2.18 Interazione sistemi energetici

Come abbiamo detto, questi 3 sistemi non funzionano in modo isolato, ma interagiscono tra di loro e sono attivi tutti e 3 insieme, solo che in determinati sport o gesti uno prevale più di tutti. 
Allora, come facciamo a sapere quale tipo di sistema prevale in quell’attività, e per quanto tempo?
La risposta ci viene data tenendo conto di fattori: intensità e durata dell’attività in questione. Il grafico seguente mostra quanto detto.

Energy System Interaction: Image credits to Athletigen.

Prendendo come esempio una corsa di 1500m, durante i primi 10 secondi l’energia viene fornitadal sistema PC principalmente, in seguito per i successivi 60 secondi diventa predominante il sistema lattacido. A metà corsa, quando l’atleta raggiunge un ritmo costante, il sistema aerobico diventa predominante. Infine, durante lo sprint finale, a causa dell’aumento dell’intensità dell’esercizio, il sistema lattacido è diventa la principale fonte di energia.
SISTEMI ENERGETICI PER ESERCIZI ESPLOSIVI
Il tasso di rilascio di energia è fondamentale per il successo negli sport che richiedono lo sviluppo e la gestione a breve termine di elevate potenze. i sollevatori di pesi di livello mondiale possono produrre uscite di potenza da 10 a 20 volte necessarie per ottenere la massima velocità. Tali uscite di potenza sono quasi istantanee. I velocisti potrebbero essere in grado di raggiungere da 3 a 5 volte l’uscita di potenza che provoca V. O2max ma non è in grado di mantenere tali uscite di potenza elevata. Le velocità di picco per la sintesi di ATP sia dalla degradazione di PCr che dalla glicolisi durante varie modalità di esercizio della durata di 10 secondi o meno sembrano essere nell’intervallo da 6 a 9 mmol ATP x kg di massa magra-1 x sec-1.
Insieme, questi due percorsi energetici possono combinarsi per fornire circa 15 mmol di ATP x kg di massa magra-1 x sec-1 nei primi 6 secondi di esercizio dello sprint, con circa il 50% dell’ATP proveniente dalla degradazione di PCr. Il tasso di degradazione di PCr è al massimo immediatamente dopo l’inizio della contrazione e inizia a diminuire dopo solo 1,3 secondi. L’ produzione di ATP dalla glicolisi, d’altra parte, non raggiunge la sua velocità massima fino a dopo 5 secondi e viene mantenuta a questo ritmo per diversi secondi.  La diminuzione della forza generata durante un esercizio breve e intenso è il risultato di una riduzione della risintesi dell’ATP o di una diminuzione dell’uso di ATP da parte dell’apparato contrattile.
Secondo una ricerca effettuata, nel 1976 da Hans-Henning Lathan,sui sollevatori di peso di una squadra nazionale, è stata trovata una stretta dipendenza per la diminuzione del lattato ematico e della frequenza cardiaca post-carico. La ricerca era basata sul tipo di esercizio, sulla sua durata e, in base ai carichi utilizzati (intensità).
Gli esercizi presi in analisi erano lo Snatch e il Clean & Jerk. L’esecuzione dello Snatch dura circa 5s, mentre quella del Clean & jerk circa 10s; l’accumulo di lattato per il primo è circa 3/4 mmol / l, mentre per il secondo è circa 6/7 mmol / l. La frequenza cardiaca di sovraccarico era superiore a 160 battiti / min nello Snatch e a 170 battiti/min nel Clean & Jerk.
È stato notato che la velocità della riduzione della frequenza cardiaca post-carico è strettamente correlata allo sviluppo specifico della performance. Per gli atleti con una buona prestazione, il rallentamento del battito cardiaco post-esercizio è
avvenuto più rapidamente rispetto agli atleti con una cattiva condizione di allenamento.
I risultati della ricerca hanno mostrato un’importanza sia del metabolismo anaerobico che di quello aerobico nel sollevamento pesi. Sulla base delle conoscenze esistenti sulle fonti energetiche e del loro rilascio nei muscoli, la principale fonte di energia è data dal meccanismo anaerobico alattacido al fine di garantire un lavoro muscolare massimale a breve termine; ciò è relativo anche in base all’intensità ed alla durata del lavoro muscolare. Nelle ricerche svolte, solo la creatina totale potrebbe essere determinata dai parametri del metabolismo alattacido, poiché la sua correlazione positiva con il volume e il numero di ripetizioni indica un adattamento in questo intervallo metabolico.
Svolgendo l’esercizio più volte in allenamento, seguendo sempre gli stessi parametri di carico, volume e intensità, è risultato che la diminuzione del lattato e della frequenza cardiaca post-esercizio era sempre più rapida; Ciò deve essere interpretato come un aumento della capacità metabolica alattacida.
Inoltre, il processo della glicolisi è molto importante nel sollevamento pesi in quanto serve a smaltire l’accumulo di lattato sul rispettivo carico.
In particolare, l’importanza della glicolisi è dovuta alla rapida rigenerazione dell’adenosina trifosfato (ATP), al favoreggiamento di una rapida contrazione muscolare ed all’influenza positiva sul lavoro statico.
Vi è anche un legame stretto con le fibre a contrazione rapida per quanto riguarda la capacità di glicolisi: gli atleti con un alto contenuto di fibre glicolitiche a contrazione rapida (tipo IIb) sono particolarmente capaci di glicolisi. D’altra parte, alte concentrazioni di lattato cellulare ritardano la risintesi di creatina fosfato e adenosina trifosfato (ATP). Di conseguenza, gli atleti con un’alta percentuale di fibre glicolitiche a contrazione rapida possono essere svantaggiati poiché gli altri atleti probabilmente hanno una minore resistenza alla fatica muscolare. Per sopperire a questo deficit si possono aumentare le prestazioni del metabolismo ossidativo (muscolare, cardiopolmonare, vascolare), fornendo così i presupposti per un rapido ripristino delle fonti energetiche.
La produzione di energia aerobica può essere caratterizzata come un fattore
decisivo nel tasso di ripristino. A livello delle cellule muscolari, l’elevata prestazione aerobica viene ovviamente spiegata in diversi modi:
Nell’area delle fibre a contrazione rapida (tipo II), le elevate prestazioni aerobiche si hanno grazie al lavoro extracellulare (ovvero alla capillarizzazione),
Nell’area delle fibre a contrazione lenta (tipo I) il lavoro aerobico avviene a livello prevalentemente cellulare
In molte fasi della formazione e delle competizioni, deve essere svolto un lavoro statico, ovvero isometrico. La situazione è particolarmente complicata quando i carichi devono essere trattenuti, come ad esempio, dopo che il carico è stato sollevato nello Snatch o nel Jerk, o quando i carichi massimi devono essere spostati o frenati per un lungo periodo di tempo. Nelle contrazioni isometriche vengono utilizzate le fibre che si contraggono lentamente (Tipo I) e che sono resistenti alla fatica. Ma gli esercizi esplosivi, per essere tali, coinvolgono principalmente quelle di tipo II; per cui lo sviluppo di un’elevata resistenza alla fatica, per quanto riguarda le fibre di tipo II si può avere a livello cellulare inducendo una conversione prevalentemente di fibre glicolitiche in fibre di lavoro ossidanti (tipo IIb in tipo IIa).
Ma un lavoro del genere non può essere utile per il sollevamento pesi e altri sport con potenza esplosiva poiché in questo modo gli atleti si rallentano. Sarebbe un modo per aumentare l’affidabilità del sistema, ma limitando allo stesso tempo il comportamento del sistema di trasmissione di velocità.
Tuttavia, lo sviluppo di un’elevata resistenza alla fatica nelle fibre di Tipo II può anche essere sviluppato fornendo condizioni ottimali per lo scambio metabolico tra il sangue e le cellule muscolari. Ovviamente il grado di capillarizzazione delle fibremuscolari è di cruciale importanza.
Rifornimento di energia aerobica
5 studi che hanno utilizzato il deficit di ossigeno accumulato per quantificare la fornitura di energia hanno riportato valori tra il 23 e il 33% per 30 secondi di esercizio massimale ed esaustivo. È interessante notare che quando un secondo scatto massimo di 30 secondi è stato eseguito dopo 4 minuti di recupero passivo, il contributo aerobico stimato è aumentato al 44%. Rispetto al primo sprint, la potenza e la risintesi anaerobica dell’ATP sono state ridotte del 18 e del 41%, rispettivamente. L’apparente discrepanza tra la fornitura di ATP anaerobico e la diminuzione della potenza può essere spiegata principalmente con un aumento del 19% di V. O2. Durante lo sforzo ripetuto di sprint, la significativa riduzione del turnover anaerobico dell’ATP sembra essere parzialmente compensato da un aumento di V. O2 negli sprint successivi.
La discrepanza tra il calo di potenza durante l’esercizio del ciclo di sprint e la diminuzione dell’utilizzo di ATP anaerobico è stata osservata anche durante gli sprint ripetuti della durata di 6 secondi. Durante dieci sprint di 6 secondi, il decremento della potenza in uscita dallo sprint 1 al 10 era del 27%. Tuttavia, il calo nell’utilizzo di ATP anaerobico è stato del 64%, dovuto in gran parte a un’inibizione quasi completa della velocità glicolitica dello sprint 10. Tutti e 3 i sistemi di energia danno un contributo alla fornitura di energia durante lo sprint, anche durante gli sforzi di soli 6 secondi. Recenti indagini che hanno valutato in modo specifico il contributo energetico relativo durante gli eventi di corsa su pista indicano che il contributo aerobico all’evento di 800 m è pari a circa il 55-65% di aerodinamica.
Questo contributo aerobico relativamente alto è indirettamente supportato dalla forte relazione tra il massimo deficit di ossigeno determinato dal laboratorio e i tempi di esecuzione superiori a 100 e 400 m, ma non a 800 m, il che suggerisce che l’importanza della fornitura di energia anaerobica diminuisce, e di conseguenza aumenta l’apporto di energia aerobica quando aumenta la distanza percorsa. È stato notato che uno sforzo massimo di 2 minuti derivava circa il 50% da ciascun sistema, in modo tale che entrambi i processi fossero ugualmente importanti per il successo. Bouchard ed altri ha presentato la propria versione dell’interazione tra i sistemi energetici, con contributi uguali dai sistemi aerobici e anaerobici che si verificano intorno ai 100 secondi. Lamb ha suggerito che il punto di uguale contributo si è verificato da 2 a 3 minuti.


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