Conoscere il sistema anaerobico lattacido (sistema glicolitico)

Grazie agli articoli precedenti abbiamo scoperto in che modo si comporta il nostro organismo quando la richiesta energetica riguarda uno sforzo fisico prolungato (da 2 a >50 minuti) o uno sforzo fisico molto breve che si esaurisce in tempi brevissimi (6-15 secondi). Con l’articolo di oggi rispondiamo alle domande:

• Cosa succede quando la richiesta energetica deve soddisfare uno sforzo fisico che deve perdurare tra 15-90 secondi?
• Cosa succede quando vengono esaurite le scorte immediatamente disponibili ma non è ancora in moto la produzione di energia tramite il sistema ossidativo?

Come abbiamo sottolineato già nel primo articolo, tutti e tre i sistemi energetici non agiscono mai esclusivamente in solitaria man mano che viene richiesta energia, ma si attivano e agiscono quasi in contemporanea a seconda dei substrati energetici disponibili, di quelli già esauriti e di quelli nuovamente disponibili grazie a particolari processi che avvengono anche contemporaneamente allo svolgimento dello sforzo fisico.

Se dovessimo dare un limite temporale in cui l’energia è prettamente fornita dal sistema anaerobico lattacido, potremmo affermare che si stabilisce nell’intervallo pari a 15-90 secondi di attività fisica. Questo dato ci permette di intuire un’informazione chiara e interessante, cioè che il sistema glicolitico si attiva una volta esaurite le scorte di energia del sistema anaerobico che ha garantito lo sforzo fisico nei primissimi secondi.

Prima di andare nello specifico, facciamo un ripasso di ciò che è stato esposto anche negli articoli precedenti: nei sistemi biologici la molecola energetica per eccellenza è l’ATP (adenosintrifosfato). L’ATP costituisce una fonte di energia potenzialmente “veloce” grazie alla possibilità di rompere un legame chimico, liberando un gruppo fosfato e dando origine a una molecola di ADP. Questa energia, nelle cellule muscolari è utilizzata per la contrazione muscolare.

Con il sistema ATP-PCr le scorte di fosfocreatina e ATP si esauriscono in pochi secondi (<15), quindi come viene garantita l’attività fisica che dura 15-90 secondi? Che meccanismi si attivano?

La molecola protagonista di questo sistema è il Glucosio, si tratta di uno zucchero che rappresenta il 99% di tutti gli zuccheri che circolano nel sangue; il glucosio ematico proviene dalla digestione dei carboidrati e dalla scissione del glicogeno epatico. Il glicogeno, infatti, viene sintetizzato dal glucosio e immagazzinato nel fegato o nel muscolo in attesa di essere utilizzato per produrre energia!

Il processo che si mette in moto viene chiamato glicolisi (scissione del glucosio), attraverso il quale glucosio o glicogeno sono scissi e trasformati in acido piruvico. Dato che questo processo avviene in assenza di Ossigeno (anaerobico lattacido), l’acido piruvico viene convertito in acido lattico, il quale inizia ad accumularsi per poi essere smaltito man mano che viene attivato il sistema ossidativo o aerobico.

Ecco spiegata l’etimologia del nome di questo sistema energetico e il perché viene prodotto acido lattico man mano che lo sforzo fisico viene prolungato.

La glicolisi è molto più complessa del sistema ATP-PCr e richiede 12 reazioni enzimatiche per la scissione del glicogeno in acido lattico (questi enzimi operano all'interno del citoplasma cellulare). Il prodotto netto di questo processo è di 3 moli (mol) di ATP formato per ogni mole di glicogeno degradato. Se viene adoperato glucosio invece di glicogeno, il prodotto netto è di 2 moli di ATP, perché 1 mole serve alla conversione del glucosio in glucosio-6-fostato.

Questo sistema energetico non produce grandi quantità di ATP. Nonostante questo limite, l'azione combinata del sistema ATP-PCr e dei sistemi glicolitici permettono al muscolo di produrre forza anche in caso di apporto limitato di Ossigeno. Sono questi i due sistemi prevalenti durante i primi minuti di un esercizio fisico ad alta intensità.

Un limite del glicolisi anaerobica è che essa determina un accumulo di acido lattico nei muscoli e nei fluidi corporei. Nelle prove di velocità massimale della durata di 1 o 2 min, l'impegno del sistema glicolitico è molto elevato e il livello dell'acido lattico muscolare può aumentare da un valore a riposo di circa 1 mmol/kg di muscolo a più di 25 mmol/kg. Questa acidificazione delle fibre muscolari inibisce un'ulteriore scissione del glicogeno, perché compromette la funzione degli enzimi glicolitici. Inoltre, l'acidità diminuisce la capacità delle fibre muscolari di legare il Calcio e, pertanto, potrebbe addirittura impedire la contrazione muscolare.

N.B.

L'acido lattico e il lattato sono composti chimici diversi. L'acido lattico è un acido con formula chimica C3H6O3; il lattato è qualunque sale dell'acido lattico. Quando l'acido lattico rilascia H+, il composto restante si unisce con Na+ o K+ per formare un sale. La glicolisi anaerobica produce acido lattico, che però si dissocia velocemente, formando un sale: il lattato. Per questo motivo, anche se erroneamente, i termini sono spesso utilizzati l'uno per l'altro.