Quando corriamo, saltiamo, solleviamo un peso o semplicemente camminiamo, il nostro organismo ha bisogno di energia per permettere ai muscoli di contrarsi e produrre movimento. Spesso si sente parlare di attività aerobica, anaerobica, acido lattico o resistenza, ma per comprendere realmente questi concetti è necessario conoscere il funzionamento dei sistemi energetici.
I sistemi energetici rappresentano l'insieme dei processi fisiologici che consentono all'organismo di produrre e utilizzare energia durante qualsiasi attività fisica, dalla più breve ed esplosiva fino agli sforzi di lunga durata.
L'ATP: la moneta energetica dell'organismo
Tutta l'energia utilizzata dalle cellule del nostro corpo deriva da una molecola chiamata ATP (Adenosina Trifosfato).
L'ATP può essere considerato la vera "moneta energetica" dell'organismo. Quando una molecola di ATP viene scissa, libera energia che può essere utilizzata per:
- la contrazione muscolare
- la trasmissione degli impulsi nervosi
- il trasporto di sostanze attraverso le membrane cellulari
- numerose altre funzioni biologiche
Il problema è che le riserve di ATP presenti nei muscoli sono molto limitate e sufficienti solo per pochi secondi di attività intensa. Per questo motivo il corpo deve continuamente rigenerare ATP attraverso differenti sistemi energetici.
I tre sistemi energetici
Tradizionalmente si distinguono tre principali sistemi energetici:
- Sistema anaerobico alattacido (ATP-PCr)
- Sistema anaerobico lattacido
- Sistema aerobico
È importante sottolineare che questi sistemi non lavorano mai separatamente. Sono sempre attivi contemporaneamente, ma il loro contributo varia in funzione dell'intensità e della durata dello sforzo.
Sistema anaerobico alattacido (ATP-PCr)
È il sistema energetico più rapido. Utilizza le riserve di ATP già presenti nel muscolo e una molecola chiamata fosfocreatina (PCr), che permette di rigenerare ATP in tempi estremamente brevi.
Caratteristiche principali
- produzione di energia molto rapida
- massima potenza
- durata limitata
- assenza di produzione significativa di lattato
Durata
Generalmente tra 6 e 10 secondi di attività massimale.
Esempi sportivi
- sprint di 30 metri
- salto verticale
- lancio
- sollevamento pesi
- schiacciata nella pallavolo
Questo sistema rappresenta la principale fonte energetica durante le azioni esplosive e di breve durata.
Sistema anaerobico lattacido
Quando lo sforzo prosegue oltre le capacità del sistema ATP-PCr, l'organismo aumenta la produzione di energia attraverso la degradazione del glucosio senza utilizzare ossigeno. Questo processo prende il nome di glicolisi anaerobica.
Caratteristiche principali
- elevata velocità di produzione energetica
- durata intermedia
- formazione di lattato come sottoprodotto metabolico
Durata
Generalmente tra 20 secondi e circa 2 minuti di attività intensa.
Esempi sportivi
- sprint prolungati
- prove di 200-400 metri
- scambi lunghi negli sport di squadra
- circuiti ad alta intensità
Per molti anni il lattato è stato considerato esclusivamente una sostanza responsabile della fatica muscolare. Oggi sappiamo che il suo ruolo è molto più complesso e che può rappresentare anche una preziosa fonte energetica per altri tessuti.
Sistema aerobico
Il sistema aerobico utilizza l'ossigeno per produrre energia a partire principalmente da carboidrati e grassi. È il sistema meno potente ma anche il più efficiente nel lungo periodo.
Caratteristiche principali
- produzione energetica più lenta
- elevata capacità
- grande efficienza durante attività prolungate
Durata
Può sostenere attività fisica per molte ore.
Esempi sportivi
- corsa di lunga durata
- ciclismo
- nuoto
- escursionismo
- attività aerobiche continuative
Anche durante sport caratterizzati da azioni esplosive, il sistema aerobico svolge un ruolo fondamentale nel recupero tra una fase intensa e la successiva.
I sistemi energetici lavorano insieme
Una delle convinzioni più diffuse è che esista un'attività esclusivamente aerobica o esclusivamente anaerobica. In realtà il corpo umano utilizza sempre tutti i sistemi energetici contemporaneamente. La differenza riguarda semplicemente quale sistema fornisce il contributo maggiore in un determinato momento.
Ad esempio:
- durante un salto prevale il sistema ATP-PCr
- durante uno sprint di 200 metri prevale il sistema anaerobico lattacido
- durante una corsa di 10 chilometri prevale il sistema aerobico
Tuttavia, anche in ciascuna di queste situazioni gli altri sistemi continuano a contribuire alla produzione energetica.
I sistemi energetici negli sport di squadra
Negli sport di squadra, come calcio, basket, pallavolo e pallamano, la situazione è particolarmente interessante. Gli atleti alternano continuamente:
- sprint
- salti
- cambi di direzione
- recuperi attivi
- fasi di bassa intensità
Per questo motivo nessun sistema energetico può essere allenato isolatamente. La preparazione fisica moderna mira a sviluppare contemporaneamente:
- capacità aerobica
- potenza anaerobica
- recupero tra azioni ad alta intensità
- efficienza neuromuscolare
L'allenamento modifica i sistemi energetici
I sistemi energetici sono altamente adattabili. L'allenamento può migliorare:
- la capacità di immagazzinare fosfocreatina
- l'efficienza della glicolisi anaerobica
- la tolleranza agli sforzi intensi
- la capacità aerobica
- la velocità di recupero
Questi adattamenti sono specifici e dipendono dal tipo di allenamento svolto. Per questo motivo programmi differenti producono adattamenti differenti.
Conclusioni
Ogni movimento che compiamo richiede energia e questa energia deriva dall'ATP. Per garantire una continua disponibilità di ATP, l'organismo utilizza tre sistemi energetici principali: anaerobico alattacido, anaerobico lattacido e aerobico. Comprendere il funzionamento di questi meccanismi aiuta a interpretare meglio le richieste fisiologiche delle diverse discipline sportive e permette di comprendere perché l'allenamento debba essere programmato in funzione delle caratteristiche specifiche dell'attività praticata.
Fonti:
- McArdle W.D., Katch F.I., Katch V.L. Exercise Physiology: Nutrition, Energy and Human Performance.
- Powers S.K., Howley E.T. Exercise Physiology: Theory and Application to Fitness and Performance.
- Brooks G.A., Fahey T.D., Baldwin K.M. Exercise Physiology: Human Bioenergetics and Its Applications.
- Kenney W.L., Wilmore J.H., Costill D.L. Physiology of Sport and Exercise.
- Guyton A.C., Hall J.E. Textbook of Medical Physiology.