Risposta metabolica a esercizio ad alta intensità esercizio prolungato
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1) Risposta metabolica a
•esercizio ad alta intensità
•esercizio prolungato
2) Adattamento metabolico all’allenamento
3) Adattamento all’altitudine
Filomena fezza 2019-20 1
Esercizio ad alta intensità
ATP unica fonte energetica usabile direttamente
- Muscolo: ATP è sufficiente per 2” di esercizio
massimale, poi deve essere risintetizzato da ADP.
- Fosforilazione ossidativa troppo lenta
fosfocreatina (PC)
glicogeno
Idrolisi PC inizia immediatamente per tamponare
accumulo ADP. Dopo pochi secondi dalla generazione di
forza massimale idrolisi diminuisce glicogenolisi.
Filomena fezza 2019-20 2
Contrazione isometrica massimale
10 PC
glicolisi
ATP (nmol/Kg/s dm)
8
6
4
2
1.3 2.6 5 10 20 30
PC entro i primi 2” è massimale
dopo 2.6” è ridotta del 15%
dopo 10” è ridotta del 50%
ultimi 10’ è solo del 2%
Declino è dovuto a mancata risintesi di PC perché manca ATP mitocondriale
Filomena fezza 2019-20 3- Rapido aumento di [AMP] e [Pi] sono i regolatori della
glicogenolisi muscolare.
- Glicogenolisi e glicolisi iniziano subito, ma a differenza
dell’idrolisi di fosfocreatina, raggiungono un tasso massimo dopo
5” e possono essere mantenuti a tali livelli per diversi secondi
(comunque scende al 40% negli ultimi 10” esercizi brevi).
- Esercizio sub-massimale può essere sostenuto per 5’ prima
che appaia fatica. In questo caso ossidazione dei carboidrati
dà contributo significativo a produzione di ATP.
Utilizzo glicogeno: 45 mmol Kg dm-1 min -1 in 3-4’ di esercizio
160 mmol Kg dm-1 min -1 in 30” sprint massimo
Filomena fezza 2019-20 4Filomena fezza 2019-20 5
Filomena fezza 2019-20 6
Ripetuti esercizi massimali
- diminuisce tasso di idrolisi PC (risintesi di PC
incompleta nella fase di recupero tra 2 esercizi) e
accumulo lattato (causa non chiara).
Fatica
1) manca fonte di energia
2) inibizione da prodotto (lattato pH) atleti di
sprint hanno migliore capacità tamponante di atleti di
resistenza.
Ingestione di sodio bicarbonato (per accumulo ed efflusso).
Nutrizione non molto importante
SI creatina
NO dieta iper-proteica e povera di
carboidrati
Filomena fezza 2019-20 7Esercizio prolungato
Esercizio sostenuto per 30-180’ (60-85% consumo max O2)
Tasso di produzione ATP è più basso dell’esercizio ad alta
intensità.
PC
carboidrati
grassi
Idrolisi PC e produzione lattato (primi minuti) correlati ad
intensità.
Dopo che si raggiunge equilibrio carboidrati e grassi.
Filomena fezza 2019-20 8Carboidrati 80 minuti prima di deplezione
Utilizzo simultaneo di grassi e glicogeno epatico permette
che l’esercizio continui (maratoneta se utilizzasse solo carboidrati
si fermerebbe dopo 90 e non dopo 130 minuti!!!)
Poi si perdono anche questi declino
carnitina
Piruvato + NAD+ + CoASH acetil-CoA + NADH + H+ + CO2
PDH
- attiva
PDH chinasi PDH fosfatasi
ATP NAD+
+
ADP NADH Ca++
PDH
Acetil-CoA
inattiva
CoASH Filomena fezza 2019-20
9Dieta
Individui sedentari: deposito di zuccheri nel muscolo è resistente ai cambiamenti
combinazione di esercizio e dieta (relazione positiva tra esercizio
prolungato e glicogeno muscolare)
carboidrati dopo esercizio resintesi glicogeno muscolare
carboidrati prima dell’esercizio depositi epatici ottimali e glicogeno muscolare
fruttosio:
< rilascio insulina Studi in laboratorio
disturbi
< utilizzo glicogeno muscolare gastrointestinali
> glicogenosintesi epatica
carboidrati durante esercizio 1) < utilizzo di glicogeno muscolare
2) < mobilizzazione ed ossidazione di grassi
3) > ossidazione di carboidrati e > resistenza
-Effetto di carboidrati soprattutto su fibre di tipo I
-Carboidrati ritardano fatica (ritardano deplezione di glicogeno epatico)
-Miglioramento dovuto ad allenamento di resistenza: aumento in ossidazione di
acidi grassi invece dell’utilizzo di glicogeno muscolare.
E’ però insufficiente per richiesta ATP al 60% VO2max non è utile ingestione
di grassi prima di esercizio.
Filomena fezza 2019-20 10Adattamento all’allenamento
Adattamenti fisiologici e metabolici
a) overload: frequenza, modo, intensità e durata
dell’esercizio
b) specificità dell’esercizio (resistenza, forza…)
c) reversibilità (dopo pochi mesi) (sigh!)
d) risposta individuale (limitazioni genetiche, stato di
partenza)
Filomena fezza 2019-20 11Adattamento all’allenamento di resistenza
50-80% VO2 max per lunghi periodi flusso ed utilizzo di O2
Ipertrofia fibre tipo I
> densità capillare
> mioglobina (oltre 80%) mantiene bassa pO2 nel sarcoplasma > diffusione
dal sangue
> depositi intramuscolari di glicogeno (2,5 volte)
attività glicogeno sintasi (basale e insulina)
GLUT4
> depositi intramuscolari di trigliceridi
> numero e dimensione di mitocondri (solo nel muscolo coinvolto)
> ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa
> utilizzo lipidi e carboidrati
Durante esercizio: muscolo allenato ha
< utilizzo carboidrati e produzione lattato
> ossidazione acidi grassi (depositi intramuscolari)
> volume sanguigno
> flusso sanguigno
> differenza di O2 tra arterie e vene
< risposta ormonale all’esercizio acuto
Filomena fezza 2019-20 12Adattamento all’allenamento di sprint o forza
-Allenamento per forza, potenza o velocità ha pochi effetti sulla
capacità aerobica.
-Cambiamenti specifici in sistemi immediati (ATP e PC) e a breve-
termine (glicolisi) di produzione di energia migliora performance in
forza e sprint.
> glicogeno
< densità mitocondriale
> sistema tampone muscolare
Filomena fezza 2019-20 13OVERTRAINING
Performance diminuisce anche se c’è “super-allenamento”
Stress senza aver tempo per recupero circolo vizioso
Debolezza muscolare, citochine, cambiamenti ormonali ed
ematologici, perdita di appetito.
Infezione virale cronica (immunosoppressione)
< glutammina plasmatica
Danno muscolare (proteine muscolari nel plasma)
deplezione di glicogeno muscolare
DIETA: glutammina
vit A, B6, C sistema immunitario
minerali (Zn, Fe)
Filomena fezza 2019-20 14Adattamento all’altitudine
Diminuzione pO2 ipossia nelle arterie
% saturazione di Hb piccoli cambiamenti finchè si raggiunge 3000m
(a 1900m pO2 passa da 100 mmHg a 78 mmHg, ma Hb è
90% saturata)
attività anaerobiche (brevi) non cambiano
(anzi migliorano per riduzione densità/resistenza dell’aria)
cambiano attività aerobiche
ACCLIMATIZATION
Oltre 2000m
Effetti immediati
Effetti a lungo termine
Altitudine-dipendente
Variabilità individuale
Filomena fezza 2019-20 15Risposte immediate
Iperventilazione: aumenta nelle prime settimane e rimane alta per un anno.
Aumento flusso sanguigno: aumento di noradrenalina.
Risposte a lungo termine
Regolazione equilibrio acido/base (si altera per iperventilazione)
a 3000m pCO2 passa da 40 a 24 mmHg
pH aumenta (alcalosi), effetto Bohr
Metabolismo anaerobico non cambia, però capacità tamponante diminuisce
(“paradosso lattato”).
Diminuzione del volume plasmatico (dopo 1 settimana a 2300m 8%)
aumento produzione emoglobina ed eritrociti
dopo 1 settimana a 2300m Hb 10%
ematocrito 4%
aumento eritropoietina
supplementazione Fe in atlete
Filomena fezza 2019-20
16Adattamenti cellulari
Aumento densità capillare
Aumento mioglobina
Aumento mitocondri
Aumento enzimi ossidativi
Aumento 2,3-DPG < affinità Hb per O2
Adattamenti metabolici
Capacità aerobica non cambia fino a 1500m
VO2max diminuisce 10% ogni 1000m
Filomena fezza 2019-20 17DANNI MUSCOLARI DURANTE L’ESERCIZIO
Esercizio porta a rottura di cellule muscolari in relazione all’intensità
ed al tipo di esercizio enzimi plasmatici
alanina transaminasi (fegato, muscolo, cuore, rene)
glutammato transaminasi (fegato, muscolo, cuore)
fosfatasi alcalina (fegato, osso, rene, intestino)
creatina fosfochinasi (muscolo)
Mioglobina (max dopo 1
più enzimi hr, normale dopo 24 hr)
diversi isoenzimi Proteine contrattili
CPK
Esercizio di breve durata < di esercizio di lunga durata
Contrazioni eccentriche-concentriche (corsa a piedi) CPK > 20-100 volte
rispetto a valori basali. E’ max nei primi giorni dopo esercizio e scompare dopo
1 settimana (stress meccanico alla fibra muscolare).
Allenamento conferisce protezione
Filomena fezza 2019-20 18EFFETTI DANNOSI
1. Lesioni muscolo, ossa, articolazioni.
2. Disidratazione ed ipertermia 25% di grassi e
carboidrati è convertita in energia (75% in calore) si
previene ipertermia tramite evaporazione del sudore
rovescio della medaglia è disidratazione (giorno dopo
esercizio si perde 1-2% peso, ma è acqua).
3. Ipotermia sport invernali.
4. Danni cardiaci OK esercizio regolare, no esercizio
intenso ed improvviso (aritmie, infarto).
Triade delle atlete: disordini alimentari, diarrea, osteoporosi
Prevenzione sedentari devono agire con prudenza
(graduale per permettere adattamento).
Filomena fezza 2019-20 19ATTIVITA’ FISICA NEL BAMBINO
Legata alla crescita ed alla maturità sessuale
GH e ormoni tiroidei allungamento ossa → utilizzo di grassi
(risparmio glicogeno)
Ormoni sessuali stimolano lo sviluppo e la maturazione
delle fibre (soprattutto gli androgeni).
Attività sportiva no correlazione diretta sui ritmi della
maturazione muscolare nel bambino e nell’adolescente.
IPERPLASIA (prima) e IPERTROFIA (dopo nascita) perché
ci sono molte fibre IIc (immature).
Filomena fezza 2019-20 20[ATP] = ad adulto
[Glicogeno] sono inferiori nel bambino ma = adulto adolescente
“immaturità glicolitica”
cambia composizione corporea
Recupero > dell’adulto
Filomena fezza 2019-20 21Apporto fluidi ed elettroliti
Non per giochi di squadra, ma quando è importante
categoria di peso (< energia, proteine, micronutrienti)
Apporto di minerali (ferro, calcio)
Adolescenti femmine (soprattutto sport di durata)
Filomena fezza 2019-20 22ATTIVITA’ FISICA IN
GRAVIDANZA
IPERTERMIA
Calore sviluppato dal muscolo se è prolungato
effetto teratogeno.
IPOSSIA
Flusso ematico indirizzato ai muscoli della madre
Attività fisica adeguata è positiva
(feto può usare lattato ed ha affinità > per ossigeno)
Filomena fezza 2019-20 23ATTIVITA’ FISICA NELL’ANZIANO
SARCOPENIA = perdita massa muscolare e forza
quadricipite femore: diametro ↓ da 20 a 40 anni
forza ↓ per decennio
Ipotrofia e ipoplasia soprattutto di fibre II
< sintesi proteica
< ormoni anabolizzanti,
GH, IGF1
> citochine pro-
infiammatorie (IL1,
IL6, TNFa) Crescita
anoressia
inattività fisica
> ROS
Filomena fezza 2019-20
24Glicolisi, metabolismo ATP, fosfocreatina, capacità
ossidativa restano = ma cambia perché < numero e
dimensione delle fibre.
Ossidazione glucidi > lipidi insorgenza fatica.
Allenamento secondo
età, stato di salute,
patologie
Filomena fezza 2019-20 25FATICA
Incapacità di mantenere la forza e la potenza
richieste o sperate
Fenomeno multifattoriale: origine periferica e centrale
Filomena fezza 2019-20 26FATICA PERIFERICA
intenso, breve
•actina-miosina
• abbassa pH
allenamento
inibisce fosfo
fruttochinasi
Insorge prima dell’esaurimento metabolico del muscolo
Filomena fezza 2019-20 27FATICA CENTRALE
E’ caratteristica di un esercizio submassimale prolungato
Perdita di motivazione e crescente ipotonia
→ Calo di neurotrasmettitori
NORADRENALINA
esercizio d’intensità elevata > catabolismo < [ormone]
DOPAMMINA
importante per neuroni motori
> [] dopo esercizio acuto (però solo studi su ratti e topi)
SEROTONINA
aumenta con l’insorgere della fatica
stimola secrezione di prolattina cambia [AA ramificati] nel plasma
ACIDO g-AMMINOBUTIRRICO
neurotrasmettitore inibitorio (su serotonina)
diminuisce con l’insorgere della fatica
Filomena fezza 2019-20 28IPOGLICEMIA E FATICA
In soggetti molto sensibili ad insulina, sovrallenati o ritmi circadiani,
sbalzi termici, altitudine, ecc.
1. riserve di glicogeno
2. allenamento
3. intensità e durata dello sforzo
FATICA NELLE DONNE
> resistenza alla fatica in esercizi a bassa intensità
1. entità massa muscolare correlata con richiesta di ossigeno
2. estrogeni > flusso sanguigno al muscolo
3. enzimi glicolitici meno attivi < potenziale anaerobio
4. > potenziale ossidativo aerobico resistenza prolungata
Filomena fezza 2019-20 29Puoi anche leggere
