ENERGIA NEL CORPO «Scuola 21» classe 4^E Energia sportiva e in cantiere L’ uomo, da sempre, si è organizzato a costruire o a trovare una zona protetta, dove potersi riparare dalle intemperie climatiche , dagli animali, da tutti i pericoli che potessero mettere a rischio la sua vita. Nell’ evoluzione delle costruzioni, dalle più semplici alle più complesse, l’ essere umano ha utilizzato la forza del proprio corpo, l’ uso di attrezzi rudimentali, gli animali da sforzo, per resistere alla fatica e lavorare in minor tempo . «Scuola 21» classe 4^E a. s. 2012 -2013

In un cantiere contemporaneo la forza , la potenza e la resistenza sono sempre le premesse necessarie al lavoro muscolare di un muratore e con minore dispendio energetico anche di un geometra che vi lavorano. La forza è la capacità dell’ apparato neuro muscolare di vincere o di contrapporsi ad un carico esterno con un impegno muscolare. Condiziona la velocità, la flessibilità nonché l’ abilità tecnica di un individuo. Possiamo distinguere tre categorie distinte di forza : massima, veloce e resistente.

- Forza massima o massimale è la capacità di un muscolo di compiere una sola contrazione volontaria alla massima tensione. Può essere realizzata spostando un carico - azione muscolare concentrica , cercando di spostare un carico invincibile – azione muscolare isometrica massimale oppure frenando il carico elevato – azione muscolare eccentrica . La forza veloce è la capacità di esprimere elevate tensioni nel minor tempo possibile , quindi la potenza muscolare sarà più lenta con un carico alto e più veloce con un carico leggero. La forza resistente è la capacità di protrarre, per un lungo periodo di tempo, sforzi relativamente leggeri, è quindi la capacità di fare fronte alla fatica nelle azioni che intervengono in un impegno prolungato nel tempo.

in un cantiere la forza…  massimale, viene effettuata solo dai mezzi meccanica, i lavoratori non devono utilizzarla veloce, con carico naturale sfruttando solo il peso del corpo o piccoli pesi, salti o lanci.  resistente , la più utilizzata

La realizzazione del movimento avviene attraverso l’ apparato locomotore . L’unione combinata delle ossa, delle articolazioni e dei muscoli permette al corpo umano azioni volontarie che possono avvenire rispetto ad una parte del corpo o verso l’ ambiente esterno. I muscoli scheletrici di aspetto e dimensioni differenti organizzati in coppie o in gruppi, posizionati sulle ossa in vari strati, intervengono per realizzare in sinergia un movimento.

I muscoli scheletrici L’ insieme dei muscoli scheletrici costituisce il 30- 40% del peso corporeo . Hanno forme e dimensioni differenti ma sono costituiti da migliaia di fibre muscolari organizzati in fasci . Ogni fibra e fascio sono rivestiti da un tessuto connettivo che funge da collante per poter trasmettere la contrazione su tutto il muscolo. Il tessuto connettivo all’ estremità del muscolo si fonde con una struttura più densa che costituisce il tendine , forte ed elastico, che si ancora al tessuto osseo e permette la trazione dei capi ossei , lo spostamento e quindi , il movimento .

La fibra muscolare sarcomero Ogni fibra muscolare è rivestita da una membrana chiamata sarcolemma , che contiene il sarcoplasma , liquido che racchiude glicogeno , calcio , mitocondri, fosfocreatina , ATP ecc. e numerose miofibrille , che sono filamenti proteici . Le miofibrille sono costituite da due proteine contrattili l’actina e la miosina che sovrapposte da uguali elementi i sarcomeri creano l’ unità funzionale del muscolo striato . Fibra sarcomero

Contrazione muscolare L’ accorciamento muscolare avviene da tutte le contrazioni dei sarcomeri impilati . Ad uno stimolo nervoso i filamenti di miosina , attraverso le estremità rigonfiate , dette teste , si attaccano a quelli di actina facendoli scorrere verso il centro del sarcomero . La fibra si accorcia ed aumenta di volume , per il sovrapporsi dei sarcomeri mantenendo però le lunghezze inalterate . Actina e miosina

Il metabolismo energetico del lavoro muscolare L’ energia necessaria per la contrazione della cellula muscolare viene ricavata dalla degradazione metabolica cioè dalla trasformazione dei CARBOIDRATI(gli zuccheri ), dei LIPIDI e , in casi particolari degli aminoacidi , le PROTEINE . Queste sostanze vengono utilizzate dal nostro organismo per costituire una molecola energetica ATP (adenosintrifosfato ) indispensabile per fornire energia alla contrazione muscolare ed altre funzioni organiche . Il processo che brucia le sostanze rese disponibili , liberando energia e producendo contenuti di scarto come risultato della reazione è detto meccanismo di produzione energetica . L’ ATP è raccolto nelle cellule organiche ed utilizzato per effettuare il lavoro specifico preposto , in quelle muscolari avviene la contrazione . La quantità di energia è limitata ed è necessario una continua riproduzione e consumo . L’ ATP è costituita da una molecole di adenosina e da tre molecole di fosfato , quest’ ultimi legami sono altamente energetici e quando uno di quest’ ultimi si spezza produce energia pari a circa 10kcal per mole di ATP e si trasforma in ADP adenosindifosfato e ( Pi ) fosfato inorganico , da risintetizzare nuovamente in ATP. ATP = ADP + P + Energia P + ADP + Energia = ATP

I meccanismi di risintesi di ATP Meccanismo anaerobico alattacido E’ il meccanismo che permette il complesso più veloce per ripristinare le molecole di ATP , detto anche ATP-PC ( creatinfosfato o fosfocreatina ) . E’ una molecola contenuta nel muscolo ed è altamente energetica , libera una molecola di fosfato producendo una grande quantità di energia . La molecola di fosfato si lega all’ ADP ricostituendo l’ATP. Sviluppa grande quantità di potenza ma si esaurisce in pochi secondi circa 5,5 , il 90% ca di PC . Questo meccanismo avviene in assenza di ossigeno ,esaurite le scorte di PC sono necessari circa tre minuti per ripristinarle . L’ attività sportiva è di alta intensità e di breve durata come una corsa di velocità 50 m . , salti e lanci . Salto in lungo Lancio del disco

Esempi di potenza energetica si comporta come un dragster Grande potenza e grande consumo esauribile in breve tempo a causa del serbatoio piccolo Meccanismo anaerobico alattacido Assenza di ossigeno e senza produzione di acido lattico Salto al volteggio

Meccanismo anaerobico lattacido E’ un meccanismo che sviluppa notevole potenza per un tempo superiore rispetto all’ anaerobico alattacido . L’ ATP viene risintetizzata all’ interno del muscolo attraverso la parziale demolizione del glucosio senza l’ impiego dell’ossigeno . Vengono utilizzate le scorte di carboidrati , trasformate in glicogeno , presente nei muscoli e nel fegato e di glucosio nel sangue ( processo di glicolisi) per realizzare un’ attività di notevole potenza per un tempo compreso tra uno e tre minuti . Il processo che avviene nel citoplasma cellulare , demolisce il glucosio in acido lattico ed energia e quindi ricostruisce nuovamente la molecola di ADP in ATP . Corse m. 200 Dopo lo sforzo , il respiro affannoso , nella fase di recupero , facilita l’ assunzione di ossigeno che ripristina il parziale debito contratto nell’ attività . L’ ossigeno fa diminuire la quantità di acido lattico trasformandolo in glicogeno o facendolo bruciare direttamente nei mitocondri .

Esempi di potenza energetica Meccanismo anaerobico lattacido Glicogeno  glucosio  ATP + acido lattico Il prodotto finale della glicolisi è l’ acido lattico . Nel sangue è scisso in due ioni : lattato (LA-) e idrogeno (H+). L’ alta percentuale dello ione LA- è proporzionale anche la presenza dello ione H+ , causa quest’ ultimo di acidità nei muscoli e senso di fatica in seguito a sforzi intensi prolungati nel tempo . Conoscere la percentuale di lattato prodotto è importante per un’ atleta perché permette di calibrare l’ intensità dell’allenamento, soprattutto nelle discipline di resistenza . E ‘ di fondamentale importanza possedere la conoscenza della massima velocità che uno sportivo riesce a mantenere , soglia anaerobica , in cui il lattato prodotto dai muscoli e presente nel sangue siano in equilibrio . Quando l’ intensità della velocità è eccessiva , il lattato nel sangue aumenta costringendo l’ atleta all’ interruzione dell’ attività . potenza protratta nel tempo Ciclismo inseguimento

Meccanismo aerobico Auto con bassi consumi di carburante , poca potenza lavoro di lunga durata Si utilizza nelle attività che si protraggono per lungo tempo , nelle attività di resistenza , come la maratona , quindi in presenza di ossigeno . Permette di degradare i glucidi , i lipidi (sotto forma di acidi grassi ) e le proteine che fanno da combustibili , utilizzando l’ ossigeno , come comburente . Nei mitocondri , contenuti nel sarcoplasma dei muscoli , avvengono le reazioni che permettono di produrre acqua , anidride carbonica , ATP necessaria per la contrazione muscolare . Le riserve energetiche di glucidi e lipidi sono di notevole importanza così come l’ apparato cardio- circolatorio e respiratorio . Il meccanismo aerobico è un processo molto lento , fornisce poca energia rispetto ai precedenti descritti , ma si protrae nel tempo anche per alcune ore . maratoneti

Meccanismo aerobico