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Sistema anaerobico, il meccanismo energetico del nostro organismo

Introduzione

Il cibo è considerato il nostro carburante, la fonte primaria dalla quale deriva l’energia che utilizziamo per ogni nostra attività, dalle semplici funzioni vitali agli sforzi estremi per lo stop. Tuttavia, l’energia non viene rilasciata direttamente dal cibo che consumiamo alle cellule ma canalizzata per formare l’ATP (AdenosinaTrifosfato), un composto formato da una molecola di adenosina e una di ribosio, uno zucchero a cinque atomi di carbonio. L’ATP è presente in quantità limitata nell’organismo e, ogni qual volta viene impiegato per uno sforzo fisico, necessita di tempo per potersi rigenerare; tanto più veloci sono i processi di sintesi, maggiore sarà la capacità del corpo di rilasciare energia al massimo sforzo per un tempo prolungato. Un classico esempio sono i sollevatori di peso o i ciclisti, che svolgono esercizi ad alto tasso energetico.

Il corpo utilizza tre sistemi energetici:

-          Sistema anaerobico alattacido

-          Sistema anaerobico lattacido

-          Sistema aerobico

Fa affidamento su tutti e tre, a prescindere dal tipo di sforzo che viene compiuto, senza che neanche uno venga completamente disattivato. Il cambiamento nella quantità di energia che essi forniscono dipende dalla durata e dall’intensità degli esercizi.

Il sistema anaerobico alattacido

Il sistema anaerobico alattacido sfrutta la molecola fosfocreatina, presente nelle cellule dei muscoli, per ottenere rapidamente l’energia necessaria per rigenerare l’ATP. Non ci sono molti passaggi nella reazione chimica che crea il sistema anaerobico alattacido.  Le reazioni possono verificarsi in assenza di ossigeno e la fosfocreatina è una molecola ad elevata energia. Come risultato, il sistema anaerobico alattacido può fornire subito un gran quantitativo di energia, ma solo per un periodo limitato di tempo, stimato solitamente intorno ai 10 secondi, per sforzi di massima intensità.

Possiamo dire che si tratta di energia supplementare perché il corpo immagazzina l’ATP per renderlo disponibile ad un utilizza immediato; tuttavia, può richiederlo solo una volta in quanto poi c’è bisogno di un tempo di recupero per ripristinare il deposito.

Ad esempio, nel caso del ciclismo, una volta che è stata esaurita la scorta di fosfocreatina in seguito ad uno sprint, ci possono volere fino a 5 minuti per rigenerarla e renderla disponibile per un successivo sforzo. Ecco perché questo sistema viene definito ad alta intensità e bassa capacità.

Sistema anaerobico lattacido

Il sistema anaerobico lattacido è quello a medio alta intensità; dopo circa 20 secondi di utilizzo del alattacido, il corpo per continuare nell’attività fisica necessita di un altro elemento, il glicogeno, ovvero la riserva di glucosio (zucchero) più importante per gli organismo animali.

Il sistema scompone i carboidrati, presenti in quantità limitata nel corpo, per produrre energia da consumare ad intervalli di tempo. Questa energia viene prodotta senza ossigeno, utilizzando il seguente schema: carboidrati – zuccheri – glucosio - glicogeno – ATP.

Il nostro organismo può immagazzinare fino a 500 grammi di carboidrati nei tessuti del fegato e dei muscoli nella forma di glicogeno. Per avere un’idea, riportando la teoria alla pratica fisica, questo importo energetico è in grado di alimentare approssimativamente 2.000 kilojoule di lavoro meccanico durante una corsa in bicicletta.

A prescindere dalla durata dello sforzo, i carboidrati vengono sempre inizialmente scomposti per mezzo di una reazione meccanica detta glicolisi anaerobica. Non serve ossigeno per questa reazione e sebbene possa essere rilasciato solo il 5% (2 molecole di ATP) del potenziale energetico di una molecola di glucosio, questa energia viene liberata velocemente, in modo da rendere il sistema adeguato a sforzi di alta intensità più lunghi di 10 secondi, arrivando anche a 2 minuti.

 Poiché la glicolisi anaerobica può alimentare solo sforzi brevi, rappresenta una minima parte dei 2.000 Kilojoule sviluppati dalla riserva di carboidrati; questo significa che è il limite temporale, piuttosto che una scarsa disponibilità di carboidrati, ad essere collegato ai processi chimici coinvolti nel metabolismo anaerobico e alla loro interazione con l’organismo.

 Il prodotto derivato da questo sistema è l’acido lattico, generato dalla scomposizione del glucosio rilasciato dai muscoli. Tutti gli sportivi hanno sentito parlare di acido lattico e, anzi, spesso se ne parla in senso negativo, anche se non bisogna considerarlo un prodotto di scarto ma una parte importante del metabolismo aerobico e anaerobico.

Durante gli sforzi ad alta intensità, il lattato viene prodotto in quantità maggiori rispetto a quelle che vengono rimosse e, contrariamente a quanto si crede, la fatica non è il semplice risultato dell’accumulo di acido lattico. C’è infatti molta disinformazione intorno a questa molecola. In primis, il lattato non provoca dolore muscolare, secondo la fatica derivante dagli esercizi non è dovuta ad un accumulo di lattato, perché se così fosse si presenterebbe ogni volta in cui una persona spinge il proprio allenamento oltre la soglia anaerobica.

In realtà, l’origine del dolore muscolare non è ancora ben chiara e si ritiene che a provocarlo siano più fattori, come le microlesioni muscolari (soprattutto per chi non è ben allenato e compie sforzi molto intensi), l’accumulo di metaboliti nei muscoli e contrazioni muscolari eccessive.

Benefici del lattato

Tradizionalmente il lattato, derivato della glicolisi anaerobica, era considerato come un fattore dannoso per la funzione muscolare. Nuove e recenti ricerche hanno invece invertito questa tendenza di pensiero, dimostrando come solo livelli molto alti di lattato possano causare un problema. Infatti, oltre all’aumento dei livelli di lattato, sono molti altri cambiamenti che avvengono dentro ed intorno alle cellule dei muscoli durante un intenso esercizio a causare fatica. Lo sforzo fisico porta naturalmente ad elevare la concentrazione di lattato nei muscoli e nel sangue. Una più approfondita conoscenza del lattato e del ruolo svolto dal sistema anaerobico ha dimostrato che essi possono in realtà aumentare l’efficacia di un allenamento.

Come aumenta l’intensità degli esercizi, i muscoli iniziano a necessitare più energia di quanta ne venga prodotta dal metabolismo aerobico. Questa momento è definito soglia metabolica. A quel punto il sistema anaerobico inizia a rilasciare maggiore energia ai muscoli. Tuttavia, la materia di scarto del sistema anaerobico può causare, come conseguenza, fatica. Gli atleti professionisti, seguiti da uno staff di alto livello sanno come trarre vantaggio da questa sorta di bruciore muscolare durante l’allenamento, al fine di aumentare la resistenza e la forza per migliori prestazioni nelle competizioni.

Dieta ed esercizio anaerobico

 L’esercizio anaerobico aiuta le persone a sviluppare muscoli più forti, ma non permette di bruciare i grassi. Per poter sfruttare i diversi benefici offerti dall’esercizio anaerobico è essenziale seguire una dieta salutare, con alimenti ben bilanciati nelle loro caratteristiche. In questo modo si forniscono ai muscoli i migliori nutrienti, favorendone la crescita e il rafforzamento. L’alimentazione raccomandata per le persone che svolgono un intenso esercizio fisico anaerobico, dovrebbe includere porzioni adeguate di tutti i cibi base. Tra cui:

-          frutta e verdure

-          pane, cereali, pasta e riso

-          latte, formaggio e yogurt

-          fagioli, uova, pesce, carne, pollame e noci

-          olio e zuccheri

 Sistema aerobico

Il sistema energetico che utilizza ossigeno nella sua fase di funzionamento è chiamato aerobico; l’ossigeno viene impiegato per alimentare la scomposizione dei carboidrati in primo luogo, per proseguire con quella degli acidi grassi e, se l’esercizio continua a lungo, anche delle proteine. Mentre entrambi i sistemi anaerobici sono collegati ad un’intensità di lavoro (o ad una forza) più elevata, quello aerobico è più moderato nell’intensità, ma presenta una durata maggiore nel tempo.

Può infatti attingere alle riserve di glucosio per un tempo massimo stimato intorno ai 90 minuti. Ecco perché è necessario rifornire le proprie scorte di glucosio con i carboidrati, anche durante l’attività fisica.

Il sistema aerobico è un sistema ossidativo e dovrebbe essere di aiuto per il sistema anaerobico lattacido: il suo funzionamento favorisce la rimozione del lattato, permettendo così all’organismo di tollerarne di più.

Il sistema aerobico non è in grado di produrre una grande quantità di energia, quindi non può contribuire, ad esempio, alla richiesta necessaria per uno sprint nel ciclismo o nella corsa. Tuttavia, ha la capacità di produrre piccole quantità di energia per un periodo di tempo prolungato, diventando il sistema predominante nell’attività fisica basata sulla resistenza.

Come si allena il sistema anaerobico alattacido?

Una domanda dalle mille risposte, che prevede anche diverse opinioni; in linea di massima possiamo dire che si fa una distinzione tra allenamento basato sulla forza (sollevamento pesi) e una basato sulla resistenza (corsa, ciclismo). Quindi, in conclusione, allenare il sistema anaerobico alattacido dipende da diversi fattori, variando da persona a persona in base alle singole caratteristiche fisiche e alle attitudini.

Un esempio di modello da seguire è quello della forza, che prevede tre diverse forme:

-          Forza massimale: la forza più elevata che il sistema neuromuscolare può sviluppare con una contrazione volontaria

-          Forza resistente: la capacità del corpo di opporsi ad uno sforzo durante una sessione di forza o di resistenza

-          Forza veloce: la capacità dell’organismo di superare le resistenze con contrazioni veloci.

Nella maggior parte dei casi si allena la forza massimale, perché le persone preferiscono curare l’aspetto della salute e della longevità del corpo: si inizia con un lavoro basato sulla resistenza muscolare per poi passare, gradualmente, a sviluppare contrazioni massimali.

L’allenamento funzionale prevede l’esecuzione dei sette movimenti fondamentali del corpo umano:

-          Sollevamento

-          Squat

-          Affondi

-          Flessioni e spinte

-          Trazioni

-          Pesi

-          Isometria

I principianti svolgono un lavoro che comprende tutti e sette i movimenti all’interno di un circuito di esercizi che sfruttino il sistema energetico alattacido. L’obiettivo è quello di costruire la resistenza muscolare che permette di generare in seguito contrazioni massimali.

Gli atleti di livello intermedio inizieranno invece ad eseguire intense contrazioni che richiedono movimenti più faticosi e uno sforzo maggiore sul sistema nervoso centrale; si continuano a praticare tutti i movimenti del corpo per lo sviluppo della resistenza muscolare.

Chi si trova ad un livello più avanzato è anche in grado di allenare la forza assoluta più volte in una settimana, focalizzandosi ogni volta su uno specifico movimento, come lo squat o il sollevamento. Per arrivare a questo punto bisogna aver appreso come sfruttare al massimo il sistema nervoso, dopo un percorso di formazione basato sulla resistenza muscolare. Bisogna cioè allenare non solo il corpo ma anche la mente alla resistenza, per superare ogni volta il proprio limite.

Come si allena il sistema anaerobico alattacido?

Un tipico esempio di sessione di allenamento anaerobico lattacido prevede la seguente combinazione di attività: sprint massimo per circa 60 secondi, riposo e ripetizione. Se si riescono a bruciare le stesse calorie nello stesso arco di tempo, si può ripetere l’esercizio fino a che si riesce a mantenere lo standard. Quando ciò non è più possibile vuol dire che l’allenamento è finito.

Nel tempo, l’obiettivo è proprio quello di aumentare il numero delle ripetizioni, ma è un lavoro lungo e richiede impegno e pazienza, perché oltre al fisico bisogna gestire anche il sistema nervoso centrale, fondamentale per la resistenza alla fatica.

Va evitato ad ogni costo il burn out (stress fisico ed emotivo dovuto a sovrallenamento), perché la funzione di sopravvivenza del cervello viene attivata nel momento in cui il lavoro anaerobico diventa insostenibile; a quel punto il cervello manda il corpo in protezione (causando spossatezza, mancanza di motivazione, insoddisfazione), impendendo uno svolgimento ottimale degli esercizi.

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