei muscoli e nel sangue Durante esercizi di intensità moderata/alta, lacido lattico si accumula nei muscoli e nel sangue Acido lattico 99.5% si dissocia a pH fisiologico ?? Acido lattico 99.5% si dissocia a pH fisiologico ?? acido Lattico accumulato è associato con linsorgenza della fatica (segnale della fatica?) acido Lattico accumulato è associato con linsorgenza della fatica (segnale della fatica?) Ione lattato, non ancora noto il suo ruolo ? Ione lattato, non ancora noto il suo ruolo ? H +, diverse ipotesi (H+ origine diversa?) H +, diverse ipotesi (H+ origine diversa?) COOH HO – C – H CH3 H+

16 IPOSSIA TISSUTALE GLUCOSIO 2 LATTATO 2 ADP + 2 P i 2 ATP + 2 H2O Lacidosi metabolica in corso di ipossia MUSCOLARE NON è data dalla sintesi del lattato ma dal consumo dellATP non più associato ad una efficiente fosforilazione ossidativa influisce solo parzialmente sul pH ! ADP + P i + H + ATP + H 2 O FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA COOH - HO – C – H CH3 IDROLISI ATP

17 Lacido lattico H + ipotesi: quando H+ aumenta H + ipotesi: quando H+ aumenta Stimola la degradazione della PCr Stimola la degradazione della PCr ADP + PCr + H + ATP + Cr Inibizione della PFK (enzima della glicolisi) Inibizione della PFK (enzima della glicolisi)

18 Lacido lattico H + ipotesi: H + ipotesi: Impedisce al Ca 2+ di legarsi con troponina C Impedisce al Ca 2+ di legarsi con troponina C Inibizione della triacylglycerol lipase (Adipociti) Inibizione della triacylglycerol lipase (Adipociti) Ridotta lipolisi aumenta il consumo di zuccheri, quindi le riserve di glicogeno finiscono prima!!! Ridotta lipolisi aumenta il consumo di zuccheri, quindi le riserve di glicogeno finiscono prima!!! Adapted from: Tortora GJ & Grabowski SR. (2000) Principles of Anatomy and Physiology (9th Ed). New York: Wiley. p279

19 Lacido lattico Laumento dellacidosi muscolare potrebbe favorire la capacità dei tubuli T nel trasmettere il potenziale dazione al reticolo sarcoplasmico (riduzione dellaccumulo di K+) Laumento dellacidosi muscolare potrebbe favorire la capacità dei tubuli T nel trasmettere il potenziale dazione al reticolo sarcoplasmico (riduzione dellaccumulo di K+) Carburante per altre fibre, cuore Carburante per altre fibre, cuore Ruolo delle MCT-X Ruolo delle MCT-X Adapted from: Pedersen et al. Intracellular acidosis enhances the excitability of working muscle. Science 305: , 2004.

20 Glicolisi

21 La formazione di Ac.lattico permette di eliminare gli ioni H + che si accumulano nella cellula (idrolisi ATP) Acido Lattico

22 Il calcio Ca 2+ rilasciato dal reticolo sarcoplasmico puo entrare nei mitocondri (induce morte cell) Ca 2+ rilasciato dal reticolo sarcoplasmico puo entrare nei mitocondri (induce morte cell) Diminuizione del potenziale di membrana mitocondriale Diminuizione del potenziale di membrana mitocondriale Ridotta ATP sintasi Ridotta ATP sintasi –Ridotta ATP From: Matthews, CK & van Holde KE (1990) Biochemistry. Redwood City:Benjamin Cummings p.526.


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