11.6 Il meccanismo energetico aerobico
Quando brucia un pezzo di legno o di carbone si verifica la combinazione dell'ossigeno con le sostanze contenute nel legno o nel carbone. La combustione è un processo molto violento e determina un sensibile aumento della temperatura. Anche nel muscolo si verifica una combinazione dell'ossigeno con un "combustibile" (che può essere rappresentato da zucchero o da grasso); tale combinazione, però, è molto meno violenta essendo regolata dall'intervento di un gran numero di enzimi; in tale modo soltanto una parte dell'energia del "combustibile" è sperperata in calore, mentre una grande quantità viene utilizzata per la ricarica dell'ATP. In tale meccanismo la combustione degli zuccheri e dei grassi è completa e come prodotti finali si hanno l'anidride carbonica e l'acqua, oltre all'energia che serve per la ricarica dell'ATP. Questa reazione, come quella anaerobica, avviene all'interno della cellula muscolare; questa, in particolare, avviene in strutture specializzate, i mitocondri, vere e proprie centrali energetiche che costituiscono, appunto, la sede della produzione aerobica dell'ATP. Le fibre muscolari dei nuotatori più allenati sono ricchissime di mitocondri.
Con il meccanismo aerobico si viene a formare una notevole quantità di ATP e, inoltre, non si producono scorie che possono limitare le contrazioni come l'acido lattico; i due prodotti finali anidride carbonica e acqua, infatti, non danno alcun disturbo al muscolo che sta lavorando: la prima è trasportata dal sangue ai polmoni da dove viene espirata; la seconda, l'acqua, è utile alle cellule stesse essendone il costituente principale.
Nel sistema aerobico un altro aspetto da sottolineare è quello relativo al tipo di combustibile utilizzabile. Possono essere idrolizzati aerobicamente, infatti, non soltanto gli zuccheri, ma anche i grassi. In pratica avvengono queste due reazioni:
1) ossigeno + glicogeno = CO2 + H2O + Energia
2) ossigeno + acidi grassi liberi = CO2 + H2O + Energia
Si può facilmente intuire quindi che il sistema aerobico (data la grande quantità di ATP che si viene a formare) è particolarmente indicato quale fonte di energia per le attività sportive che richiedono uno sforzo prolungato, come per esempio nel nuoto le gare su 800 e 1500 metri. Bisogna tuttavia tenere presente che l'intensità delle reazioni 1) e 2) sopra indicate è fortemente condizionata in primo luogo dalla quantità di ossigeno che può reagire, cioè dalla quantità di ossigeno che arriva ai muscoli intensamente impegnati e che questi stessi muscoli sono capaci di utilizzare.
Per meglio chiarire questo concetto è opportuno parlare del massimo consumo di ossigeno; con tale terminologia s'intende la quantità massima di ossigeno che può essere utilizzata dai muscoli in ogni minuto. Questo valore, naturalmente, sarà diverso per ogni individuo a seconda delle caratteristiche ereditate e di quelle acquisite. Per calcolare questo valore in ogni singolo atleta di solito si fa correre il soggetto su un tapis-roulant a velocità crescente, misurando costantemente con appositi strumenti la quantità di ossigeno che consuma. Aumentando la velocità di corsa aumenta anche il consumo di ossigeno. Tale aumento, però, non continua in maniera indefinita; oltre una certa velocità, infatti, non si ha più alcun incremento. Questo è il massimo consumo di ossigeno di un soggetto quando vengono impegnate masse muscolari voluminose quali sono quelle degli arti inferiori. Per il nuotatore, però, questa prova ha scarso significato in quanto quello che interesserebbe conoscere è il massimo consumo di ossigeno relativo ai muscoli che intervengono attivamente durante la nuotata che, come vedremo più avanti, risultano essere i veri fattori limitanti della buona prestazione.
I dati che ci fornisce la fisiologia dello sport dimostrano a questo proposito come nuotatori di livello mondiale quando sono valutati sul tapis-roulant abbiano un massimo consumo di ossigeno molto inferiore ai corridori di pari valore, cosa che apparentemente potrebbe risultare inconcepibile. Tuttavia se si misurasse con sistemi adeguati il massimo consumo di ossigeno relativo ai soli muscoli utilizzati dai nuotatori, cioè soprattutto quelli degli arti superiori, si vedrebbe che i campioni di nuoto hanno dei valori nettamente superiori ai corridori o ai ciclisti.
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