Sport e meccanismi energetici: attività aerobica o anaerobica?

Le linee guida sulla nutrizione per atleti forniscono indicazioni sulla quantità e i tempi di assunzione dei vari macronutrienti, ma non è facile orientarsi e l’alimentazione per lo sport è argomento complesso.

La visione comune è che per bruciare grassi bisognerebbe fare attività aerobica e per far crescere i muscoli quella anaerobica: si utilizzano i termini "aerobico" e "anaerobico" per indicare attività quali il sollevare pacchi o fare una passeggiata, senza avere una idea precisa del loro significato tecnico.

Questi termini, così utilizzati, fanno riferimento a specifici sistemi e processi energetici che si attivano nel nostro corpo quando è in attività; processi che non sono mai utilizzati in modo "puro", come invece si è soliti pensare, ma in proporzioni variabili a seconda dell’attività effettuata.

Abbiamo deciso di affrontare il tema alimentazione e sport in una serie di articoli dedicati, tenendo conto che è un settore in continua evoluzione e che, sebbene esistano delle indicazioni generali, ogni individuo ha caratteristiche peculiari, una propria vita privata, dei gusti personali e che anche gli schemi di allenamento studiati per raggiungere la massima performance in gara devono essere adattati al singolo atleta.

Per potersi orientare nel mondo della nutrizione sportiva è necessario avere una buona comprensione delle interazioni tra allenamento e nutrienti e di come queste influenzino i nostri sistemi energetici, la disponibilità dei substrati (fonti di energia) e gli adattamenti metabolici da allenamento.

Ogni esercizio fisico comporta l’utilizzo di una serie di sistemi energetici integrati che prevedono sia vie non ossidative/anaerobiche (utilizzo di fosfati inorganici e glicolisi in assenza di ossigeno) che aerobiche (ossidazione di grassi e carboidrati).

La proporzione con cui verranno utilizzate queste vie dipende non solo dalla tipologia di allenamento, ma anche da quanto una persona è allenata e da come l’allenamento stesso riesce a plasmare nel tempo l’utilizzo di alcune fonti energetiche piuttosto che altre.

Il muscolo "brucia"...ma cosa?

I processi di scambio di energia nel nostro corpo avvengono attraverso una molecola che si chiama ATP (Adenosin Trifosfato). Potremmo pensare l'ATP come la moneta circolante utilizzata dal nostro organismo. Per avere energia è necessario produrre ATP e quanto più ci si muove o si fa attività fisica tanto più ATP serve.

Per produrre ATP si possono utilizzare vari substrati (lipidi, carboidrati, proteine...) e tre sono i sistemi energetici utilizzati dal nostro organismo a tale scopo.

1. Meccanismo anaerobico alattacido: sistema dei fosfati

Questo sistema è quello che entra in gioco per attività che richiedono potenza e grande velocità in poco tempo, quali sollevamento pesi, salti, scatti.

La primissima fonte di energia che usa il muscolo quando si contrae è costituita dal sistema dei fosfati, ATP e fosfocreatina, noto anche come meccanismo anaerobico alattacido (non si ha produzione di acido lattico). La definizione di sistema dei fosfati è più corretta rispetto a meccanismo anaerobico alattacido, poiché è una via metabolica che non utilizza ossigeno, anche se questo elemento è presente (alternativamente si potrebbe definire ‘processo non mitocondriale’).

Vengono utilizzati l’ATP (Adenosin Trifosfato) già disponibile e la fosfocreatina, una fonte di energia rapida che dura però molto poco, non più di 10 secondi.

2. Meccanismo anaerobico lattacido

La via glicolitica anaerobica, o meccanismo anaerobico lattacido ( si ha produzione di acido lattico), non utilizza ossigeno e comporta l’utilizzo di glucosio e glicogeno muscolare attraverso la glicolisi ed è il meccanismo che sostiene esercizi di alta intensità di durata variabile tra 10 e 180 secondi. 

Si è soliti dire che si è in anaerobiosi quando si è in assenza di ossigeno. Questa definizione è stata recentemente rivista, poiché è un fatto che in ogni attività esista un contributo sia della via aerobica che di quella anaerobica.

E’ pertanto opportuno dire che il meccanismo anaerobico è un processo in cui non viene utilizzato ossigeno ai fini di produzione dell’ATP.

3. Processo ossidativo aerobico: fosforilazione ossidativa

Entrambi i processi precedenti, come abbiamo visto, possono sostenere l’attività muscolare per tempi non superiori a 2-3 minuti e quindi, in tutte le altre attività, viene coinvolto il processo ossidativo (aerobico) che avviene in presenza di ossigeno e utilizza come fonti energetiche i lipidi intramuscolari, i trigliceridi provenienti dal tessuto adiposo, le riserve di glicogeno muscolare ed epatico e gli aminoacidi da muscoli, sangue, fegato e intestino.

Si pensi che durante la corsa dei 400 metri si è visto che, su 52 secondi totali di performance, gli ultimi 20 secondi sono effettuati a  VO_2max (volume di ossigeno massimo). Questo ha dimostrato che la fosforilazione ossidativa (via aerobica) viene attivata molto prima di quanto si pensasse in passato.

Che sistema energetico utilizziamo quando ci alleniamo?

In un allenamento si utilizzano sia vie anaerobiche che aerobiche.

Come abbiamo visto le vie anaerobiche sostengono attività di breve durata: in qualsiasi allenamento che duri più di 1-3 minuti avremo quindi un coinvolgimento delle vie aerobiche per la produzione di energia. 

Gli allenamenti sportivi prevedono un contributo di tutte le vie descritte. La proporzione con cui ognuna contribuirà dipende dall’intensità, dalla durata e frequenza degli esercizi durante lo specifico allenamento, ma anche dal livello di allenamento individuale e dal sesso dell’atleta, così come dalla disponibilità dei substrati energetici (es. quante scorte di glicogeno abbiamo?).

Bisogna infatti considerare che l’apparato muscolare di un atleta è molto plastico rispetto a quello di persone non allenate e riesce a rispondere più prontamente sia alle sollecitazioni meccaniche che alla richiesta di nutrienti con ottime capacità di adattamento sia metabolico che funzionale. Gli adattamenti metabolici sono di vario tipo, dall’aumento del numero di alcune molecole che trasportano i nutrienti attraverso le membrane cellulari a quello delle dimensioni delle scorte di glicogeno muscolare.

La nutrizione sportiva per gli atleti risulta quindi una vera e propria specialità e richiede una costante interazione tra tutte le figure che supportano il lavoro dell’atleta in base agli obiettivi da raggiungere: allenatore, psicologo dello sport, nutrizionista sportivo...

La proposta che si è fatta per chi si occupa di scienze sportive non è descrivere gli sport in base alla predominanza dei processi anaerobici o aerobici, ma in base allo sforzo che richiedono sia come durata che come intensità. Ad esempio, negli sport che usano sforzi fisici all-out (massimali) la suddivisione in base alla durata d’esercizio proposta è la seguente:

• Sforzo esplosivo (durata fino a 6 secondi)
• Sforzo ad alta intensità (sforzi compresi tra 6 secondi e 1 minuto)
• Sforzo intenso di resistenza (per esercizi che superano il minuto)