Fisiologia - adattamento cardio polmonare

Cambiamenti del progetto circolo durante l'attività fisica

Durante l'esercizio fisico le necessità del nostro organismo e le materie prime devono essere redistribuite per fare fronte alle esigenze del momento. Tutto ciò può avvenire grazie all'integrazione tra vari apparati e in particolare tra l'apparato cardiovascolare, respiratorio e escretore; che collaborano per il mantenimento dell'omeostasi e per sostenere le necessità dell'organismo sottosforzo.

Durante l'esercizio fisico aumenta il lavoro richiesto ai muscoli scheletrici. Questi rispondono incrementando la propria attività metabolica, in modo da rendere disponibile l'energia necessaria per la contrazione muscolare.

Mecanismi per ottenere l'ATP necessario

Per ottenere l’ATP necessario i muscoli possono ricorrere principalmente a tre meccanismi:

• La de fosforilazione della fosfocreatina. Si tratta di un meccanismo molto rapido, in cui l'energia per la formazione di ATP è ottenuta attraverso la rottura del legame alto-energetico tra la creatina e un gruppo fosfato.
• La glicolisi anaerobia. Anche in questo caso si tratta di un meccanismo rapido, che attraverso una cascata di 10 reazioni riduce il glucosio a due molecole di piruvato con produzione di 2 ATP. In assenza di O₂ le reazioni non proseguono nel ciclo di Krebs, il piruvato rimane nel citoplasma e viene trasformato in lattato con l'ossidazione del NADH prodotto dalla glicolisi; che si rende nuovamente disponibile come accettore di elettroni.
• La fosforilazione ossidativa. Attraverso il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni sono prodotti in tutto 36 ATP. Avviene nei mitocondri.

Mentre i primi due processi avvengono in anaerobiosi, la fosforilazione ossidativa richiede l'apporto di ossigeno. Durante l'attività fisica i muscoli richiederanno l'aumento dell'apporto di nutrienti (glucosio e acidi grassi) e di ossigeno.

Le esigenze muscolari vengono soddisfatte con l'integrazione di più processi. L'incremento dell'attività metabolica muscolare è accompagnato dall'aumento della produzione di CO₂ e acido lattico. La CO₂ viene decomposta in bicarbonato e ioni H⁺ a livello dei globuli rossi; quindi complessivamente il pH plasmatico della circolazione sistemica si abbassa.

Risposta dei chemocettori

L'abbassamento del pH induce la risposta di due tipi di chemocettori:

• I chemocettori centrali, che si trovano sulla superficie ventrale del bulbo, immersi nel liquido cefalo-rachidiano. Poiché la barriera emato-encefalica è impermeabile al passaggio di H⁺ di origine metabolica, questi chemocettori sono sensibili solo agli H⁺ di origine respiratoria: quando la P_CO2 arteriosa aumenta, l’anidride carbonica attraversa la barriera emato-encefalica e viene convertita in bicarbonato e H⁺, stimolando così i chemocettori centrali.