La bioenergetica umana è un argomento interessante. Tuttavia, la funzione dei sistemi energetici è compresa da pochi e / o può essere fonte di confusione per molti. Apri un testo di fisiologia di esercizio di qualità e può lasciarti dire ” eh?”quando si legge sul metabolismo energetico aerobico, anaerobico e immediato. Può peggiorare ancora quando si passa al setaccio tutti i processi biochimici.

È importante essere in grado di spiegare la rottura chimica del ciclo ossidativo di Krebs o la glicolisi anaerobica se sei un allenatore o un atleta in allenamento? Non proprio. Tuttavia, conoscere le basi di come generiamo energia può essere utile per capire come ci affatichiamo e quali misure di allenamento possono essere utilizzate per ridurla al minimo. Andiamo avanti il più semplicemente possibile. Farò del mio meglio, ma è necessaria una discussione “high-tech”.

La prima cosa da ricordare è che QUALSIASI contrazione muscolare/sforzo di forza è dovuto a una molecola chiamata adenosina trifosfato (ATP). Quando una molecola di ATP viene combinata con l’acqua, l’ultimo dei tre gruppi fosfatici si divide e produce energia.

Questa ripartizione di ATP per i risultati di contrazione del muscolo in adenosina difosfato (ADP). Le riserve limitate di ATP devono essere reintegrate perché il lavoro continui; quindi le reazioni chimiche aggiungono un gruppo fosfato all’ADP per creare ATP.

Come viene prodotto l’ATP

Prendi tre diverse attività e mettile su un continuum. Su un’estremità sarebbe un rapido, scoppio esplosivo come lanciare un pugno. Dall’altra parte ci sarebbe un evento esteso di livello inferiore come camminare per cinque miglia.

Tra i due potrebbe esserci qualsiasi cosa: un’intensa attività di ventidue secondi, un minuto di sforzo costante o un evento di cinque minuti con varie intensità di sforzo.

Come puoi vedere, ci sono molte espressioni di produzione di energia a seconda della quantità di forza richiesta e della lunghezza dell’attività.

Qual è allora la fonte di energia per le attività che cadono sul continuum in vari punti? Questa è l’essenza della bioenergetica: tante possibilità e tanti fattori coinvolti.

I tre sistemi Energetici

sono tutti disponibili e “si accendono” all’inizio di qualsiasi attività. Ciò che determina quale (o due) è invocato di più è lo sforzo richiesto.

Porta a casa il punto: l’ATP deve essere presente affinché i muscoli si contraggano. Può essere prodotto tramite il sistema ATP-PC, il sistema glicolitico o il sistema ossidativo. Se esaurito, deve essere reintegrato se un’ulteriore contrazione muscolare deve continuare.

Esegui un movimento esplosivo una tantum come un salto in lungo in piedi o un salto verticale e eserciti il massimo sforzo, ma indovina un po’? Non diventerai affaticato da questo singolo sforzo.

Tuttavia, salta più volte e alla fine diventerai affaticato. Andare a tutto campo il più a lungo possibile esaurirà i negozi di ATP immediati, quindi i negozi glicolitici.

Lo sforzo continuo deve essere alimentato dal sistema ossidativo ad un’intensità inferiore, a parità di tutti gli altri fattori. L’attività aerobica più pura che esiste è dormire o sdraiarsi in coma.

Il sistema energetico ATP-PC – Alta potenza / Breve durata

ATP e fosfocreatina (PC) compongono il sistema ATP-PC, a volte chiamato anche sistema fosfogeno. È immediato e funziona senza ossigeno.

Consente fino a circa 12 secondi (+ o -) di massimo sforzo. Durante i primi secondi di qualsiasi attività, l’ATP immagazzinato fornisce l’energia. Per qualche altro secondo oltre a ciò, il PC ammortizza il declino dell’ATP fino a quando non si passa a un’altra energia system.It si stima che il sistema ATP-PC possa creare energia a circa 36 calorie al minuto.

Esempi: uno sprint breve, sollevando una resistenza pesante per tre ripetizioni o lanciando una palla da baseball.

Il sistema glicolitico – Potenza moderata/Durata moderata

Ora diventa più complicato man mano che le richieste di energia si spostano su questo sistema. Il sistema glicolitico è lo strumento “successivo in linea” dopo che il sistema ATP-PC ha fatto il suo corso.

I carboidrati alimentari forniscono glucosio che circola nel sangue o viene immagazzinato come glicogeno nei muscoli e nel fegato. La glicemia e / o il glicogeno immagazzinato vengono suddivisi per creare ATP attraverso il processo di glicolisi.

Come il sistema ATP-PC, l’ossigeno non è richiesto per il processo effettivo di glicolisi (ma svolge un ruolo con il sottoprodotto della glicolisi: acido piruvico). Si stima che la glicolisi possa creare energia a circa 16 calorie al minuto.

Qui è dove diventa interessante. Dopo che la potenza massima diminuisce di circa 12 secondi, un’ulteriore attività intensa fino a circa 30 secondi provoca accumulo di acido lattico, una diminuzione della potenza e conseguente affaticamento muscolare.

Questo sforzo elevato e prolungato è etichettato come glicolisi “veloce”. Esercitare un ulteriore sforzo fino a circa 50 secondi provoca un altro calo di potenza a causa dello spostamento della dipendenza dal sistema ossidativo. Linea di fondo: sta diventando più dura.

Esempio: pensa a uno sprint a tutto campo, a una corsa più lenta, a un’eventuale passeggiata. Questa è la progressione dei tre sistemi energetici quando si va a tutto campo.

Inserisci la glicolisi “lenta” nella discussione (attenzione: più gergo scientifico avanti, ma tieni duro). Ricordiamo che il sottoprodotto della glicolisi è l’acido piruvico. Nella glicolisi veloce, è possibile generare più energia, ma l’acido piruvico viene convertito in acido lattico e la fatica ne consegue rapidamente.

La glicolisi lenta è diversa. Relativamente meno energia viene generata, ma l’acido piruvico viene convertito in acetil coenzima A (acA), alimentato attraverso il ciclo ossidativo di Krebs, più ATP viene prodotto e affaticato viene ritardato.

Così, l’affaticamento estremo può essere evitato (ma lo sforzo relativamente meno intenso può continuare ad essere espresso) nella glicolisi lenta rispetto alla glicolisi veloce.

Esempi: qualsiasi corsa moderatamente lunga come 200-400 metri, un 1:30 sforzo di manovre MMA a tutto campo, o un display di attacco a stampa a campo intero di un minuto-e un altro sforzo di stampa a campo intero nel basket.

Il sistema ossidativo – Bassa potenza/Lunga durata

Il tuo sforzo massimo è stato alimentato inizialmente dall’ATP-PC, ma le tue prestazioni diminuiscono. I risultati continui di sforzo in ulteriore declino, via la glicolisi veloce (declino rapido) o la glicolisi lenta (declino più lento).

Ora stai entrando nel complesso mondo del sistema ossidativo a bassa potenza ma di durata più lunga, che si stima crei circa 10 calorie al minuto.

Esempi: corsa di 6 miglia, lavoro manuale di basso livello su un turno di lavoro di otto ore o una passeggiata di 3 miglia.

La richiesta di sforzo è bassa, ma l’ATP in questo sistema può essere prodotto in tre modi:

1. Ciclo di Krebs
2. Catena di trasporto di elettroni
3. Beta Ossidazione.

Lascia che ti spieghi la scienza, e poi ti risponderò in parole povere.

Il ciclo di Krebs è una sequenza di reazioni chimiche che continua ad ossidare il glucosio che è stato avviato durante la glicolisi. Ricordi l’acA? Entra nel ciclo di Krebs, viene suddiviso in anidride carbonica e idrogeno e “poof” si formano altre due molecole di ATP.

Ecco il problema: l’idrogeno prodotto nel ciclo di Kreb e durante la glicolisi fa sì che il muscolo diventi troppo acido se non tende a. Per alleviare questo, l’idrogeno si combina con gli enzimi NAD e FAD e viene inviato alla catena di trasporto degli elettroni.

Attraverso più reazioni chimiche nella catena di trasporto degli elettroni, l’idrogeno si combina con l’ossigeno, l’acqua viene prodotta e l’acidità viene prevenuta.

Notare che questo richiede tempo a causa del bisogno di ossigeno, motivo per cui l’energia ossidativa richiede un po ‘ di tempo e l’intensità dello sforzo diminuisce (cioè, lo sprint a tutto campo diventa lento jogging/camminata).

Il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni metabolizzano i trigliceridi (grassi immagazzinati) e i carboidrati per produrre ATP.

La ripartizione dei trigliceridi è chiamata lipolisi. I sottoprodotti della lipolisi sono glicerolo e acidi grassi liberi. Tuttavia, prima che gli acidi grassi liberi possano entrare nel ciclo di Krebs, devono entrare nel processo di beta ossidazione dove una serie di reazioni chimiche li declassa in acA e idrogeno. L’acA ora entra nel ciclo di Krebs e il grasso viene metabolizzato proprio come i carboidrati.

In parole povere

A causa della linea temporale, il sistema ossidativo fornisce energia molto più lentamente rispetto agli altri due sistemi, ma ha una fornitura quasi illimitata (nei tuoi siti adiposi-sì, quella roba che puoi pizzicare!).

Il sistema ossidativo da solo viene utilizzato principalmente durante il riposo completo e l’attività a bassa intensità. Può produrre ATP attraverso grassi (acidi grassi) o carboidrati (glucosio).

Poiché gli acidi grassi richiedono più tempo per la rottura del glucosio, è necessario più ossigeno per la combustione completa. Se gli sforzi sono intensi e il sistema cardiovascolare non può fornire ossigeno abbastanza rapidamente, il carboidrato deve produrre ATP.

Tuttavia, in attività di durata molto lunga (cioè maratone), i carboidrati possono esaurirsi e il corpo guarda al grasso come produttore di energia.

Poche parole sulle proteine

Nelle attività estese le proteine possono essere utilizzate come “ultima risorsa” per la produzione di energia (in rari casi in cui i carboidrati sono esauriti e il grasso immagazzinato è minimo).

In questi casi, può fornire fino al 18% del fabbisogno energetico totale. Gli elementi costitutivi della proteina-aminoacidi-possono essere convertiti in glucosio (tramite gluconeogenisis) o altre fonti utilizzate nel ciclo di Krebs, come l’acA. Ma capire che le proteine non possono fornire energia allo stesso ritmo dei carboidrati e dei grassi, quindi è fondamentalmente un non-problema).

Programmazione per i Sistemi Energetici

Si stima che i sistemi ATP-PC e glicolitici possano essere migliorati fino al 20% e il sistema ossidativo di un enorme 50% (ma solo in soggetti non addestrati).

Indipendentemente da ciò, devono essere implementati piani di condizionamento specifici per lo sport e un apporto nutrizionale ottimale. Ma sii consapevole della realtà della genetica: la tua composizione inalterabile di fibre muscolari gioca un ruolo enorme.