Dottor Apostolos Kokkinis Dietista-Nutrizionista

Introduzione

Prima di iniziare l’analisi dei sistemi energetici del corpo umano, devo fare un piccolo riferimento all’energia più importante sul nostro pianeta, quella che deriva dal sole. L’energia solare è quella che usano le piante durante la fotosintesi clorofilliana; essa consiste nella combinazione tra l’energia solare, l’idrogeno, l’ossigeno, l’azoto e il carbonio(ottenuto naturalmente dall’ambiente) costruendo proteine, carboidrati e grassi. Questi macronutrienti sono composti molecolari che contengono energia la quale può essere assorbita attraverso il processo della digestione e usata dal nostro corpo. Lo scopo fondamentale delle nostre cellule corporee è la conversione dell’energia chimica in altre forme di energia(termica, cinetica, elettrica) o la sua conservazione.

Perché si sono sviluppati diversi sistemi energetici nel nostro corpo? Quali sono le differenze principali tra di loro?

Per rispondere a questa domanda abbiamo bisogno di guardare l’evoluzione e i bisogni dell’uomo nel corso dei millenni. A volte l’uomo aveva bisogno di bruciare immediatamente energia per compiere movimenti in improvvise situazioni di stress, ad esempio scappare da un predatore; altre volte era necessaria energia disponibile per lunghi periodi di tempo durante i lunghi spostamenti. Possiamo capire facilmente che il diverso ritmo del consumo energetico è stato molto importante per la nostra sopravvivenza. È quindi molto facile notare che l’uso dei sistemi energetici negli atleti dipende dal tipo di sport. È molto diversa la modalità di consumo energetico in un maratoneta rispetto a chi pratica body building.

La nostra moneta energetica – l’ATP

È impossibile comprendere i sistemi energetici senza comprendere che cos’è l’ATP. L’ATP è la forma energetica che consuma il nostro corpo; tutti i sistemi energetici producono ATP, altri con un ritmo rapido ed altri con un ritmo più lento. ATP(adenosina trifosfato) è una molecola complessa fatta da legami ad alta energia i quali, dopo un’azione enzimatica, si dividono, rilasciando questa energia all’interno delle cellule del nostro corpo. L’energia viene utilizzata dal nostro corpo in molti processi, tra cui la contrazione muscolare. Non importa se uno gratta il suo naso o fa una passeggiata o fa qualsiasi altra attività fisica, il corpo “brucia” sempre ATP. L’ATP può essere formato nel nostro corpo attraverso il consumo dei carboidrati, grassi o proteine.

Un altro composto ad alta energia è il PC(creatitina fosfato) il quale non può essere utilizzato direttamente come fonte energetica, ma può produrre rapidamente ATP. Sia l’ATP sia la PC si trovano già nel nostro corpo in piccole quantità pronte all’uso.

Sistemi energetici

Il sistema ATP-PC

Il sistema ATP-PC è in grado di fornire direttamente grande quantità di energia in quasi tutti i gruppi muscolari e tessuti del corpo; la sua durata è breve, infatti 5-10secondi di attività fisica ad alta intensità può esaurire la limitata quantità disponibile di ATP e PC dei muscoli. Dopodiché sia l’ATP che il PC devono essere ricostituiti attraverso gli altri sistemi energetici.

Anche se gli integratori di creatina sono considerati capaci di facilitare la ricostituzione di ATP o del PC, non possiamo mangiare ATP-PC; siamo in ogni caso in grado di produrli da altre sostanze nutritive che sono a disposizione nel nostro corpo grazie all’alimentazione. L’abilità di un’ atleta di usare con la massima efficacia il sistema ATP-PC è associata alla potenza anaerobica.

Sistema dell’acido lattico

Il sistema dell’acido lattico non può essere utilizzato come fonte energetica immediata durante lo sforzo muscolare ma contribuisce alla rapida ricostruzione di ATP quando è necessario. È anche questo un sistema anaerobico. Durante l’esecuzione di un esercizio di alta intensità è il più efficace dopo il sistema ATP-PC. Il glicogeno è un tipo di carboidrato complesso che si trova depositato soprattutto nei muscoli e nel fegato; durante lo sforzo fisico ci fornisce energia sotto forma di glucosio attraverso un insieme di reazioni biochimiche chiamate glicolisi. Il sistema dell’acido lattico fornisce il massimo contributo durante sforzi fisici tra 1 e 2 minuti.

L’efficacia del sistema dell’acido lattico dipende enormemente dalla quantità di ossigeno presente nella cellula. Se la quantità di ossigeno è elevata, la quantità di ATP prodotto è maggiore; se la quantità di ossigeno è scarsa, la quantità di ATP prodotto è minore in concomitanza della produzione di un elevata quantità di acido lattico, il quale può velocizzare la sensazione della stanchezza. In opposizione agli altri sistemi anaerobici, il sistema dell’acido lattico è meno potente perché fornisce solo il 5% dell’energia contenuta nel glicogeno corporeo.

Sistema dell’ossigeno

Il terzo sistema energetico è quello dell’ossigeno. Famoso come sistema aerobico, come lo ha chiamato per la prima volta il Dr. Kenneth Cooper nel 1968. Il sistema dell’ossigeno può produrre enorme quantità di ATP nel nostro corpo; per la sua produzione vengono coinvolti altri meccanismi cellulari molto complessi, conosciuti con il nome di ciclo di Krebs che avviene all’interno del mitocondrio. In base alla durata dell’esercizio fisico, l’ATP viene prodotto dal glicogeno dei muscoli e del fegato, dal glucosio del sangue, dai trigliceridi dei muscoli, dagli acidi grassi liberi nel sangue, dai trigliceridi del sangue, dai trigliceridi del tessuto adiposo, dalle proteine del nostro corpo, i quali entrano dentro le cellule sotto forma di glucosio, acidi grassi liberi o aminoacidi. Il vantaggio di questo sistema energetico è l’enorme produzione di energia. La complessità del ciclo di Krebs lo definisce il protagonista dei sistemi energetici durante uno sforzo fisico di bassa o media intensità per periodi di tempo lunghi, come ad esempio una marcia superiore ai 5km o una maratona ed oltre.

È importante che sia chiaro che il contributo dei sistemi energetici al consumo di energia da parte del nostro corpo lavora in sinergia. Fin dall’inizio di qualsiasi sforzo fisico tutti i sistemi energetici contribuiscono alla produzione di energia(ATP); mano a mano che passa il tempo della durata dello sforzo fisico, alcuni sistemi contribuiscono maggiormente all’inizio, altri maggiormente nel lungo tempo. Il ruolo dell’alimentazione è fondamentale per fornire le materie prime in grado ti aumentare l’efficacia dei sistemi energetici.

La tabella sottostante chiarisce il contributo e la sinergia dei sistemi energetici durante lo sforzo fisico, i numeri sono esemplificativi.