Tutte le cellule del corpo umano impiegano reazioni biochimiche note come respirazione cellulare per produrre l'energia di cui hanno bisogno per funzionare e rimanere in vita. Lo zucchero glucosio funge da combustibile principale per la respirazione cellulare umana. Le cellule possono scomporre il glucosio per generare energia usando la respirazione aerobica dipendente dall'ossigeno o la respirazione anaerobica, che non richiede ossigeno. Mentre la respirazione aerobica genera energia in modo più efficiente, le cellule muscolari umane possono utilizzare la respirazione anaerobica quando mancano di ossigeno sufficiente o richiedono un rapido scoppio di energia.
Ruolo nell'esercizio
La respirazione anaerobica nell'uomo si verifica principalmente nelle cellule muscolari durante l'esercizio fisico ad alta intensità. Ciò può verificarsi se stai spingendo i tuoi limiti durante un'attività aerobica, come la rotazione o un allenamento cardio, e l'apporto di ossigeno ai muscoli è insufficiente per mantenere la respirazione solo aerobica. La respirazione anaerobica si verifica anche con attività che richiedono esplosioni brevi e intense di potenza muscolare, come lo sprint o il sollevamento di energia.
Tutti i muscoli contengono due tipi di fibre muscolari chiamate fibre a contrazione rapida e a contrazione lenta. Le proporzioni variano in diversi muscoli. Le fibre a contrazione lenta sono orientate verso un'attività prolungata e normalmente si basano principalmente sulla respirazione aerobica, sebbene possano impiegare la respirazione anaerobica se necessario. Le fibre muscolari a contrazione rapida sono funzionalmente orientate verso la respirazione anaerobica perché genera energia molto più velocemente - fino a 100 volte più velocemente - della respirazione aerobica. Tuttavia, poiché la respirazione anaerobica è meno efficiente della respirazione aerobica, le fibre muscolari a contrazione rapida si affaticano relativamente rapidamente.
La glicolisi
La glicolisi è il primo processo biochimico nella respirazione sia aerobica che anaerobica. Questo processo a più fasi impiega diversi enzimi per la scomposizione del glucosio. Ogni molecola di glucosio scomposta alla fine produce 2 molecole di piruvato e 2 molecole di adenosina trifosfato (ATP). L'ATP immagazzina l'energia necessaria per alimentare le funzioni cellulari. Con la respirazione aerobica, il piruvato generato dalla glicolisi passa attraverso una serie aggiuntiva di reazioni biochimiche per generare più ATP. Ciò non si verifica con la respirazione anaerobica.
Fermentazione dell'acido lattico
Con la respirazione anaerobica nell'uomo, le molecole di piruvato generate durante la glicolisi vengono convertite in lattato. Questo processo, chiamato fermentazione dell'acido lattico, non genera più energia. Tuttavia, ripristina alcuni dei cofattori necessari per mantenere attivo il processo di glicolisi durante la respirazione anaerobica.
Il lattato prodotto durante la fermentazione non serve più alle cellule in termini di generazione di energia. Pertanto, viene trasportato fuori dalle cellule e trasportato nel sangue al fegato. Lì viene riconvertito in piruvato, che può quindi essere utilizzato per produrre più glucosio per un uso futuro per generare più energia. Questa forma biochimica di riciclaggio è chiamata ciclo Cori.
L'accumulo di acido lattico era precedentemente ritenuto la causa principale dell'affaticamento muscolare durante l'esercizio fisico e il ritardo del dolore in seguito. Tuttavia, dati più recenti confutano l'idea che l'acido lattico è responsabile del dolore muscolare ritardato. Il suo possibile ruolo nell'affaticamento muscolare rimane un'area di ricerca attiva.
Revisionato e revisionato da: Tina M. St. John, MD
