Laboratorio Fitness & Wellness - Anno Accademico 2019/2020
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Laboratorio Fitness & Wellness Anno Accademico 2019/2020 Ewan Thomas, PhD
Principi di Bioenergetica e Biomeccanica
Metabolismo
Catabolismo Anabolismo
Processi di degradazione che permettono di Processi di Costruzione che utilizzano
liberare energia energia
ATP Adenosina trifosfato è un composto ad alta energia composta da una base azotata, l’adenina, da uno zucchero, il ribosio (Quando il ribosio lega l’adenina forma l’adenosina) e da 3 gruppi fosfato. E’ una molecola ad altissima energia richiesta (Anabolismo) o creata (Catabolismo) in tutte le reazioni metaboliche.
Categorizzazione per Macromolecole •Metabolismo Glucidico •Metabolismo Lipidico •Metabolismo Proteico
Categorizzazione per substrati utilizzati •Metabolismo Anaerobico Alattacido •Metabolismo Anaerobico Lattacido •Metabolismo Aerobico
Ogni “metabolismo” ha delle caratteristiche . Potenza e Capacità dipendono ovviamente dal substrato energetico utilizzato.
L’attivazione prevalente di un metabolismo rispetto ad un altro dipende dall’intensità dell’esercizio. Più un esercizio è intenso, maggiore sarà la potenza richiesta, ma minore sarà la sua durata.
Le reazioni biochimiche per poter avvenire hanno bisogno di essere mediate da Enzimi. Enzimi, sono proteine che hanno il compito di Catalizzare le reazioni chimiche rendendo queste compatibili con la vita.
Un enzima ha le seguenti proprietà: 1) accelera la velocità di una reazione chimica. 2) nella reazione non compare né tra i reagenti né tra i prodotti. 3) non viene consumato durante la reazione. 4) non sposta l'equilibrio della reazione. 5) agisce diminuendo l'energia di attivazione. 6) sono specifici. Si denominano substrati le sostanze che vengono trasformate nella reazione enzimatica e prodotti della reazione quelle che si formano. Il meccanismo di azione degli enzimi è basato sulla formazione transitoria di legami con i substrati, cioè sulla formazione del cosiddetto complesso enzima- substrato.
Metabolismo Anaerobico Alattacido E’ uno dei 3 metabolismi muscolari per la produzione di ATP. E’ quello a maggior potenza e minor capacità, e viene usato per sforzi intensi della durata massima di circa 8-10 sec. Trae la sua energia dai fosfageni muscolari (molecole con gruppo fosfato, La fosfocreatina e l’ATP). Esiste ATP libera nel muscolo (circa 100g in un uomo di 70KG) ma non essendo sufficiente ha bisogno di essere prodotta. Per far ciò si usa il fosfato presente sulla fosfocreatina (CP) e si catalizza la reazione sull ADP (adenosina difosfato) presente nel citosol in quantità molto superiori all’ATP. La reazione è catalizzata dall creatin chinasi (CPK). CP + ADP ATP + C Se i livelli di CP sono molto bassi per via di sforzi sostenuti e visto che nel citosol saranno presenti molte molecole di ADP, per continuare a produrre ATP verrà usato un altro enzima la MIOCHINASI che catalizzerà la reazione con 2 molecole di ADP ADP + ADP ATP + AMP (adenosina monofosfato)
Questo sistema avviene nel citosol dove le concentrazioni di CP e ADP permettono di sostenere lavoro muscolare per circa 8 secondi. Non esistono riserve di CP o ADP per cui dopo tale tempo non sarà possibile eseguire una contrazione muscolare alla stessa intensità e servirà un altro sistema di produzione dell’energia. Sforzi come sprint, massimali (1RM), salti.
Metabolismo Anaerobico Lattacido E’ un sistema di produzione dell’ energia che non necessita di ossigeno e che usa come substrato prevalente il glicogeno contenuto in fegato e muscoli che verrà successivamente idrolizzato a glucosio. Quando lo sforzo si protrae nel tempo viene attivato questo metabolismo. Dal fegato e dal muscolo viene liberato il glicogeno tramite un processo biochimico detto glicogenolisi, questo convertito in glucosio arrivando alla cellula muscolare, entra nel suo citosol (Glut4), ed attraverso una serie di 9 reazioni biochimiche (la Glicolisi Anaerobica) viene convertito in Piruvato (Acido piruvico). Quando questo non riesce più ad essere ossidato (Tramite ossigeno) in H2O e Co2 viene convertito in acido lattico (lattato). Da questo processo si ricavano 2 moli di ATP per ogni mole di glucosio.
Il sistema prende energia Il sistema restituisce energia
Il piruvato al termine della Glicolisi ha 2 alternative nell’essere umano. Se lo sforzo fisico non è intenso potrà prendere la via AEROBICA e diventare Acetil coenzima A ed entrare nel ciclo di Krebs. Se l’intensità dell’esercizio tuttavia è elevata prenderà la via Anaerobica (Il piruvato non può essere ossidato in acqua e Co2) e tramite un enzima la Lattato deidrogenasi (LDH) venire convertito in Acido Lattico.
L’acido lattico a questo punto per poter uscire dalla cellula si dissocia (è un acido) e diventa Lattato (LA) e Idrogeno (H+). Il lattato uscendo dalla cellula tramite ritorna al fegato e prenderà la via del CICLO DI CORI per essere convertito nuovamente in Glucosio e ritornare al muscolo. Attività lattacide nel fitness: Serie superiori a 8, circuit training , corsa ad alta intensità.
Metabolismo Aerobico Sistema di produzione di energia a bassa potenza ma elevatissima capacità. Usa l’ossigeno per ossidare le molecole. Queste, sono prevalentemente acidi grassi e Glucosio. Per essere attivato servono all’incirca 3-5 minuti. Questo perché rispetto ai sistemi anaerobici le cui reazioni enzimatiche avvengono nel citosol, qui avvengono all’interno del mitocondrio per cui è necessario un certo tempo affinchè i nutrienti (gli enzimi deputati al trasporto dei nutrienti) transitino dal citosol al mitocondrio. La via glicolitica si esplica tramite il ciclo di Krebs (1 mole di glucosio 32 moli di ATP) Tramite le vie di ossido riduzione (Fosforilazione ossidativa) si ottengono 34 moli di ATP. La via lipidica, ossida, tramite la β-ossidazione gli acidi grassi e li converte in Acetil- coenzima A (così come abbiamo visto con il Piruvato) che seguiranno poi la via del Ciclo di Krebs.
Da 1 mole di glucosio tramite la glicolisi si ottengono 2 moli ATP, in presenza di ossigeno il piruvato viene convertito dal complesso delle piruvato deidrogenasi in Acetil-CoA che entrando nel mitocondrio si combina con l’acido ossalacetico liberando altre 2 moli di APT formando l’acido citrico, questo darà via al ciclo di Krebs che darà luogo alla formazione di 34 moli di ATP. Al termine del processo quindi per ogni mole di glucosio si ottengo diverse moli di ATP: 2 Glicolisi 2 Acetil-CoA+Ossalacetato 34 Termine del ciclo. Attività aerobiche del fitness: Spinning, circuit training, gag, aerobica, ecc ecc.
I substrati energetici dipendono dall’intensità dell’esercizio. L’intensità durante una attività di corsa viene valutata anche in funzione della frequenza cardiaca.
Biomeccanica e Muscolo Scheletrico “L’unica” cosa che sa fare un muscolo è contrarsi. •Concentrica •Eccentrica •Isometrica Modalità isotonica, isocinetica e pliometrica.
Classificazioni Muscoli Agonisti Muscoli Antagonisti Muscoli Sinergici Muscoli Stabilizzatori o fissatori
Contribuiscono a formare un sistema di leve. Ogni leva ha un Fulcro, una Potenza, ed una Resistenza. Fulcro è l’articolazione. Potenza è il muscolo. Resistenza è la forza di gravità. 1° tipo. Interfissa, neutra. 2° tipo. Interresistente, vantaggiosa. 3° tipo. Interpotente, svantaggiosa.
Le leve sono degli elementi che per essere tali devono possedere degli elementi:
Fulcro, potenza e resistenza.
Se il braccio potenza è uguale al braccio della resistenza la leva è in equilibrio. Se il braccio
potenza è maggiore del braccio resistenza la leva è vantaggiosa, se il braccio resistenza è
maggiore la leva è svantaggiosa.
Bracci: Potenza e Resistenza
MomentoLe leve possono essere di 3 tipi: Leve di primo tipo: Queste vengono solitamente definite NEUTRE in quanto il fulcro è compreso tra la potenza E la resistenza, tuttavia la sua neutralità dipenderà dalla lunghezza dei bracci di leva.
Leve di secondo tipo: Queste vengono anche definite VANTAGGIOSE o INTERRESISTENTI in quanto la resistenza è compresa tra la potenza ed il fulcro.
Leve ti terzo tipo: Queste vengono anche definite SVANTAGGIOSE o INTERPOTENTI in quanto la potenza è compresa tra Il fulcro e la resistenza.
1° tipo 2°tipo 3°tipo
Forza è massa per accelerazione.
Forza in fisiologia è definita la capacità di un muscolo di esprimere
tensione.
La massa è il muscolo, l’accelerazione la provvede a dare il sistema
nervoso.
La Potenza, è Forza espressa in funzione del tempo.
Forza e Potenza non sono la stessa cosa.Diversi tipi di forza. • Forza Massima • Forza Resistente • Forza Esplosiva ….ed altre 1000 sotto classificazioni.
Fibre Muscolari 3 tipi. • Tipo I o rossa • Tipo IIa o bianca intermedia • Tipo IIx o bianca veloce
I IIa IIx
INTENSITA’
xUnità Motorie Complesso Motoneurone, assone, fibra muscolare. Ogni motoneurone ha svariate fibre. Ogni fibra è innervata da un solo motoneurone.
IIx IIa I
L’allenamento è sempre neuromuscolare. Non possiamo pensare di allenare solo i muscoli senza considerare l’azione del sistema nervoso. Sarà quindi la specificità dell’allenamento a determinare quale sistema, quale fibra, metabolismo verrà maggiormente chiamato in causa.
Tutto il processo allenante, che sia sportivo, che sia fitness sarà
sempre il frutto di un adattamento.
L’adattamento è semplicemente una risposta allo stress.Laboratorio Fitness & Wellness Anno Accademico 2019/2020 Ewan Thomas, PhD
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