quali processi metabolici producono atp nel processo aerobico?
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Quali processi metabolici producono ATP nel processo aerobico?. Processo aerobico Glicogeno Glucosio ematico Acidi grassi Corpi chetonici Aminoacidi (proteine). L’esercizio aerobico. Vengono coinvolti, durante le prime fasi, questi substrati: Glicogeno muscolare Glucosio ematico - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Quali processi metabolici Quali processi metabolici producono ATP nel processo producono ATP nel processo
aerobico?aerobico?
• Processo aerobicoProcesso aerobico• GlicogenoGlicogeno• Glucosio ematicoGlucosio ematico• Acidi grassi Acidi grassi • Corpi chetoniciCorpi chetonici• Aminoacidi (proteine)Aminoacidi (proteine)
L’esercizio aerobicoL’esercizio aerobico
• Vengono coinvolti, durante le prime Vengono coinvolti, durante le prime fasi, questi substrati:fasi, questi substrati:
Glicogeno muscolareGlicogeno muscolare Glucosio ematicoGlucosio ematico
Inizialmente il glicogeno muscolare!Inizialmente il glicogeno muscolare!
GlicogenoGlicogeno
Glu -1PGlu -1P
2° 2°
L’acido L’acido lattico lattico prodotto prodotto dalle fibre dalle fibre bianchebianche
Produzione ATP
• Le fibre rosse utilizzano oltre che il glucosio proveniente dal glicogeno muscolare anche in parte l’acido lattico che proviene dalle fibre bianche:
Ac PiruvicoAc Piruvico
Acetil CoAAcetil CoA
KrebsKrebs
Ac LatticoAc Lattico Ac PiruvicoAc Piruvico
COCO22
LDHLDH
• La maggior parte di acido lattico, La maggior parte di acido lattico, rilasciato dalle fibre bianche, viene però rilasciato dalle fibre bianche, viene però rilasciato nel sangue, dove: rilasciato nel sangue, dove:
• - aumenta nelle prime fasi dell’esercizio, - aumenta nelle prime fasi dell’esercizio, per poi scendere rapidamente!per poi scendere rapidamente!
• L’acido lattico presente nel sangue L’acido lattico presente nel sangue viene trasportato al fegato e al muscolo viene trasportato al fegato e al muscolo cardiaco.cardiaco.
0 1 2 3 4 5 6 minuti
3° evento – Glucosio ematico3° evento – Glucosio ematico
Rilascio di glucosio dal fegato durante l’esercizioRilascio di glucosio dal fegato durante l’esercizio
Incremento maggiore
Glucosio ematico
• E’ soprattutto l’utilizzo di questo E’ soprattutto l’utilizzo di questo metabolita a rifornire di materiale metabolita a rifornire di materiale saccaridico il muscolo scheletrico nelle saccaridico il muscolo scheletrico nelle prime fasi del lavoro aerobico.prime fasi del lavoro aerobico.
• Il rilascio di glucosio dal fegato è sotto Il rilascio di glucosio dal fegato è sotto il controllo dell’adrenalinail controllo dell’adrenalina
38 ATP38 ATP
6P6PGlucosio Glicogeno muscolare
(%)(%) (%)(%) (%)(%)
268 +27 (9%) = 295268 +27 (9%) = 295
220 +36 (14%) = 256220 +36 (14%) = 256
232 +54 (19%) = 286232 +54 (19%) = 286
148 +99 (40%) = 247148 +99 (40%) = 247
156 + 135 (46%) = 291156 + 135 (46%) = 291
100 + 144(59%) = 244100 + 144(59%) = 244
166 + 171 (60%) = 287166 + 171 (60%) = 287
Calorie consumateCalorie consumate
Utilizzo lipidi
• Con l’aumento dell’attività fisica aerobica, si Con l’aumento dell’attività fisica aerobica, si è osservato un maggior coinvolgimento degli è osservato un maggior coinvolgimento degli acidi grassi provenienti:acidi grassi provenienti:
• FFA – legati all’albumina presenti nel plasmaFFA – legati all’albumina presenti nel plasma• Acidi grassi provenienti da grassi del tessuto Acidi grassi provenienti da grassi del tessuto
adiposoadiposo• Acidi grassi provenienti da grassi presenti Acidi grassi provenienti da grassi presenti
nel muscolo scheletriconel muscolo scheletrico
Disponibilità acidi grassiDisponibilità acidi grassi
• Come mai si liberano gli acidi grassi dal Come mai si liberano gli acidi grassi dal tessuto adiposo?tessuto adiposo?
• Lo sforzo fisico si accompagna sempre con Lo sforzo fisico si accompagna sempre con un maggior rilascio di adrenalina, dovuta allo un maggior rilascio di adrenalina, dovuta allo stress fisico.stress fisico.
• L’adrenalina stimola in maniera differente il L’adrenalina stimola in maniera differente il fegato, il muscolo scheletrico e il tessuto fegato, il muscolo scheletrico e il tessuto adiposo su questo ultimo l’azione si può così adiposo su questo ultimo l’azione si può così sintetizzare: sintetizzare:
AdrenalinaAdrenalina
FFA-AlbuminaFFA-Albumina
Protein Cinasi AProtein Cinasi Ainattivainattiva
Protein Cinasi AProtein Cinasi Aattivaattiva
Lipasi ormone sensibileLipasi ormone sensibileinattivainattiva
Lipasi ormone sensibileLipasi ormone sensibileattivaattiva
PP
Acidi GrassiAcidi Grassi
AdipocitaAdipocita
GliceroloGlicerolo
AlbuminaAlbumina
Muscolo CardiacoMuscolo Cardiaco
Ac. GrassiAc. Grassi
Acil-CoAAcil-CoA
MuscoloMuscoloFegatoFegato
CR = 2ATPCR = 2ATP
CR = 3 ATPCR = 3 ATP
β - ossidazione
• Un acido grasso a 18 atomi di carbonio viene demolito in 8 giri a:
• 9 acetil CoA• Da ogni distacco si liberano:
• 1 NADH.H+ e 1 FADH2 = 5ATP• Si liberano pertanto:
• 8 x 5 = 40 ATP
Acil CoAAcil CoA
12 ATP12 ATP
Situazione fegatoSituazione fegato
• Anche il fegato è sotto l’effetto della Anche il fegato è sotto l’effetto della adrenalina e pertanto:adrenalina e pertanto:
• demolisce il glicogeno epatico e demolisce il glicogeno epatico e trasferisce il glucosio nel sanguetrasferisce il glucosio nel sangue
• converte l’acido lattico proveniente dal converte l’acido lattico proveniente dal muscolo in glucosio (che poi rilascia muscolo in glucosio (che poi rilascia nel sangue)nel sangue)
• Che substrati utilizza come fonte Che substrati utilizza come fonte energetica in questi momenti?energetica in questi momenti?
FegatoFegato
Glic
ogen
o
Glucosio 6PGlucosio 6P
Ac Ac LatticoLattico Ac. PiruvicoAc. Piruvico
GlucosioGlucosio
β - ox
Acetil CoAAcetil CoA
KrebsKrebs
Ossalacetato
Ossalacetato CitratoCitrato
Acil CoAAcil CoA
Ac grassiAc grassi
Acil CoAAcil CoAAc Ac PiruvicoPiruvico
PDHPDH
++
ATP
Eccesso di Acidi grassi ββ - Ox - Ox
Acetil CoAAcetil CoA
OssalacetatoOssalacetato CitratoCitrato
= 1000= 1000
= 1000= 1000
Ac piruvicoAc piruvico
GlucosioGlucosio
= 400= 400
= 600 ?= 600 ?
Ma poiché il glucosio esce dal Ma poiché il glucosio esce dal fegato e pertanto molto poco fegato e pertanto molto poco diventa ac. Piruvico …..diventa ac. Piruvico …..
Corpi Corpi ChetoniciChetonici
Muscolo, Muscolo, Cuore, Cuore,
CervelloCervello
Acidi grassiAcidi grassi Acidi grassiAcidi grassi
PolmoniPolmoni
MuscoloMuscolo
FEGATOFEGATO
• Corpi chetonici:
• 3 Acetil - CoA
• Acetoacetato β idrossibutirrato
NADH2 NAD+
Sangue
Acetone
Muscolo scheletrico e Muscolo scheletrico e cardiaco Cervellocardiaco Cervello
PolmoniPolmoni
Utilizzo proteine
• Alcune proteine del corpo non sono prontamente disponibili, ma alcune muscolari ed alcune epatiche invece vengono prontamente catabolizzate, in particolare durante un esercizio di lunga durata
• Pertanto anche le proteine possono essere utilizzate durante un esercizio aerobico.
Proteine
• Esiste pertanto una regolazione a livello muscolare che spinge in alcune condizioni gli aminoacidi verso la sintesi ed in altre situazioni invece li indirizza verso il catabolismo.
• Questi stimoli sono per lo più legati alla azione degli ormoni, in particolare del cortisolo, ormone prodotto dalla surrene
KREBSKREBS
Circa un 20%Circa un 20%Circa un 80%Circa un 80%
Eliminazione NHEliminazione NH33
• Due meccanismi:Due meccanismi:
• 1° Transaminazione1° Transaminazione
Aa + Ac.Piruvico Alanina + Aa + Ac.Piruvico Alanina + -chetoacido-chetoacido
2° Desaminazione2° Desaminazione
Aa Aa -chetoacido + NH-chetoacido + NH33
NHNH22
1° meccanismo1° meccanismo
Eliminazione NHEliminazione NH33
• Formazione di glutammina
• Ac glutammico Glutammina
NHNH33
ATP ADPATP ADP
Fegato Fegato ReneRene
2° meccanismo2° meccanismo
Quota proteicaQuota proteica
• La quota proteica che introduciamo La quota proteica che introduciamo giornalmente può provenire da una giornalmente può provenire da una alimentazione prevalentemente animale alimentazione prevalentemente animale o vegetale, ciascuna è in grado di o vegetale, ciascuna è in grado di fornire vantaggi o svantaggifornire vantaggi o svantaggi
Maggior Maggior contrazione contrazione
ma minor ma minor resistenzaresistenza
Minor Minor contrazione contrazione
più resistenza più resistenza alla faticaalla fatica
Quota proteicaQuota proteica
• L’introduzione di proteine di origine L’introduzione di proteine di origine animale risolve i problemi degli Aa animale risolve i problemi degli Aa essenziali, però gli alimenti contengono essenziali, però gli alimenti contengono alte percentuali di grassi saturi e alte percentuali di grassi saturi e colesterolo.colesterolo.
• L’introduzione di proteine di origine L’introduzione di proteine di origine vegetale risolve il problema dei grassi vegetale risolve il problema dei grassi saturi e del colesterolo, ma presenta il saturi e del colesterolo, ma presenta il problema degli Aa essenziali.problema degli Aa essenziali.
Aa ramificatiAa ramificati
• Un discorso particolare meritano gli Aa Un discorso particolare meritano gli Aa ramificati (BCCA) (valina, leucina ed ramificati (BCCA) (valina, leucina ed isoleucina) presenti in alta concentrazione isoleucina) presenti in alta concentrazione nel muscolo scheletrico e cardiaco.nel muscolo scheletrico e cardiaco.
• Il significato biologico e l’interesse Il significato biologico e l’interesse scientifico è legato alla “incapacità” del scientifico è legato alla “incapacità” del fegato di metabolizzarli e pertanto essi fegato di metabolizzarli e pertanto essi vengono dirottati e catabolizzati dal muscolovengono dirottati e catabolizzati dal muscolo
BCKA BCKA deidrogenasideidrogenasi
Aumenta l’attività Aumenta l’attività con lo sforzo con lo sforzo
muscolaremuscolare
La Fao consiglia di assumerli in rapporto di 2:1:1:
Leucina 40 mg/kg/die• Isoleucina 23mg/kg/die• Valina 20mg/kg/die
• Il fabbisogno è di 83 mg/kg/die, in un soggetto di 70 Kg è necessario introdurre almeno
• 6 g/die.6 g/die.
• Per un atleta il valore viene raddoppiato • 10-12 g/die.10-12 g/die.
Soglia anaerobicaSoglia anaerobica
• Rappresenta:Rappresenta:
• Il massimo carico di lavoro che può Il massimo carico di lavoro che può essere sostenuto da un soggetto per essere sostenuto da un soggetto per tempi prolungati senza che ciò tempi prolungati senza che ciò comporti accumulo di:comporti accumulo di:
• Acido latticoAcido lattico
• Fino a quando la sua concentrazione Fino a quando la sua concentrazione rimane intorno a 1 – 2,5 mM non si rimane intorno a 1 – 2,5 mM non si creano problemi per il muscolocreano problemi per il muscolo
L’aumento di acido L’aumento di acido lattico è legato allo lattico è legato allo sforzo muscolaresforzo muscolare
LatticemiaLatticemia
• L’aumento dell’acido lattico è legato allo sforzo fisico e pertanto al consumo di ossigeno.
• Più aumenta e più si intensifica il lavoro fisico, maggior contributo di ossigeno viene richiesto dalle fibre muscolari
• Ma esiste un limite!• Se lo si supera l’organismo non è più in
grado di rispondere
Consumo ossigenoConsumo ossigeno
• In condizioni basali e di riposo il consumo di In condizioni basali e di riposo il consumo di ossigeno è:ossigeno è:
• 200 - 250 ml/min 12-15 litri/h200 - 250 ml/min 12-15 litri/h• In attività fisiche intense si arriva fino a:In attività fisiche intense si arriva fino a:• 4.000 ml/min 240 litri/h4.000 ml/min 240 litri/h• In tal caso, gli atleti sottoposti a sforzi In tal caso, gli atleti sottoposti a sforzi
enormi non riescono a introdurre sufficiente enormi non riescono a introdurre sufficiente ossigeno e si ha aumento della latticemiaossigeno e si ha aumento della latticemia
Quale è il Quale è il motivo per il motivo per il quale si forma quale si forma un eccesso un eccesso acido lattico acido lattico nelle fibre nelle fibre rosse abituate rosse abituate al lavoro al lavoro aerobico?aerobico?
MMIMMI
Glucosio 6PGlucosio 6P
Ac. PiruvicoAc. Piruvico
Acetil CoAAcetil CoA KrebsKrebs
3 NADH.H3 NADH.H++
FADHFADH22FADFAD++
CRCR
3 NAD3 NAD++
½ O½ O22
HH22 O O
Lavoro moderato Lavoro Intenso
Ac. GrassiAc. Grassi
Acil CoA. Acil CoA.
Acil CoA. Acil CoA.
CarCar
ββ- Ox- Ox
NADNAD++
NADH.HNADH.H++
NADH.H+NADH.H+NADNAD++
Ac Piruvico Ac LatticoAc Piruvico Ac Lattico
NAD+
NADH.H+