atp adp + p energia contrazione muscolare abebe bikila l’energia necessaria per qualunque funzione...
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ATP ADP + Penergia
contrazione muscolare
ABEBE BIKILA
L’energia necessaria per qualunque funzione biologica è fornita da un unico composto: l’ATP (Adenosine Tri-Phosphate)
Contrazione anaerobica
Contrazione aerobica
energia
contrazione muscolare
ATP ADP + P
energia
La quantità di ATP presente nel muscolo può sostenere la contrazione per meno di un secondo!
Quindi Powell e Tergat devono rifornirsi di ATP mentre corrono, come se un automobile si rifabbricasse continuamente la benzina mentre la consuma
Partenza Fase lanciata Recupero
I 100 metri piani: una corsa anaerobica
Il muscolo contiene una piccola riserva di creatina fosfato (CP)
CP + ADP ATP + C
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
Jesse Owens
energiacontrazione
ATP ADP + P
Dopo 4 s di corsa la riserva di CP si esaurisce Carl
Lewis
Entra in gioco un’altra fonte di ATP: il
glicogeno
12 reazioni
G L I C O L I S I anaerobica
Glicogeno
Lattato
ATP ADP + P
energia
contrazione muscolare
La potenza muscolare diminuisce, perché entrano in gioco 12 reazioni. Si accumula lattato
Acido lattico
Come viene smaltito l’acido lattico durante il periodo di recupero?
Il livello ematico di acido lattico nel sangue torna alla norma: l’atleta ha “recuperato”, ed è pronto a correre di nuovo (Hary)
Acido lattico
M U S C O LO
S A N G U E
F E G A T O
Acido lattico
Acido lattico
Il glicogeno diminuisce di poco, perchè la corsa è breve
1-3 h0 s 10 s3-4 sCreatina fosfato
Glicogeno
Acido lattico
Fonti di ATP nei 100 metri piani e recupero
partenza fase lanciata recuperoarrivo
Durata della corsa
10
10 20 30 40 s
Vel
ocità
m
assi
ma
in m
/s
9
8
Per tempi superiori ai 20s la velocità diminuisce sensibilmente
Per quanto tempo Powell può mantenere la velocità massima?
LA MARATONA: UNA CORSA AEROBICA
Partenza Arrivo 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.
I grassi (o lipidi)
Quindi il glicogeno muscolare deve essere utilizzato durante la corsa con un meccanismo diverso da quello dei cento metri
LA MARATONA
Il glicogeno viene utilizzato tramite l’intervento dell’O2
glicogeno
La potenza muscolare diminuisce, ma la durata aumenta.
MU
SC
OL
O
CO2 + H2O
Glicogeno
Glicolisi aerobica (20 reazioni)
Mitocondrio (ossidazioni biologiche)
O2
ATP ADP + P
Contrazione muscolare
Energia
O2 dell’aria
inspirataPolmoni
Sangue
Contrazione muscolare aerobica
Depositi di lipidi
Nel sangue come acidi grassi
Depositi di lipidi
Acidi grassi
CO2 + H2OCO2 + H2O
MIT
OC
ON
DR
IO Energia per la contrazione
ATP ADP
Acidi grassi + O2
Energia per la contrazione
ATP ADP + P+ P
MUSCOLO
MUSCOLO
LA MARATONA Anche i lipidi vengono utilizzati tramite l’intervento dell’ O2
O2 atmosferico
Polmoni
Sangue
Almeno 30 reazioni. Quindi la potenza muscolare diminuisce ancora
glicogeno
lipidi
acidi grassi
acido lattico
I combustibili della maratona
0 Km 42,195 Km21 Km
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
Vel
oci
tà (
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
Maratona
42,1095 Km
2 hr 5 min 55 s
Una sola reazione
No (contrazione anaerobica)
Creatina-fosfato (3-4 secondi)
Almeno 30 reazioni + intervento dei depositi lipidici extramuscolari e dei mitocondri
Si (contrazione aerobica)
Lipidi
Almeno 21 reazioni + intervento dei mitocondri
Si (contrazione aerobica)
Glicogeno
(maratona)
70Almeno 12 reazioni
No (contrazione anaerobica)
Glicogeno
(100 metri)
Massima produzione di ATP (potenza muscolare) ottenibile dai diversi “combustibili”
CombustibileIntervento dell’O2
Potenza (capacità di produzione di ATP)
Complessità del processo
100
30
20
Durante la maratona viene consumato il glicogeno Durante la maratona viene consumato il glicogeno muscolare con un meccanismo aerobico (sforzo muscolare con un meccanismo aerobico (sforzo aerobico)aerobico)
Dall’aria inspirata
All’aria espirata
GLICOLISI AEROBICA
MITOCONDRIO
Glicogeno muscolare
Glucosio-fosfato
piruvato
CICLO DI KREBS
O2
CO2 + H2O
ATP = ADP + P
Fosfocreatina
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)
Contrazione anaerobica creatina fosfato dipendente, detta anche contrazione anaerobica alattacida
ATP ADP + P (2)
contrazione
energia
La maratona
Come vengono utilizzati i lipidi
Acidi grassi nel sangue
Lipidi dei depositi
Complessi acidi grassi-albumina CO2 + H2O
Energia per la contrazione
ATP ADP + P
MUSCOLO
MIT
OC
ON
DR
IO
Acidi grassi attivati
Acidi grassi attivati + O2
O2 atmosferico
Polmoni
Sangue
Il consumo dei lipidi comporta l’accumulo di acidi grassi nel sangue
Acidi grassi
O2 atmosferico
Polmoni
Sangue
La maratona La maratona
1)1) Come viene utilizzato il glicogenoCome viene utilizzato il glicogeno
2)2) Perché la corsa è aerobicaPerché la corsa è aerobica
MUSCOLO
MIT
OC
ON
DR
IO
Glicogeno muscolareGlucosio fosfato
piruvato
Energia per la contrazione
ATP ADP + P
CO2 + H2O
Ciclo di Krebs O2
Glicogeno muscolareGlucosio fosfato
piruvato10 reazioni
9 reazioni