I sistemi energetici sono la base per capire, migliorare e trasformare la performance nel tuo sport. Ma come funzionano?
Sono Daniel Dragomir, un personal trainer laureato in scienze motorie, pronto a spiegarti in pochi minuti il dietro le quinte della fisiologia nello sport.
Ti alleni in palestra oppure a casa? Vai a correre? Oppure nuoti? Se hai risposto si ad una di queste domande, dedicami solo 5 minuti e scoprirai cosa si trova sotto la punta dell’iceberg della tua passione.
Se hai qualsiasi dubbio o domanda, scrivimi alla mail danieldragomir8@gmail.com oppure tramite direct cliccando qui >> Daniel Dragomir
PS. SE VUOI VISIONARE LA VERSIONE IN VIDEO DELL’ARTICOLO, ECCOLA QUI >> SISTEMI ENERGETICI – LEZIONE DI FISIOLOGIA
I sistemi energetici nella fisiologia: cosa sono?
Un sistema energetico, nell’ambito della fisiologia, è semplicemente l’insieme di una o più reazioni metaboliche per produrre l’energia che il nostro corpo utilizzerà nelle sue attività.
Se tu nel tuo conto in banca hai 100 euro e vedi che incominciano a scendere cosa fai? Cerchi ovviamente una via per ottenere nuovo denaro, possibilmente prima che il tuo conto arrivi a zero.
Le cellule del nostro corpo, al posto degli euro, utilizzano una molecola chiamata ATP (adenosina trifosfato), che non deve mai mancare onde evitare la morte delle cellule stesse.
Appena questo ATP incomincia a diminuire il tuo organismo si mette in moto per attivare delle reazioni metaboliche in modo da ricostruirlo.
Come avrai potuto intuire, i processi metabolici del nostro corpo sono un continuo alternarsi di scissione e risintesi, così come un conto bancario è un continuo prelevare soldi e reintrodurre denaro.
Devi ricordarti che il nostro corpo ha principalmente 3 meccanismi per risintetizzare questo ATP, ognuno con dei pro e dei contro.
La nostra fisiologia non lavora a “compartimenti stagni”, cioè non aspetta che si esaurisca un meccanismo per attivarne un altro.
Se mangi un piatto di pasta ma poi digiuni per tutto il giorno, il tuo corpo non aspetta che siano finiti i carboidrati della pasta per avviare i meccanismi di riserva per l’energia, ma inizia già molto precocemente.
Tornando ai 3 meccanismi energetici dello sport, abbiamo un’attivazione simultanea dei meccanismi ma sempre ce n’è uno che prevale sugli altri.
I 4 fattori dei sistemi energetici
La differenze più rilevanti tra i vari sistemi energetici sono relative a diversi fattori, tutti di grande rilevanza per la prestazione sportiva:
- la quantità di energia che può essere fornita per unità di tempo dal substrato;
- la rapidità con la quale i vari substrati rendono possibile la sintesi di ATP;
- la quantità disponibile di ogni substrato e quindi il tempo per cui l’energia garantita dal sistema è disponibile;
- la velocità con cui questi substrati possono essere reintegrati una volta che siano stati consumati.
Giustamente adesso ti chiederai, ma quanto ATP è presente nei nostri muscoli? In altre parole, quanti soldi pronti all’uso abbiamo nelle nostre cellule muscolari?
Nelle cellule muscolari è presente una quantità molto piccola di ATP, con una concentrazione pari a 5 mmol per kilogrammo: in un uomo di circa 70 kg, con una buona massa muscolare, abbiamo circa 70g di ATP, distribuito ovviamente in tutti i muscoli del corpo.
Se pensi che dobbiamo preoccuparci, ti sbagli, perchè il nostro organismo ha degli ottimi termometri energetici per monitorare attentamente che questa quantità non vada sotto ai valori minimi accettabili.
Se ora inizi a fare uno scatto, nel giro di 2-3 secondi viene utilizzata già buona parte di questo ATP, e subito si attivano i meccanismi per crearlo nuovamente.
I 3 meccanismi, ognuno differente, sono:
- Anaerobico alattacido (grande potenza ma piccolo serbatoio)
- Anaerobico lattacido (media potenza e medio serbatoio)
- Aerobico (bassa potenza e serbatoio teoricamente infinito)
Indovina quale meccanismo stai utilizzando principalmente in questo momento? Pensaci bene…
Quasi solo quello aerobico, ed è proprio il meccanismo che, grazie al cibo ed all’ossigeno, ti permette di vivere teoricamente all’infinito (se non ci fosse l’usura biologica dell’organismo).
Il sistema anaerobico alattacido
Il sistema anaerobico alattacido, anche noto come sistema dell’ATP-CP (adenosina trifosfato – creatina fosfato), è uno dei tre principali sistemi energetici nel corpo umano ed è responsabile di fornire energia per sforzi di alta intensità e breve durata, generalmente inferiori ai 10-15 secondi.
Questo sistema opera principalmente nei muscoli scheletrici durante attività esplosive come sollevamenti pesanti o sprint.
Il processo inizia con la presenza di creatin fosfato immagazzinata nei muscoli. Quando il corpo richiede una rapida esplosione di energia, i legami chimici dell’ATP vengono spezzati, liberando energia rapidamente utilizzabile.
Il meccanismo anaerobico alattacido interviene subito per ricostituire l’ATP a partire dalla creatina fosfato.
Attraverso una sola reazione chimica abbiamo subito del nuovo ATP.
Il vantaggio principale di questo sistema è la sua capacità di fornire rapidamente energia, senza richiedere l’apporto di ossigeno. È come se il corpo avesse una “riserva” di energia immediatamente disponibile per affrontare situazioni ad alta intensità.
Tuttavia, la quantità di creatina fosfato immagazzinata è limitata, perchè sono circa 120 grammi in tutto l’organismo. Una volta esaurita la riserva di creatina fosfato, il corpo dovrà passare ad altri sistemi energetici.
Il sistema anaerobico lattacido
Il sistema anaerobico lattacido, noto anche come sistema dell’acido lattico o sistema glicolitico, è uno dei principali sistemi energetici nel corpo umano. Si attiva principalmente durante sforzi di intensità moderata ad alta e di durata breve a moderata, coprendo l’intervallo tra il sistema anaerobico alattacido (di cui abbiamo parlato precedentemente) e il sistema aerobico.
Il processo principale del sistema anaerobico lattacido coinvolge il glucosio come fonte di energia. Quando i muscoli richiedono energia in modo rapido durante l’attività fisica, il glucosio è frammentato attraverso un processo chiamato glicolisi anaerobica.
Questo processo converte il glucosio in acido piruvico, generando energia sotto forma di ATP (adenosina trifosfato), la principale “valuta energetica” del nostro corpo.
A questo punto, l’acido piruvico può seguire due percorsi diversi: uno può portare alla formazione di acido lattico, mentre l’altro può proseguire verso il ciclo aerobico, dove il glucosio viene ulteriormente ossidato per produrre energia.
La produzione di acido lattico è una parte normale dell’attività muscolare intensa e leggermente prolungata, ma il suo accumulo eccessivo può portare a sensazioni di affaticamento muscolare e crampi.
Il sistema anaerobico lattacido può sostenere lo sforzo per un periodo relativamente lungo (qualche minuto), ma ancora limitato nel tempo rispetto al sistema aerobico.
L’illimitato sistema aerobico
Il sistema aerobico, noto anche come sistema aerobico ossidativo, è uno dei principali sistemi energetici del corpo umano ed è coinvolto in sforzi di resistenza di lunga durata.
Questo sistema è chiamato “aerobico” perché richiede l’uso di ossigeno per generare energia e può funzionare in modo continuativo senza accumulo di acido lattico.
È il principale sistema energetico coinvolto in attività come la corsa a lunga distanza, il ciclismo, il nuoto e altre attività aerobiche.
Il processo chiave del sistema aerobico coinvolge la trasformazione delle molecole di glucosio e acidi grassi (a volte anche proteine) in energia attraverso la produzione di adenosina trifosfato (ATP).
Questo processo avviene principalmente nei mitocondri, le “centrali energetiche” delle cellule.
Inizialmente nell’attività viene preferito l’utilizzo di carboidrati, e successivamente invece i grassi.
È importante però ricordarsi che le scorte di carboidrati non si esauriscono del tutto, per la nota legge che “i grassi bruciano al fuoco dei carboidrati“, vale a dire che in assenza di carboidrati non è più possibile produrre energia nemmeno dai grassi…
Ovviamente è impossibile rimanere senza carboidrati nel corpo, perchè altrimenti nemmeno il cervello potrebbe sopravvivere a lungo (dato che è ghiotto di glucosio).
Tra i sistemi energetici, questo ha il maggior numero di reazioni chimiche, quindi è impossibile che intervenga in modo consistente nelle attività di breve durata.
E’ un meccanismo lungo, che però, alla fine, ci permette di ricavare tantissima energia, cioè tante molecole di ATP.
Tabella riassuntiva dei sistemi energetici
Questa tabella riassume un po’ tutti i concetti che abbiamo visto oggi, e potresti salvarla sul tuo telefono per consultarla ogni volta che ti viene qualche dubbio su questo argomento.
Bisogna specificare che per comprendere al meglio ognuno di questi meccanismi ci vogliono ore ed ore di studio, di approfondimento, di collegamento dei concetti e di contestualizzazione.
Dire che utilizzi il sistema aerobico che sfrutta più acidi grassi non significa che stai dimagrendo, così come dire che l’acido lattico peggiora la performance non significa che sia velenoso.
Ricorda che l’ATP nelle nostre cellule non deve mai scendere sotto un certo quantitativo, quindi l’obiettivo dei sistemi energetici del metabolismo non è ricreare completamente da zero nuova energia, ma piuttosto mantenerla costante e riportandola ai valori ottimali.
Secondo uno studio di Houston e colleghi del 2008, anche in seguito ad attività di alta intensità, il quantitativo di ATP muscolare non potrà mai scendere sotto il 50% della disponibilità del muscolo a riposo.
Falsi miti sui sistemi energetici
Ecco alcuni falsi miti che bisogna smontare una volta per tutte in modo definitivo sui sistemi energetici.
La teoria dei libri universitari, se non applicata e contestualizzata, può creare delle idee sbagliate che vengono diffuse a macchia d’olio nel settore.
1° Falso Mito >> Il sistema aerobico è l’unico che fa dimagrire
Negli allenamenti anaerobici ad alta intensità non viene reclutato in modo massiccio il sistema aerobico durante lo sforzo, ma durante il recupero e a fine allenamento, quindi la cosa più importante per dimagrire è la quantità di calorie bruciate!
2° Falso Mito >> I sistemi energetici sono tutta genetica
E’ vero che la base dell’efficacia di un sistema energetico proviene dalla genetica, ma questi sistemi sono plastici, nel senso che possiamo aumentarne la potenza, il serbatoio e tutte le sue caratteristiche, seppur non in modo illimitato.
3° Falso Mito >> Il sistema anaerobico è inutile per gli anziani
Fino a pochi anni fa le linee guida dell’ACSM raccomandavano specialmente l’allenamento aerobico, ma negli ultimi anni sta prendendo sempre più piede l’allenamento anaerobico di forza per prevenire la perdita di massa muscolare.
La legge fondamentale della fisiologia e dei sistemi energetici
Parlando di fisiologia e dei sistemi energetici, voglio descriverti una delle leggi più importanti che devi sempre tenere a mente.
Devi sapere che il nostro corpo vive in modalità risparmio energetico, e quando una struttura non viene utilizzata, nella maggior parte dei casi viene ridotta, diminuita o eliminata per diminuire le spese.
Non avrebbe senso tenere un auto di lusso in garage pagando migliaia di euro l’assicurazione ogni volta vero? Ma facciamo qualche esempio al volo.
Se abbiamo il braccio ingessato per tanti mesi il nostro corpo eliminerà parte delle fibre muscolari di esso.
Quando invece eliminiamo una categoria intera di alimenti dall’alimentazione, per esempio i latticini, il nostro corpo può eliminare gli operai che hanno la funzione di digerirli (gli enzimi del lattosio), tanto non servono più.
L’assenza di carico meccanico sulle ossa, come nel caso di chi sta a letto per tanto tempo oppure per gli astronauti in orbita, può portare ad una riduzione della densità ossea.
In ottica longevità infatti si stima che, dal punto di vista dell’invecchiamento, 6 mesi passati in orbita equivalgono a 10 anni qui sulla Terra, proprio perché tante parti del corpo rimangono quasi inutilizzate.
E invece riguardo alla struttura spugnosa che ci ritroviamo in mezzo alle orecchie? Quante volte hai sentito dire “utilizziamo solamente il 10% del nostro cervello”?
Nulla di più falso, altrimenti il restante 90% sarebbe stato eliminato, risparmiando centinaia di calorie ogni giorno.
Ma anche i collegamenti tra i neuroni del cervello, se non vengono utilizzati, vengono spazzati via (perché degenerano).
Una volta capito questo concetto, dobbiamo sapere che i meccanismi energetici vengono depotenziati se non li utilizziamo.
E tu li utilizzerai?
