Il follow-up pluriennale delle caratteristiche fisiologiche in un soggetto in atletica leggera

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Questi processi, detti dei fosfageni, sono conosciuti come metabolismo 
anaerobico alattacido (siccome non necessitano di apporto di ossigeno per 
svolgersi, e non danno luogo a produzione di acido lattico). 
Dato che i substrati necessari sono già nel muscolo e la reazione a cui sono 
sottoposti è molto veloce, questo metabolismo ha per punti di forza la velocità di 
avvio e l'energia erogata nell'unità di tempo (potenza), ma decisamente pecca 
per la sua esigua autonomia. 
Contestualmente ad esso al fine comune di risintetizzare nuovo ATP operano 
altri due metabolismi, quello glicolitico (o anaerobico lattacido) e quello 
aerobico. 
Il primo partendo dalla molecola di glucosio (C
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H
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O
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) attraverso processi di 
scissione che avvengono nel citoplasma della cellula muscolare senza bisogno di 
ossigeno (ecco il perché del termine "anaerobico") da luogo alla formazione di 
due molecole di piruvato e due ATP, a questo punto, per motivi che vanno dallo 
stato di ipossia in cui si trova la cellula muscolare in questione all'urgenza di 
ATP per protrarre l'esercizio fisico, l'acido piruvico si accumula insieme ad un 
altro metabolita, il NADH, e dalla reazione chimica fra i due si ha la formazione 
di acido lattico + NAD
+ 
 (ecco il perché del termine "lattacido"). 
La produzione di questo composto acido porta ad un abbassamento del pH 
cellulare che a sua volta inibisce la degradazione del Glucosio in 
piruvato\lattato
,
 inoltre è stato calcolato che da solo il glicogeno (macromolecola 
di deposito del glucosio) muscolare sarebbe sufficiente per protrarre un esercizio 
per 80 secondi al massimo. 
Questi due fattori, diminuzione del pH cellulare e limitata concentrazione di 
glicogeno nel muscolo, determinano una autonomia di questo metabolismo 
limitata anche se non brevissima, controbilanciata però da una potenza erogabile 
di tutto rispetto, anche se inferiore a quella derivante dal metabolismo 
anaerobico alattacido. 
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Ultimo metabolismo energetico è quello aerobico, che consiste nella 
degradazione degli alimenti, principalmente grassi e zuccheri, fino alla 
produzione di ATP, il processo per avvenire senza intoppi necessita di ossigeno 
(ecco perché aerobico), ed ha una autonomia "teoricamente" infinita, a cui si 
contrappone una potenza inferiore a quella degli altri due metabolismi. 
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La soglia anaerobica 
 
I tre metabolismi sopra citati in ogni momento interagiscono nel rifornire di 
energia i muscoli, qualsiasi sia l'entità dell'attività a cui questi ultimi sono 
chiamati. 
Il tipo di richiesta energetica a carico di un certo distretto muscolare può però 
determinare la percentuale di intervento di ogni metabolismo, permettendo di 
classificare ciascuna attività come prevalentemente anaerobica alattacida, 
lattacida, aerobica o mista. 
Ciò non ha impedito di individuare, soprattutto per le attività aerobiche e 
anaerobiche lattacide, delle zone cosiddette di soglia che individuano non tanto 
un ipotetico confine tra la fine del lavoro di un meccanismo energetico e l'inizio 
dell'altro, ma piuttosto delle zone dove uno dei due pur continuando a lavorare, 
viene sopravanzato per apporto di energia dall'altro; le soglie individuate sono 
due: 
− Quella sotto la quale la concentrazione di lattato ematico è poco più alta della 
concentrazione basale (pari a circa 1mmole/l di sangue), detta soglia 
aerobica, (localizzata in prossimità della concentrazione di lattato pari a 2 
mmoli\l di sangue) che delimita superiormente la regione di intensità alla 
quale si può lavorare per tempi molto lunghi, nell'ordine di parecchie ore, 
dato che queste attività sono prevalentemente a carico del metabolismo 
aerobico. 
Come accennato precedentemente, ad un calcolo teorico, le riserve di zuccheri 
e grassi presenti nel nostro organismo permetterebbero di affrontare una 
attività fisica dal costo totale decisamente spropositato, quindi di durata 
infinita, in realtà il vero fattore limitante che riduce la durata massima da 
infinita a poche ore risiede nelle riserve di glicogeno muscolare ed epatico, 
dato che i grassi, per poter compiere tutto il percorso metabolico che porta 
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alla produzione di energia, hanno bisogno che parallelamente sia demolita una 
seppur minima quantità di zuccheri. Un caso eclatante dell'impossibilità di 
protrarre un esercizio dopo l'esaurimento delle scorte glucidiche è la 
cosiddetta "crisi del trentesimo chilometro" che obbliga al ritiro parecchi 
maratoneti, soprattutto amatori, che non hanno seguito diete mirate ad 
aumentare le riserve di glicogeno o che non hanno svolto allenamenti 
finalizzati a spostare durante lo sforzo l'utilizzazione di substrati energetici il 
più possibile a favore dei grassi. 
Non è un caso che il muscolo cardiaco che svolge un'attività che dura tutta la 
vita sia un grande consumatore di grassi. 
− La zona oltre la quale l'impegno del meccanismo aerobico pur continuando ad 
aumentare di intensità, non lo fa più in proporzione alla richiesta energetica 
ed interviene in maniera massiccia il metabolismo glicolitico, dando però 
luogo ad un progressivo accumulo di acido lattico, la cui concentrazione a 
livello muscolare e quindi per diffusione attraverso la membrana cellulare 
anche a livello ematico aumenta anche nel caso si mantenga il carico costante, 
il tutto è dovuto ad una rottura dell'equilibrio tra lattato prodotto e lattato 
rimosso (rapporto Ra/Rd). 
Questa zona stimabile per alcuni autori in prossimità della concentrazione di 4 
mmoli/l è detta soglia anaerobica. 
Altri studiosi, volendo porre l'attenzione più sulle cause (rottura equilibrio 
Ra/Rd) che sul passaggio (puramente teorico) tra esercizio aerobico e 
esercizio anaerobico, hanno battezzato questa zona MLSS (massimo lattato 
allo stato stazionario), superando il valore di 4 mmoli/l, frutto di una media e 
quindi poco adatto a descrivere un processo il cui innesco varia da persona a 
persona e addirittura nello stesso individuo dipende da svariati fattori 
ambientali e fisiologici (stato di allenamento, affaticamento, ecc.). 
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Gli esercizi che hanno una richiesta energetica da questa zona in su sono 
sostenibili per un tempo tanto più breve quanto più da questa soglia ci si 
allontana. 
Riportando queste categorizzazioni nel campo dell'atletica leggera, si va da 
gare "in soglia" come i 10.000m fino a distanze fortemente lattacide (e per 
questo di durata molto breve) come i 400m. 
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Fattori che influenzano la soglia anaerobica 
 
 
La soglia anaerobica dipende molto dal metabolismo aerobico. 
Infatti, più tardi in un esercizio ad impegno crescente il metabolismo ossidativo 
deve ricorrere all'impegno massivo di quello glicolitico, più elevato sarà 
l'impegno muscolare massimo protraibile per un tempo molto lungo (impegno di 
soglia). 
Passando quindi a studiare in modo analitico il metabolismo ossidativo, si nota 
che i due fattori principali che ne possono determinare l'efficienza sono il 
"combustibile" che usa ed il "comburente" necessario perché il combustibile 
possa bruciare. 
Come già detto il combustibile è rappresentato dagli alimenti, e quindi 
principalmente da grassi e zuccheri, anche se studi recenti hanno rivalutato le 
proteine come possibili fornitrici di energia (in situazioni però critiche); anche 
se questa risorsa per ciò che si è detto a proposito di capacità del metabolismo 
aerobico è limitata, ciò non toglie che prima di qualche ora di esercizio per di 
più senza ristoro non pone problemi significativi. 
Ciò riduce i fattori limitanti del metabolismo aerobico alla sola capacità di far 
arrivare l'ossigeno (comburente) alle cellule affinché esse possano produrre 
energia da lipidi e glucidi. 
La buona riuscita di questo processo di approvvigionamento di O
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 dipende da tre 
fasi successive: 
1. Captazione dell'ossigeno atmosferico e trasporto fino al torrente ematico: a 
carico dell'albero respiratorio, i cui fattori limitanti si riducono 
principalmente a gravi alterazioni meccaniche nel movimento di 
allargamento e viceversa della gabbia toracica, di cui non si tratterà. 
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2. Ricezione dell'ossigeno da parte del sangue e trasporto a tutte le cellule 
dell'organismo. 
3. Utilizzo da parte di ciascuna cellula per la produzione di energia, necessaria 
in primo luogo per le funzioni vitali e in secondo luogo per le funzioni più 
specifiche (la contrazione quando si tratta di cellule muscolari). 
Tralasciata la prima fase, si analizzano le altre due decisamente più importanti 
quando si parli di soggetti sani, nel caso specifico: atleti. 
La ricezione dell'ossigeno e il suo conseguente trasporto lungo il torrente 
ematico, hanno per protagonista l'emoglobina (Hb), una proteina globulare in 
grado di trasportare molto più ossigeno nel sangue della quantità irrisoria (e 
fisiologicamente trascurabile) che si scioglie fisicamente nel plasma. 
Questa proteina è contenuta in particolari cellule del sangue, gli eritrociti o 
globuli rossi. 
Va da sé che una maggior concentrazione di Hb (e di conseguenza un maggior 
numero di eritrociti per litro di sangue) garantiscono un maggior trasporto di 
ossigeno, un aumento indiscriminato della concentrazione di eritrociti (cavallo 
di battaglia di tante pratiche dopanti), va però a scapito della dinamica del 
sangue che per tassi di ematocrito
 
superiori a 50 incomincia a scorrere a fatica 
soprattutto nei capillari, aumentando i rischi di ischemie. 
A livello cardiocircolatorio, un aumento delle richieste energetiche e quindi di 
ossigeno da parte di un determinato tessuto determinano contromisure di due 
tipi: 
− Repentine e transitorie, dette agguistamenti. 
− Più lente da ottenere e stabili nel tempo, dette adattamenti. 
Delle prime fa parte l'aumento della quantità di sangue pompata dal cuore 
nell'unità di tempo (portata cardiaca), ottenuta con un contemporaneo e 
bilanciato aumento della frequenza (pulsazioni al minuto) e della gittata 
pulsatoria (sangue spinto in circolo ad ogni sistole), la necessità che l'aumento 
dei due parametri sia contemporaneo e bilanciato è data dal fatto che incrementi 
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eccessivi ed esclusivi di uno solo di loro portano a cadute di rendimento della 
pompa cardiaca. 
A fianco di questi aggiustamenti cardiaci ne esistono altri a livello circolatorio 
dati dal processo di vasodilatazione (aumento del diametro interno dei vasi, 
soprattutto a livello capillare), che contribuisce a facilitare il flusso del sangue 
verso i distretti più bisognosi, a scapito di altri. 
Ne sono un esempio il calo dell'attività renale durante un esercizio fisico intenso 
e (come caso patologico) il rischio di collasso di chi appena dopo mangiato 
(significativa richiesta energetica degli organi digestivi) si sottopone ad una 
attività fisica intensa, causando un afflusso di sangue insufficiente ad organi che 
come il cervello non possono essere sacrificati. 
Se i casi di richiesta energetica aumentata si ripetono nel tempo, (attività fisica 
regolare) l'organismo mette in essere degli adattamenti che assicurino di 
rispondere in maniera sempre più agevole ad uno stesso sforzo. 
A livello cardiaco i miglioramenti sono di carattere meccanico –muscolare, vale 
a dire che il cuore come qualsiasi altro muscolo si allena diventando più elastico 
e più forte, permettendosi in definitiva già a riposo di poter aumentare la gittata 
pulsatoria senza andare in contro ad affaticamento (si passa da valori di 70/80 
ml di un adulto sedentario a 170/180 ml di grandi atleti), questo aumento della 
gittata pulsatoria permette al cuore di battere più lentamente a parità di richiesta 
di ossigeno, risparmiando sulla frequenza i cui valori di massimo sono molto più 
legati all'età del soggetto che al grado di allenamento. 
Gli adattamenti indotti dall'allenamento sono anche a livello del sangue, in cui vi 
è un aumento del numero degli eritrociti (globuli rossi), che a differenza di 
quanto accade nelle pratiche illecite a cui sopra si è accennato è sottoposto a 
regolazioni fisiologiche che evitano che l'aumento sia indiscriminato e 
pericoloso per la salute. L'aumento fisiologico dell'emoglobina contenuta nel 
sangue, è uno degli adattamenti portati dall'allenamento aerobico, soprattutto da 
quello condotto in quota, dove a seguito della diminuzione della pressione 
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atmosferica, anche la pressione parziale dell'ossigeno
 
diminuisce di conseguenza 
sia a livello dell'aria esterna sia livello alveolare (tab.I.I), costringendo 
l'organismo ad aumentare il tasso di Hb nel sangue, dato che in condizioni di 
ipossia essa non si satura completamente (fig. I.1). La differenza della 
composizione dell'aria alveolare è dovuta principalmente al fatto che durante il 
passaggio attraverso le mucose nasali l'aria viene riscaldata ed umidificata (la 
pressione del vapore acqueo nell'aria alveolare, detta nel caso specifico 
"tensione", è pari a 47 mmHg).