I meccanismi energetici nello sport

Quando ci alleniamo, attiviamo una serie di meccanismi energetici differenti a seconda della tipologia di sforzo che compiamo in una determinata unità di tempo. Al fine di effettuare correttamente allenamenti mirati al miglioramento delle capacità condizionali (forza, resistenza e velocità), è importante conoscere quali sono tali metabolismi e quando e in che modo intervengono nei differenti protocolli di allenamento o nelle diverse fasi di una gara.

I processi che avvengono nelle nostre cellule possono essere paragonati a ciò che succede nel motore di una automobile quando si brucia la benzina: le molecole del glucosio, dei lipidi o degli aminoacidi vengono bruciate grazie alla presenza di ossigeno e ciò permette la produzione di energia. Mentre però la combustione della benzina è incontrollata, avviene ad alta temperatura e si esaurisce subito, per nostra fortuna l’organismo non “brucia” i nutrienti in un colpo solo, altrimenti “andremmo arrosto”, consumando subito ciò che mangiamo.

Il nostro organismo ha invece la capacità di utilizzare in modo controllato l’energia chimica ricavata dagli alimenti e di renderla disponibile quando è necessaria e in funzione dei differenti metabolismi energetici che intervengono nel gesto atletico.

In questo articolo spiego la differenza esistente tra il metabolismo aerobico e i due metabolismi anaerobici, quando intervengono e quanto è importante conoscerli a fondo per meglio comprendere e utilizzare i protocolli di allenamento.

Meccanismi energetici nello sport: il ruolo dell’ATP

Come abbiamo visto, l’energia chimica che il nostro organismo ricava dagli alimenti non è utilizzata immediatamente: quando ci alimentiamo, il cibo viene “smontato” e trasformato in glucosio e trigliceridi, che vengono trasportati ai muscoli, all’interno dei quali i mitocondri, la centrale energetica della cellula, li trasformano in molecole di ATP, che hanno la funzione di immagazzinare l’energia e di renderla disponibile a seconda delle richieste dei muscoli.

L’ATP viene utilizzato e ricostruito continuamente nel nostro corpo. Purtroppo i nostri muscoli possono immagazzinare piccolissime quantità di ATP, destinate a esaurirsi in breve tempo. Quando durante un gesto atletico si utilizza una certa quantità di energia, è necessario quindi recuperare per dare tempo all’ATP di ricostruirsi. Più l’attività è intensa, maggiore è l’utilizzo di ATP: ecco perché quando ci alleniamo abbiamo bisogno di recuperare tra una ripetuta e l’altra oppure abbiamo bisogno di diminuire la velocità durante una pedalata molto intensa e di lunga durata.

Di conseguenza, più un muscolo è in grado di produrre velocemente ATP, più è alta la sua prestazione.

L’ATP può essere ottenuto tramite 3 metabolismi energetici:

• il metabolismo anaerobico alattacido
• il metabolismo anaerobico lattacido
• il metabolismo aerobico

Parliamo di metabolismo aerobico quando si ottiene ATP in presenza di ossigeno e di metabolismo anaerobico quando l’ATP viene prodotto in assenza di ossigeno.

Il metabolismo anaerobico alattacido

Il metabolismo anaerobico alattacido avviene in assenza di ossigeno senza produzione di lattato. Interviene nelle attività molto intense ma di brevissima durata (8-10 secondi), come ad esempio gli sprint effettuati al massimo dell’intensità o altri gesti atletici particolarmente esplosivi.

Per permettere ai muscoli di ricavare un così alto livello di energia in brevissimo tempo è necessario l’intervento di un’altra molecola: la fosfocreatina. Per capire il ruolo e funzionamento della fosfocreatina, è necessario fare un breve cenno al processo chimico che ne regola l’utilizzo e la produzione.

L’ATP è formata da una molecola di adenosina e da tre molecole di fosfato. Quando viene richiesta una grande quantità di energia in breve tempo, l’ATP perde una molecola di fosfato, diventando ADP (una molecola di adenosina e 2 molecole di fosfato) + P (una molecola di fosfato). Affinché sia assicurata una veloce ricostruzione di ATP per mantenere alta l’intensità del gesto atletico, l’ADP si combina con un’altra molecola di fosfato (P) e in questo modo ricostruisce l’ATP. Questo fosfato “extra” viene donato all’ADP dalla fosfocreatina, che viene scissa in fosfato (P) e creatina (C). Purtroppo però la quantità di fosfocreatina è limitata e pertanto il gesto atletico ad alta intensità non può durare più di 8-10 secondi.

Quando ci alleniamo con le ripetute ad alta intensità per 8-10 secondi, è necessario prevedere tra una ripetuta e l’altra un tempo di recupero sufficiente per permettere all’organismo di ripristinare i livelli di fosfocreatina. Tale tempo deve essere compreso tra i 90 secondi e i 2 minuti.

Il metabolismo anaerobico lattacido

Il metabolismo anaerobico lattacido avviene in assenza di ossigeno ma con produzione di lattato. Per i primi 10 secondi è il sistema anaerobico alattacido a fornire principalmente energia. Dopo i 10 secondi il sistema anaerobico lattacido diventa il maggior fornitore e interviene nelle attività di alta intensità fino a 2/3 minuti.

Per la produzione di energia non interviene più la fosfocreatina, bensì il glicogeno (glicolisi anaerobica). Il glicogeno è immagazzinato nelle cellule muscolari e nel fegato e rilascia energia ogni qual volta sia necessario ripristinare l’ATP da ADP+P. Quando l’attività intensa si prolunga nel tempo, l’acido lattico si accumula nei muscoli causando affaticamento e limitando il proseguimento della prestazione ad alta intensità.

Il metabolismo aerobico

A differenza degli altri due sistemi energetici, il metabolismo aerobico è l’unico che ottiene la produzione di ATP in presenza di ossigeno. Inizia a produrre energia dopo 60-80 secondi dall’inizio del gesto atletico e per potersi attivare necessita di grandi quantità di ossigeno man mano che l’intensità dello sforzo aumenta nel tempo.

L’aumento della quantità di ossigeno richiesta ai muscoli determina un conseguente aumento della frequenza cardiaca e della frequenza respiratoria, per via della necessità di portare più sangue ai muscoli nell’unità di tempo.

Il metabolismo aerobico è la fonte di energia principale per gli sforzi che vanno da 60-80 secondi fino alle 3 ore. A differenza del sistema anaerobico lattacido, il gesto atletico può essere protratto per lungo tempo in quanto non viene prodotto acido lattico. Nelle prime 2 ore utilizza il glicogeno (glicolisi aerobica) a scopo energetico per produrre ATP. Già dopo 1 ora però le scorte di glicogeno iniziano a diminuire e pertanto il metabolismo aerobico inizia a ricavare l’energia dalla degradazione dei grassi (e in parte anche delle proteine). È importante però che le scorte di glicogeno non si esauriscano del tutto per la nota legge che “i grassi bruciano al fuoco dei carboidrati“, vale a dire che in assenza di glicogeno non è più possibile produrre energia nemmeno dai grassi…

Un atleta che ha necessità di dimagrire deve seguire un piano di allenamento in grado di migliorare la sua capacità aerobica, perché al tempo stesso è in grado di migliorare la sua capacità di utilizzare i grassi a scopo energetico. In tal caso è necessario considerare che i grassi vengono trasformati in ATP con più lentezza rispetto ai carboidrati. Pertanto minore è la velocità di contrazione muscolare (andature a bassa intensità e di lunga durata), maggiore sarà l’utilizzo dei grassi a scopo energetico, migliore sarà il risultato di dimagrimento.