L’energia necessaria per qualunque funzione biologica è fornita da un unico composto: l’ATP (Adenosine Tri-Phosphate) Contrazione anaerobica Contrazione aerobica ABEBE BIKILA energia contrazione muscolare ATP ADP + P

energia energia contrazione muscolare ATP ADP + P La quantità di ATP presente nel muscolo può sostenere la contrazione per meno di un secondo! contrazione muscolare ATP ADP + P energia energia Quindi Powell e Tergat devono rifornirsi di ATP mentre corrono, come se un automobile si rifabbricasse continuamente la benzina mentre la consuma

I 100 metri piani: una corsa anaerobica Partenza Fase lanciata Recupero

Jesse Owens Diminuisce la creatina-fosfato Il muscolo contiene una piccola riserva di creatina fosfato (CP) CP + ADP ATP + C ATP ADP + P energia contrazione 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

Entra in gioco un’altra fonte di ATP: il glicogeno Carl Lewis Dopo 4 s di corsa la riserva di CP si esaurisce Entra in gioco un’altra fonte di ATP: il glicogeno La potenza muscolare diminuisce, perché entrano in gioco 12 reazioni. Si accumula lattato ATP ADP + P energia contrazione muscolare 12 reazioni G L I C O L I S I anaerobica Glicogeno Lattato

Acido lattico Come viene smaltito l’acido lattico durante il periodo di recupero? Acido lattico M U S C O LO S A N G U E F E G A T O Il livello ematico di acido lattico nel sangue torna alla norma: l’atleta ha “recuperato”, ed è pronto a correre di nuovo (Hary)

Fonti di ATP nei 100 metri piani e recupero partenza fase lanciata recupero arrivo 1-3 h 0 s 10 s 3-4 s Creatina fosfato Glicogeno Acido lattico Il glicogeno diminuisce di poco, perchè la corsa è breve

Per tempi superiori ai 20s la velocità diminuisce sensibilmente Per quanto tempo Powell può mantenere la velocità massima? Durata della corsa 10 20 30 40 s Velocità massima in m/s 9 8 Per tempi superiori ai 20s la velocità diminuisce sensibilmente

LA MARATONA: UNA CORSA AEROBICA 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. Partenza Arrivo Quindi il glicogeno muscolare deve essere utilizzato durante la corsa con un meccanismo diverso da quello dei cento metri I grassi (o lipidi)

Glicolisi aerobica (20 reazioni) glicogeno LA MARATONA Il glicogeno viene utilizzato tramite l’intervento dell’O2 O2 dell’aria inspirata Polmoni Sangue ATP ADP + P Contrazione muscolare Energia Contrazione muscolare aerobica MUSCOLO CO2 + H2O Glicogeno Glicolisi aerobica (20 reazioni) Mitocondrio (ossidazioni biologiche) O2 La potenza muscolare diminuisce, ma la durata aumenta.

Nel sangue come acidi grassi Depositi di lipidi LA MARATONA Anche i lipidi vengono utilizzati tramite l’intervento dell’ O2 O2 atmosferico Polmoni Sangue Nel sangue come acidi grassi Depositi di lipidi Acidi grassi MUSCOLO CO2 + H2O MITOCONDRIO Energia per la contrazione ATP ADP Acidi grassi + O2 + P Almeno 30 reazioni. Quindi la potenza muscolare diminuisce ancora

I combustibili della maratona 0 Km 42,195 Km 21 Km glicogeno lipidi acidi grassi acido lattico

Dipendenza della velocità dalla durata della corsa Velocità (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 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 Maratona 42,1095 Km 2 hr 5 min 55 s

Massima produzione di ATP (potenza muscolare) ottenibile dai diversi “combustibili” Potenza (capacità di produzione di ATP) Intervento dell’O2 Complessità del processo Combustibile Creatina-fosfato (3-4 secondi) No (contrazione anaerobica) Una sola reazione 100 Glicogeno (100 metri) No (contrazione anaerobica) Almeno 12 reazioni 70 Almeno 21 reazioni + intervento dei mitocondri Glicogeno (maratona) Si (contrazione aerobica) 30 Almeno 30 reazioni + intervento dei depositi lipidici extramuscolari e dei mitocondri Lipidi Si (contrazione aerobica) 20

O2 CO2 + H2O Glicogeno muscolare Durante la maratona viene consumato il glicogeno muscolare con un meccanismo aerobico (sforzo aerobico) GLICOLISI AEROBICA MITOCONDRIO Glicogeno muscolare Glucosio-fosfato piruvato CICLO DI KREBS O2 CO2 + H2O ATP = ADP + P Dall’aria inspirata All’aria espirata

Fosfocreatina

La situazione (3) non è identica alla (1) 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) ATP ADP + P (2) contrazione energia Contrazione anaerobica creatina fosfato dipendente, detta anche contrazione anaerobica alattacida

Come vengono utilizzati i lipidi La maratona Come vengono utilizzati i lipidi O2 atmosferico Polmoni Sangue Il consumo dei lipidi comporta l’accumulo di acidi grassi nel sangue Acidi grassi Acidi grassi nel sangue Lipidi dei depositi Complessi acidi grassi-albumina CO2 + H2O Energia per la contrazione ATP ADP + P MUSCOLO MITOCONDRIO Acidi grassi attivati Acidi grassi attivati + O2

Glicogeno muscolare Ciclo di Krebs La maratona Come viene utilizzato il glicogeno Perché la corsa è aerobica O2 atmosferico Polmoni Sangue MUSCOLO MITOCONDRIO Glicogeno muscolare Glucosio fosfato piruvato Energia per la contrazione ATP ADP + P CO2 + H2O Ciclo di Krebs O2 10 reazioni 9 reazioni