Riassunto esame Fisiologia Generale, prof. Veicsteinas, libro consigliato Fisiologia dell'Uomo - cap. 21

CONTRAZIONE MUSCOLARE

Tutte le funzioni dell'organismo dipendono dall'assunzione di alimenti che vengono

trasformati attraverso reazioni biochimiche in energia (demolizione ossidativa di glucidi,

grassi e proteine con produzione di CO2 e H2O).

21.1 METABOLISMO ENERGETICO

Il ciclo di Krebs è uno dei processi più importanti per la formazione di energia; consente di

utilizzare parte dell'energia liberata dall'ossidazione per la sintesi di ATP (adenonsin-

trifosfato).

Tramite l'ossidazione si ha la produzione di energia chimica che viene trasformata in calore

il quale è utilizzato per:

– lavoro meccanico

– sintesi di proteine, grassi

– mantenere o ripristinare gradienti ionici

Produzione di calore = dispendio energetico (proviene dall'ossidazione)

Consumo di energia e produzione di calore sono proporzionali al consumo di O2 (VO2).

Calorimetria = processo tramite il quale si determina la quantità di calorie liberata

dall'ossidazione di sostanze.

Quoziente respiratorio (QR) = rapporto tra CO2 prodotto e O2 consumato (ossidazione del

glicogeno, il QR è 1).

21.1.4 Metabolismo di riposo –

Per un ragazzo di 25 anni per 79Kg il met. a riposo corrisponde a 250 300 ml di O2 per

minuto e un QR 0,83.

Consumo energetico: - 10 % cuore

– 25% fegato

– 20% attività cerebrale

– 20% metabolismo del muscolo scheletrico

– 25% altri organi

Durante il sonno si riduce del 20%. –

è aumentato dalla: - attività digestiva (DIT diet induced thermogenesis):

– termoregolazione: in caso di riduzione della temperature i meccanismi della

termoregolazione possono dare avvio al brivido; cioè una serie di contrazioni muscolari

involontarie il cui scopo è la produzione di calore (3-4 volte in più)

– tono muscolare: seduti 5-10% - eretti 15-25%

Metabolismo basale: viene calcolato per determinare il dispendio energetico minimo

compatibile con le funzioni vitali.

Metabolismo di attività: superiore al metabolismo basale; dipende dall'attività svolta e dalla

sua intensità

21.1.6 Valore calorico degli alimenti

Il bilancio energetico dell'organismo rimane in equilibrio solo se il dispendio energetico è

compensato da un'eguale assunzione di energia con la dieta.

Assunzione di energia = dispendio energetico

Anche negli obesi l'assunzione di energia ed il dispendio sono bilanciati; l'eccesso di peso è

la “memoria” di un periodo in cui l'assunzione di energia è stata superiore al dispendio.

glucidi (carboidrati) →

Tre classi di sostanze: - 17,2 Kj/g (4,1 Kcal/g)

– lipidi (grassi) → 38.9 Kj/g (9,3 Kcal/g)

– proteine → come carboidrati

L'ossidazione delle proteine porta nell'organismo → urea, acido urico, creatinina

L'ossidazione dei glucidi e lipidi porta nell'organismo → CO2 e H2O

Perchè è facile prendere chili ed è difficile smaltirli?

Il rendimento della trasformazione di energia chimica in energia meccanica è del 25%. Se

l'energia contenuta in 1g di grasso venisse trasformata completamente in energia meccanica

sarebbe sufficiente a sollevare 1 kg dal livello del mare a 3816m di altezza.

ALCOL: elevato apporto energetico; per essere utilizzato deve essere trasformato nel fegato

–

(la trasformazione è costante, 0.12 0,17g per massa corporea all'ora).

Quantitativo max assunto quotidianamente ai fini energetici è di: 200g/die (circa 2l di vino)

Alcolemia= tasso di concentrazione di alcol nel sangue.

21.1.7. Riserve energetiche dell'organismo

ATP e Pcr (fosfocreatina) hanno riserve molto limitate (40kj) ma essenziali all'inizio del

lavoro muscolare e nel corso di es. brevi ed intensi.

Le proteine, pur costituendo riserve energetiche cospicue (120-150 kj), a causa del loro

ruolo strutturale e funzionale, non sono utilizzate ai fini energetici che in quantità ridotta (4-

5% met. A riposo).

Riserve glucidiche: costituite da glicogeno epatico (100g) e muscolare (400g), e glucosio

del plasma e liquidi interstiziali (5g).

Il glicogeno epatico è rapidamente utilizzabile e contribuisce al mantenimento di una

glicemia costante, necessaria per il tessuto nervoso dipendente dal glucosio.

(glicemia = quantità glucosio nel sangue).

In caso di digiuno o di eccessiva utilizzazione, il fegato è in grado di produrre glucosio dalle

proteine (gluconeogenesi); consente un corretto funzionamento del sistema nervoso in caso

di carenza delle riserve glucidiche.

Le riserve glucidiche epatiche si esauriscono rapidamente (basta 1gg di digiuno).

Le riserve glucidiche muscolari sono utilizzate solo dal muscolo. Sono intaccate più o meno

dall'attività muscolare; subiscono una riduzione drastica in un paio di giorni di digiuno.

Ogni grammo di glicogeno è immagazzinato con 2.8g di H2O; perciò la perdita di peso

notevole all'inizio delle diete è dovuta per la caduta drastica delle riserve glucidiche e in

misura maggiore alla perdita di acqua immagazzinata con il glicogeno.

Le difficoltà cominciano con lo smaltimento dei lipidi, la cui densità energetica è il doppio e

sono immagazzinati senza acqua aggiuntiva.

Riserve lipidiche: costituite da trigliceridi intramuscolari, ma soprattutto dal grasso

corporeo.

M= 330 MJ → 35gg digiuno

F= 470 MJ → 65 gg digiuno

La massa grassa può essere calcolata attraverso la misurazione delle pliche cutanee oppura

calcolando la densità corporea media e poi la frazione corporea grassa.

21.2. BIOCHIMICA E TERMODINAMICA DELLA CONTRAZIONE

MUSCOLARE

Il muscolo è una macchina che trasforma l'energia chimica in lavoro meccanico. Questa

trasformazione avviene durante la contrazione muscolare, iniziata e mantenuta dagli impulsi

nervosi.

21.2.1. Sorgenti energetiche della contrazione

La sorgente energetica immediata è l'idrolisi dell'adenosin-trifosfato (ATP) in adenosin-

difosfato (ADP).

Idrolisi = scissione di una sostanza attraverso l'acqua

ATP nel muscolo: 5 mmol X Kg (sufficiente per poche contrazioni)

Dato che l'ATP è poca, per esercizi di durata, deve essere ricostituita a partire dai suoi

prodotti di scissione. I processi di ossidazione di glicogeno e lipidi sono molto lenti rispetto

alla velocità di utilizzazione dell'ATP, perciò possono intervenire solo con un certo ritardo.

Questo ritardo è colmato dall'idrolisi della fosfocreatina (Pcr) che cede il suo fosfato

all'ADP ritrasformandolo in ATP. (reazione di Lohmann)

Pcr nel muscolo: 20-30 mmol X Kg

Questa è sufficiente a permettere la resintesi dell'ATP fino al momento in cui gli altri

processi abbiano raggiunto una sufficiente velocità.

In esercizi estremamente intensi questi processi non sono sufficienti alla resintesi di tutto

l'ATP; in questo caso l'idrolisi della Pcr continua in modo decrescente fino a quando la sua