Come produciamo energia durante l’attività fisica: i tre sistemi energetici

Come produciamo energia durante l’attività fisica: i tre sistemi energetici

 

Quando preparo un programma di allenamento, considero anche come il corpo dovrà produrre l’energia necessaria per sostenerlo. Sollevare un bilanciere, eseguire uno sprint e correre per trenta minuti comportano richieste differenti, alle quali il nostro organismo risponde modificando il contributo dei sistemi energetici.

Per spiegare questo meccanismo parto da un concetto fondamentale: i tre sistemi energetici lavorano insieme. A cambiare è il peso che ciascuno assume durante lo sforzo. La loro partecipazione dipende soprattutto dall’intensità e dalla durata dell’esercizio.

Tutto parte dall’ATP

Ogni contrazione muscolare richiede energia. La molecola che la rende immediatamente disponibile è l’ATP, cioè l’adenosina trifosfato.

Le riserve muscolari di ATP sono limitate: per continuare a muoverci dobbiamo rigenerarlo continuamente. A questo provvedono tre principali sistemi: il sistema dei fosfageni, la glicolisi e il metabolismo ossidativo. L’organismo utilizza quindi l’energia contenuta nei substrati per mantenere disponibile l’ATP necessario al lavoro muscolare.

1. Il sistema dei fosfageni: energia immediata

Il primo sistema che descrivo è quello dei fosfageni, comunemente chiamato anaerobico alattacido.

La fosfocreatina presente nel muscolo permette di rigenerare ATP molto rapidamente, senza utilizzare direttamente ossigeno. Questa caratteristica rende il sistema particolarmente importante nei gesti esplosivi e negli sforzi brevissimi ad alta intensità.

Penso, per esempio, a un salto, alla partenza di uno sprint o a poche ripetizioni impegnative con un bilanciere. In queste situazioni serve rendere disponibile molta energia in pochissimo tempo.

La sua capacità, però, è limitata: non possiamo sostenere a lungo la stessa potenza affidandoci prevalentemente alle riserve di fosfocreatina.

2. Il sistema glicolitico: energia rapida dai carboidrati

Quando lo sforzo intenso continua, aumenta l’importanza della glicolisi, che permette di ottenere ATP dalla degradazione del glucosio derivato dal sangue o dal glicogeno muscolare.

È una via capace di fornire energia rapidamente e diventa particolarmente rilevante quando la richiesta energetica è elevata. Una serie impegnativa con i pesi o un tratto di corsa ad alta intensità possono richiedere un contributo glicolitico consistente. Anche in questi casi partecipano gli altri sistemi: non esiste un esercizio esclusivamente “glicolitico”.

Qui chiarisco spesso un equivoco: il lattato non è semplicemente uno scarto da eliminare. Può essere trasferito e utilizzato come combustibile da altri tessuti, oppure contribuire alla produzione di nuovo glucosio. Fa parte del normale scambio di energia tra le cellule.

3. Il sistema ossidativo: energia per sostenere il lavoro

Il sistema ossidativo, comunemente chiamato aerobico, produce ATP prevalentemente nei mitocondri attraverso processi che dipendono dall’ossigeno.

Utilizza soprattutto carboidrati e grassi. La disponibilità dei substrati e l’apporto di ossigeno ai muscoli, assicurato dall’apparato respiratorio e cardiovascolare, sostengono questa produzione energetica.

Rispetto alle vie anaerobiche, ha una maggiore capacità complessiva, ma una minore velocità massima di rigenerazione dell’ATP. Per questo assume un ruolo predominante nelle attività prolungate a intensità sostenibile. Il suo contributo, tuttavia, è presente anche durante gli sforzi brevi e intensi.

Cosa succede durante un allenamento?

Immagino una seduta in cui alterno esercizi con i pesi, pause e lavoro cardiovascolare. Durante un gesto esplosivo aumenta la richiesta di energia immediata; prolungando uno sforzo intenso cresce il contributo glicolitico; sostenendo il movimento nel tempo diventa progressivamente più importante la produzione ossidativa.

Questa descrizione indica delle prevalenze, non dei passaggi netti. Il corpo coordina continuamente le diverse vie per rispondere alla richiesta di ATP.

Anche il recupero è parte di questo processo. Tra gli sforzi, il metabolismo ossidativo sostiene la ricostituzione della fosfocreatina: una ragione concreta per cui il sistema aerobico conta anche quando eseguiamo attività esplosive ripetute.

Come applico questi concetti alla programmazione

Da questa fisiologia ricavo un criterio di lavoro: scelgo durata degli sforzi, intensità e recuperi in funzione della capacità che voglio sviluppare.

Non considero sufficiente inserire esercizi diversi per rendere completo un programma. Mi interessa capire quale richiesta producono, quanto siano sostenibili e come si inseriscano negli obiettivi della persona.

Conoscere i sistemi energetici mi aiuta a dare un significato alle scelte di allenamento. Un programma personalizzato nasce anche da questo: comprendere come funziona il corpo e organizzare gli stimoli con uno scopo preciso.

Riferimenti scientifici

  1. Gastin PB. Energy system interaction and relative contribution during maximal exercise. Sports Medicine. 2001;31(10):725–741. PubMed.
  2. Baker JS, McCormick MC, Robergs RA. Interaction among Skeletal Muscle Metabolic Energy Systems during Intense Exercise. Journal of Nutrition and Metabolism. 2010;2010:905612. PubMed.
  3. Hargreaves M, Spriet LL. Exercise Metabolism: Fuels for the Fire. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2018;8(8). PubMed.
  4. Brooks GA. Lactate as a fulcrum of metabolism. Redox Biology. 2020;35:101454. PubMed.

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