I SISTEMI ENERGETICI NON SONO SOLO PER GLI ATLETI
Potresti aver sentito il termine “sistemi energetici” menzionato in palestra, all’allenamento – o forse agli allenamenti dei tuoi figli – in articoli sul fitness o in altri punti vendita sulla salute. È un termine complesso a cui si fa spesso riferimento, ed è forse una delle cose più confuse e incomprese sulla performance umana. E se non avete sentito il termine “sistemi energetici”, allora avete almeno sentito il termine “acido lattico”. Se qualcuno vi ha mai detto che “i vostri muscoli sono indolenziti dall’acido lattico che avete prodotto durante l’allenamento”, allora avete avuto a che fare con i miti in prima persona (ne parleremo più avanti).
I sistemi energetici possono sembrare qualcosa a cui solo gli atleti seri devono pensare, perché sono legati alla performance. Ma se sei un essere umano, allora le prestazioni delle tue cellule sono importanti, perché influenzano la qualità della vita, la salute e la longevità. I sistemi energetici influenzano la salute dei mitocondri, del sistema respiratorio, del sistema circolatorio e della crescita muscolare, che migliorano il benessere generale. I mitocondri, i generatori cellulari responsabili della sintesi dell’energia del corpo, sono fondamentali per la longevità. Infatti, il deterioramento della salute mitocondriale accelera l’invecchiamento e aumenta la mortalità. La disfunzione mitocondriale è stata collegata a una serie di malattie degenerative, che vanno dal diabete ai disturbi neurologici e persino alle malattie cardiache. In sostanza, non possiamo permetterci di non prenderci cura dei nostri sistemi energetici, della salute e della produzione cellulare, della massa muscolare e della robustezza. E il modo per prendersi cura di questi sistemi è quello di impegnarsi in un regolare esercizio e condizionamento in modo da mettere questi sistemi al lavoro. Fornire ripetutamente stimoli a questi percorsi li costringerà ad adattarsi positivamente. Il sollevamento di pesi, l’allenamento a intervalli, l’allenamento della gittata cardiaca e lo spingere se stessi in luoghi fisicamente scomodi stimolerà una nuova crescita e capacità nel vostro corpo. E questo è importante per tutti, sia che siate un giocatore di hockey di prima divisione o il genitore di un giocatore di hockey di prima divisione.
I sistemi energetici sono i percorsi chimici che affrontano la produzione di energia e i prodotti del lavoro fisico. Uso le parole “far fronte a” per una ragione. Non voglio dire che “creano energia”, perché l’energia non viene mai creata o distrutta – viene trasferita. Non voglio nemmeno suggerire che questi sistemi energetici esistono solo per darci la capacità di muoverci – la loro esistenza è multiuso. Devono rilasciare l’energia immagazzinata dalle molecole per alimentare il lavoro cellulare, ma devono anche occuparsi dei sottoprodotti di quelle reazioni chimiche. Quindi, nel complesso, stanno affrontando le richieste di movimento e i sottoprodotti (come il calore) per fornire energia e strategie di deterrenza delle minacce (il surriscaldamento è pericoloso).
L’energia per il lavoro cellulare proviene dalla molecola ATP, o adenosina trifosfato. I tre fosfati attaccati allo zucchero sulla molecola possono essere pensati come molle che si liberano per fornire energia libera. La scissione di questi legami crea dei sottoprodotti – come acqua, idrogeno e calore – così come l’energia disponibile per guidare altre reazioni. A questo proposito, l’ATP funge sia da ricevitore che da donatore di energia perché può essere degradato e risintetizzato. Tutti i sistemi energetici lavorano per generare ATP, o generare molecole che guideranno ulteriormente la produzione di ATP, e si occupano anche dell’idrogeno e del calore che emergono da tali meccanismi.
Ci sono tre sistemi energetici: il sistema energetico immediato, il sistema glicolitico e il sistema ossidativo. Tutti e tre i sistemi lavorano simultaneamente in una certa misura, ma alcune parti del sistema diventano predominanti a seconda delle necessità del corpo.
Il sistema energetico immediato fa fronte alle richieste che richiedono una risposta rapida ed esplosiva, come un massimo di una ripetizione di un sollevamento pesi veloce e pesante.
Il sistema glicolitico fa fronte alle richieste che richiedono una produzione di energia relativamente alta per un periodo di tempo relativamente breve, come uno sprint sul ghiaccio in una partita di hockey.
Il sistema ossidativo fa fronte al lavoro a basso rendimento per periodi di tempo più lunghi, come una corsa su strada.
Il sistema energetico immediato
Il sistema energetico immediato nel muscolo scheletrico utilizza diverse reazioni chimiche integrate per liberare energia per il lavoro cellulare in una sequenza esplosiva e rapida, ma poi rimette rapidamente insieme l’ATP. Non richiede ossigeno (anaerobico) e non produce lattato (come nella glicolisi). Invece, questo sistema coinvolge ATP e creatina fosfato che sono immagazzinati all’interno delle fibre muscolari. Attraverso diversi passaggi enzimatici, il sistema libererà energia dall’ATP e poi la risintetizzerà usando la creatina fosfato per produrre ATP e creatina. La capacità complessiva di questa via è abbastanza limitata, così che durante l’esercizio esplosivo, la produzione di energia da questo sistema può continuare fino a quando le riserve di creatina fosfato sono per lo più esaurite, il che può avvenire in circa dieci secondi. Il fattore limitante di questo sistema è parzialmente dipendente dalla creatina fosfato, motivo per cui gli atleti spesso integrano la creatina.
Il sistema glicolitico
La glicolisi è la via che divide i carboidrati (glucosio o glicogeno immagazzinato) per generare ATP per alimentare il lavoro cellulare. Solo i carboidrati possono essere usati come substrato per questa via. Questo sistema funziona durante l’esercizio di breve durata e ad alta intensità. Probabilmente hai sentito il termine “acido lattico” in relazione all’indolenzimento muscolare o all’affaticamento – tuttavia, entrambe queste osservazioni comuni sono imprecise. L’acido lattico non esiste nel corpo umano, il lattato sì. E il lattato non causa indolenzimento muscolare. Infatti, viene riportato al fegato in modo abbastanza efficiente.
Il prodotto della glicolisi è il piruvato, ed è qui che il sistema glicolitico può essere alattico, o lattico. Cioè, in situazioni in cui i prodotti della glicolisi (molecole di piruvato) superano la velocità con cui possono essere trasportati nel ciclo dell’acido citrico (la fase successiva dei sistemi energetici), il corpo legherà un idrogeno ad ogni molecola di piruvato per formare lattato, che sarà poi riportato all’inizio della glicolisi per essere riutilizzato. La produzione di lattato, quindi, è sia un meccanismo di coping (gestire l’idrogeno in eccesso), sia un modo per creare ATP in situazioni in cui il sistema più lento ed efficiente non può fare il suo corso ma le richieste del corpo sono troppo intense.
Il sistema ossidativo
Il sistema ossidativo viene alla ribalta durante l’esercizio a bassa intensità e sostenuto, dove le esigenze di ATP possono essere soddisfatte quasi indefinitamente, ma i tassi di produzione non sono così rapidi come la glicolisi. A differenza della glicolisi, questo sistema è aerobico e può essere alimentato non solo da glucosio e glicogeno, ma da acidi grassi.
Questo sistema energetico è piuttosto profondo, e dato che è disponibile un substrato adeguato – cioè, hai mangiato abbastanza – la produzione di ATP può durare a lungo. Il sistema ossidativo è alimentato da quelli che vengono chiamati “portatori di elettroni ad alta energia”, che sono molecole che si legano con l’idrogeno (minaccia di riduzione) e poi creano un gradiente di idrogeno all’interno delle membrane interne mitocondriali per alimentare la catena di trasporto degli elettroni, che alla fine fornisce l’energia per risintetizzare una grande quantità di ATP. Di tutti i sistemi, questo è il più efficiente nel gestire l’idrogeno e rigenerare l’ATP.
I sistemi energetici e il tuo corpo
Questi percorsi per affrontare e alimentare il lavoro hanno un impatto incredibile sulle prestazioni umane, la salute e la longevità. Le fibre muscolari cambiano e si adattano quando un nuovo stimolo viene ripetutamente posto su di loro, e alcune delle loro caratteristiche cambieranno a seconda di quale sia questo stimolo. Se ti stai allenando per una corsa su lunga distanza, le tue fibre muscolari di tipo I svilupperanno più densità mitocondriale per alimentare un sistema ossidativo più forte. Se stai facendo un sollevamento pesante ed esplosivo, i tuoi muscoli immagazzineranno più glicogeno e creatina (se stai mangiando correttamente) per alimentare le nuove richieste che devono essere soddisfatte. E se stai facendo brevi sprint per lavorare sui tuoi adattamenti glicolitici, potresti aumentare il tasso di contrazione nelle tue fibre muscolari di tipo IIa per alimentare il tuo cambio di velocità nella tua partita di hockey.
La salute mitocondriale, la salute cellulare, la salute muscolare e tanti altri aspetti del nostro benessere dipendono dall’uso dei nostri sistemi energetici. Capendo cosa sono, possiamo lavorare in palestra e in cucina per allenare e alimentare in modo ottimale questi antichi percorsi che rendono il nostro corpo così adattivo e plastico. Così facendo, aumentiamo la capacità del nostro corpo di funzionare e prosperare per periodi di tempo più lunghi.
I SISTEMI ENERGETICI NON SONO SOLO PER GLI ATLETI
Potreste aver sentito il termine “sistemi energetici” menzionato in palestra, agli allenamenti – o forse agli allenamenti dei vostri figli – in articoli sul fitness o in altri punti vendita sulla salute. È un termine complesso a cui si fa spesso riferimento, ed è forse una delle cose più confuse e incomprese sulla performance umana. E se non avete sentito il termine “sistemi energetici”, allora avete almeno sentito il termine “acido lattico”. Se qualcuno vi ha mai detto che “i vostri muscoli sono indolenziti dall’acido lattico che avete prodotto durante l’allenamento”, allora avete avuto a che fare con i miti in prima persona (ne parleremo più avanti).
I sistemi energetici possono sembrare qualcosa a cui solo gli atleti seri devono pensare, perché sono legati alla performance. Ma se sei un essere umano, allora le prestazioni delle tue cellule sono importanti, perché influenzano la qualità della vita, la salute e la longevità. I sistemi energetici influenzano la salute dei mitocondri, del sistema respiratorio, del sistema circolatorio e della crescita muscolare, che migliorano il benessere generale. I mitocondri, i generatori cellulari responsabili della sintesi dell’energia del corpo, sono fondamentali per la longevità. Infatti, il deterioramento della salute mitocondriale accelera l’invecchiamento e aumenta la mortalità. La disfunzione mitocondriale è stata collegata a una serie di malattie degenerative, che vanno dal diabete ai disturbi neurologici e persino alle malattie cardiache. In sostanza, non possiamo permetterci di non prenderci cura dei nostri sistemi energetici, della salute e della produzione cellulare, della massa muscolare e della robustezza. E il modo per prendersi cura di questi sistemi è quello di impegnarsi in un regolare esercizio e condizionamento in modo da mettere questi sistemi al lavoro. Fornire ripetutamente stimoli a questi percorsi li costringerà ad adattarsi positivamente. Il sollevamento di pesi, l’allenamento a intervalli, l’allenamento della gittata cardiaca e lo spingere se stessi in luoghi fisicamente scomodi stimolerà una nuova crescita e capacità nel vostro corpo. E questo è importante per tutti, sia che siate un giocatore di hockey di prima divisione o il genitore di un giocatore di hockey di prima divisione.
I sistemi energetici sono i percorsi chimici che affrontano la produzione di energia e i prodotti del lavoro fisico. Uso le parole “far fronte a” per una ragione. Non voglio dire che “creano energia”, perché l’energia non viene mai creata o distrutta – viene trasferita. Non voglio nemmeno suggerire che questi sistemi energetici esistono solo per darci la capacità di muoverci – la loro esistenza è multiuso. Devono rilasciare l’energia immagazzinata dalle molecole per alimentare il lavoro cellulare, ma devono anche occuparsi dei sottoprodotti di quelle reazioni chimiche. Quindi, nel complesso, stanno affrontando le richieste di movimento e i sottoprodotti (come il calore) per fornire energia e strategie di deterrenza delle minacce (il surriscaldamento è pericoloso).
L’energia per il lavoro cellulare proviene dalla molecola ATP, o adenosina trifosfato. I tre fosfati attaccati allo zucchero sulla molecola possono essere pensati come molle che si liberano per fornire energia libera. La scissione di questi legami crea dei sottoprodotti – come acqua, idrogeno e calore – così come l’energia disponibile per guidare altre reazioni. A questo proposito, l’ATP funge sia da ricevitore che da donatore di energia perché può essere degradato e risintetizzato. Tutti i sistemi energetici lavorano per generare ATP, o generare molecole che guideranno ulteriormente la produzione di ATP, e si occupano anche dell’idrogeno e del calore che emergono da tali meccanismi.
Ci sono tre sistemi energetici: il sistema energetico immediato, il sistema glicolitico e il sistema ossidativo. Tutti e tre i sistemi lavorano simultaneamente in una certa misura, ma alcune parti del sistema diventano predominanti a seconda delle necessità del corpo.
Il sistema energetico immediato fa fronte alle richieste che richiedono una risposta rapida ed esplosiva, come un massimo di una ripetizione di un sollevamento pesi veloce e pesante.
Il sistema glicolitico fa fronte alle richieste che richiedono una produzione di energia relativamente alta per un periodo di tempo relativamente breve, come uno sprint sul ghiaccio in una partita di hockey.
Il sistema ossidativo fa fronte al lavoro a basso rendimento per periodi di tempo più lunghi, come una corsa su strada.
Il sistema energetico immediato
Il sistema energetico immediato nel muscolo scheletrico utilizza diverse reazioni chimiche integrate per liberare energia per il lavoro cellulare in una sequenza esplosiva e rapida, ma poi rimette rapidamente insieme l’ATP. Non richiede ossigeno (anaerobico) e non produce lattato (come nella glicolisi). Invece, questo sistema coinvolge ATP e creatina fosfato che sono immagazzinati all’interno delle fibre muscolari. Attraverso diversi passaggi enzimatici, il sistema libererà energia dall’ATP e poi la risintetizzerà usando la creatina fosfato per produrre ATP e creatina. La capacità complessiva di questa via è abbastanza limitata, così che durante l’esercizio esplosivo, la produzione di energia da questo sistema può continuare fino a quando le riserve di creatina fosfato sono per lo più esaurite, il che può avvenire in circa dieci secondi. Il fattore limitante di questo sistema è parzialmente dipendente dalla creatina fosfato, motivo per cui gli atleti spesso integrano la creatina.
Il sistema glicolitico
La glicolisi è la via che divide i carboidrati (glucosio o glicogeno immagazzinato) per generare ATP per alimentare il lavoro cellulare. Solo i carboidrati possono essere usati come substrato per questa via. Questo sistema funziona durante l’esercizio di breve durata e ad alta intensità. Probabilmente hai sentito il termine “acido lattico” in relazione all’indolenzimento muscolare o all’affaticamento – tuttavia, entrambe queste osservazioni comuni sono imprecise. L’acido lattico non esiste nel corpo umano, il lattato sì. E il lattato non causa indolenzimento muscolare. Infatti, viene riportato al fegato in modo abbastanza efficiente.
Il prodotto della glicolisi è il piruvato, ed è qui che il sistema glicolitico può essere alattico, o lattico. Cioè, in situazioni in cui i prodotti della glicolisi (molecole di piruvato) superano la velocità con cui possono essere trasportati nel ciclo dell’acido citrico (la fase successiva dei sistemi energetici), il corpo legherà un idrogeno ad ogni molecola di piruvato per formare lattato, che sarà poi riportato all’inizio della glicolisi per essere riutilizzato. La produzione di lattato, quindi, è sia un meccanismo di coping (gestire l’idrogeno in eccesso), sia un modo per creare ATP in situazioni in cui il sistema più lento ed efficiente non può fare il suo corso ma le richieste del corpo sono troppo intense.
Il sistema ossidativo
Il sistema ossidativo viene alla ribalta durante l’esercizio a bassa intensità e sostenuto, dove le esigenze di ATP possono essere soddisfatte quasi indefinitamente, ma i tassi di produzione non sono così rapidi come la glicolisi. A differenza della glicolisi, questo sistema è aerobico e può essere alimentato non solo da glucosio e glicogeno, ma da acidi grassi.
Questo sistema energetico è piuttosto profondo, e dato che è disponibile un substrato adeguato – cioè, hai mangiato abbastanza – la produzione di ATP può durare a lungo. Il sistema ossidativo è alimentato da quelli che vengono chiamati “portatori di elettroni ad alta energia”, che sono molecole che si legano con l’idrogeno (minaccia di riduzione) e poi creano un gradiente di idrogeno all’interno delle membrane interne mitocondriali per alimentare la catena di trasporto degli elettroni, che alla fine fornisce l’energia per risintetizzare una grande quantità di ATP. Di tutti i sistemi, questo è il più efficiente nel gestire l’idrogeno e rigenerare l’ATP.
I sistemi energetici e il tuo corpo
Questi percorsi per affrontare e alimentare il lavoro hanno un impatto incredibile sulle prestazioni umane, la salute e la longevità. Le fibre muscolari cambiano e si adattano quando un nuovo stimolo viene ripetutamente posto su di loro, e alcune delle loro caratteristiche cambieranno a seconda di quale sia questo stimolo. Se ti stai allenando per una corsa su lunga distanza, le tue fibre muscolari di tipo I svilupperanno più densità mitocondriale per alimentare un sistema ossidativo più forte. Se stai facendo un sollevamento pesante ed esplosivo, i tuoi muscoli immagazzineranno più glicogeno e creatina (se stai mangiando correttamente) per alimentare le nuove richieste che devono essere soddisfatte. E se stai facendo brevi sprint per lavorare sui tuoi adattamenti glicolitici, potresti aumentare il tasso di contrazione nelle tue fibre muscolari di tipo IIa per alimentare il tuo cambio di velocità nella tua partita di hockey.
La salute mitocondriale, la salute cellulare, la salute muscolare e tanti altri aspetti del nostro benessere dipendono dall’uso dei nostri sistemi energetici. Capendo cosa sono, possiamo lavorare in palestra e in cucina per allenare e alimentare in modo ottimale questi antichi percorsi che rendono il nostro corpo così adattivo e plastico. Così facendo, aumentiamo la capacità del nostro corpo di funzionare e prosperare per periodi di tempo più lunghi.