Metabolismo Energetico - Cibo - Consumo Calorico

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Esercizio e metabolismo energetico

Gli esseri viventi non possono vivere senza energia. Il corpo umano ottiene energia da cibi vegetali e animali. La fonte di energia originale di tutta la vita - la radiazione solare - è immagazzinata chimicamente nei nutrienti in una forma convertita. Affinché questa energia possa essere utilizzata, il corpo deve prima liberare questa energia dai nutrienti e poi convertirla in energia meccanica - movimento muscolare. Il corpo ha bisogno dell'energia per le funzioni di base del mantenimento della vita (ad esempio battito cardiaco, respirazione, digestione, attività cerebrale), mantenimento della temperatura corporea e per l'attività fisica.

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  • Il carburante per l'attività fisica
  • Le riserve di energia del corpo
  • È così che i muscoli usano l'energia

I complessi processi di conversione dell'energia nel corpo da una forma (ad esempio lo zucchero) a un'altra (ad esempio calore, attività fisica) sono chiamati metabolismo energetico. La digestione inizia in bocca, dove il cibo viene scomposto. Quindi il chimo viene scomposto nei suoi singoli componenti nell'intestino, assorbito attraverso la mucosa e filtrato dal fegato. Il flusso sanguigno è responsabile della distribuzione dei nutrienti nel corpo, dove vengono immagazzinati e utilizzati.

I fornitori di energia dal cibo sono:

  • Carboidrati (zucchero o amido),
  • Grassi e
  • Proteine (albume d'uovo).

La quantità di energia consumata con il cibo e utilizzata anche dall'organismo è data in chilocalorie (kcal) o in kilojoule (kJ):

1 kcal = 4,184 kJ

Il carburante per l'attività fisica

I nutrienti che trasportano energia sono i carboidrati, i grassi e le proteine. Nell'intestino i nutrienti vengono scomposti: i carboidrati nel cibo vengono scomposti in singole molecole di zucchero (soprattutto glucosio, galattosio e fruttosio) e le proteine in amminoacidi. Gli acidi grassi e la glicerina sono formati dai grassi alimentari. I nutrienti passano dall'intestino al sangue. Le molecole di zucchero galattosio e fruttosio vengono convertite in glucosio (zucchero d'uva) nel fegato. I nutrienti passano dal fegato alla circolazione, con la quale vengono trasportati alle cellule del corpo. Le fonti di energia vengono consumate o bruciate o immagazzinate nelle cellule del corpo.

Il glucosio che non viene utilizzato immediatamente viene immagazzinato come glicogeno nelle cellule muscolari, mentre il grasso viene depositato nei depositi di grasso sottocutaneo. Questi depositi verranno smantellati se necessario. A lungo termine, l'energia del cibo inutilizzata viene immagazzinata come grasso. Le proteine sono principalmente un materiale da costruzione per tutte le strutture del corpo e solo in casi eccezionali un carburante (metabolismo da fame).

Le riserve di energia del corpo

Il corpo ha diverse riserve di energia. Sono un tampone per non dover rifornire costantemente il cibo, ma anche una riserva per periodi di prolungata penuria alimentare.

  • Accumulo di grasso: il più grande accumulo di energia nell'organismo sono le cellule adipose. Soprattutto, il grasso neutro immagazzinato assicura il metabolismo dell'energia a riposo e durante le attività di resistenza moderatamente intense (es. Stress quotidiano). Tuttavia, senza carboidrati, il corpo non può scomporre il grasso. Le persone di peso normale hanno da 80.000 a 100.000 kcal immagazzinate sotto forma di grasso.
  • Conservazione dei carboidrati: il glucosio inutilizzato viene immagazzinato nelle cellule muscolari come glicogeno. 1 kg di muscolo contiene circa 15 g di glicogeno. Una seconda riserva di glicogeno più grande è il fegato (circa 80 g di glicogeno), che può rilasciare glucosio nel flusso sanguigno. Nel complesso, il corpo contiene circa 1.500-2.000 kcal sotto forma di glicogeno muscolare e epatico.
  • Non esiste una riserva di proteine propria. Pertanto, se l'apporto proteico è insufficiente, il corpo deve accedere alle proteine muscolari, l'unica “riserva proteica” disponibile. Le proteine vengono utilizzate solo in quantità molto piccole (circa il dieci percento del consumo totale di energia) per la generazione di energia. Il compito effettivo delle proteine è quello di costruire le strutture del corpo, ad esempio le cellule muscolari, le ossa, la cornea, ecc.

Nota Un apporto proteico sufficiente è quindi un prerequisito per mantenere o migliorare le prestazioni fisiche.

Un'intera catena di singoli organi è coinvolta nel metabolismo energetico (respirazione, cuore, circolazione sanguigna, cellule muscolari). Il corretto funzionamento di questa catena di organi è garantito solo esercitando un minimo di sforzo fisico. Inoltre, l'esercizio fisico colpisce anche organi che non sono direttamente coinvolti nel metabolismo energetico (es. Cervello, fegato, sistema immunitario). L'intero metabolismo energetico si adatta alla regolare attività fisica, poiché alla fine più ossigeno può essere trasportato e processato.

Nota L'obesità deriva da un bilancio energetico positivo a lungo termine: con il cibo viene fornita più energia di quella consumata dall'esercizio. L'obesità si riduce solo se si consumano più calorie di quelle consumate per un periodo di tempo più lungo: bilancio energetico negativo.

Puoi trovare ulteriori informazioni sull'argomento nell'articolo Come ottenere il sovrappeso

È così che i muscoli usano l'energia

Il corpo è dotato di un complesso sistema di alimentazione energetica in modo da poter fornire le prestazioni necessarie in varie situazioni. Soprattutto, una speciale fonte di energia, l'adenosina trifosfato (ATP), è un prerequisito per qualsiasi attività fisica. Questo composto fosfato ricco di energia deve essere disponibile in quantità sufficienti nelle cellule dei muscoli scheletrici.

Le cellule muscolari stesse contengono solo piccole quantità di ATP, che si esaurirebbero rapidamente. A seconda dell'intensità dello sforzo fisico e della sua durata, le cellule muscolari necessitano di un rifornimento di ATP. Se il rifornimento è insufficiente, la cellula muscolare non può più funzionare.

Metabolismo energetico con l'ossigeno - il caso normale

Il processo più importante per la produzione di energia nel corpo, ovvero la produzione di ATP, è la combustione di acidi grassi e glucosio. Il più delle volte, è così che i muscoli ottengono l'energia di cui hanno bisogno. Questo processo è noto anche come metabolismo aerobico (che consuma ossigeno).

A riposo e con un esercizio da poco a moderatamente intenso, il carburante viene fornito dal cibo o dalle riserve di carboidrati e grassi e trasportato alle cellule muscolari attraverso il flusso sanguigno. L'ossigeno viene fornito attraverso la respirazione e la circolazione sanguigna. Il carico può essere sostenuto a lungo. Il prodotto finale della combustione è anidride carbonica e acqua.

Le attività che coinvolgono principalmente il metabolismo aerobico includono la maggior parte delle attività quotidiane come sedersi, camminare, stare in piedi, lavori domestici leggeri o lavoro d'ufficio. Qualsiasi attività sportiva che duri più di tre minuti circa può avvenire solo con un metabolismo prevalentemente aerobico.

A seconda dell'intensità dell'attività aerobica, la proporzione delle riserve di carboidrati e grassi nell'apporto energetico varia:

  • Intensità moderata, ad esempio quando si fa un lavoro d'ufficio seduto, camminando lentamente fino a un ritmo lento e continuo: circa il 70-80 percento dai depositi di grasso, dal 20 al 30 percento dai depositi di glucosio.
  • Se l'intensità aumenta ulteriormente (ad es. Corsa più veloce, nuoto, salire le scale), la percentuale di glucosio dell'ustione aumenta al 100 percento.

Metabolismo energetico senza ossigeno - l'eccezione

Per determinate situazioni di stress, in casi eccezionali, il corpo può, oltre al metabolismo aerobico, iniettare energia anche brevemente senza ossigeno (anaerobico). Questo è il caso in cui un movimento intenso richiede più energia di quella che la combustione può fornire.

L'apporto di energia anaerobica può superare queste situazioni solo per un tempo molto breve (circa tre minuti), perché i muscoli si stancano molto rapidamente.

Situazioni tipiche sono, ad esempio, il sollevamento o il lancio di oggetti pesanti, corse brevi e veloci (sprint), ecc.

Fornitura di energia per la spinta muscolare

La combustione del glucosio o degli acidi grassi per la produzione di ATP avviene nelle centrali elettriche delle cellule muscolari, i mitocondri. Nel plasma cellulare, l'ATP viene generato anaerobicamente mediante glicolisi (da glucosio) e / o da creatina fosfato. Solo l'ATP può fornire energia all'apparato contrattile, costituito dalle miofibrille.

Il corpo può utilizzare solo circa un quarto dell'energia totale generata durante la combustione per il movimento. Circa Il 60 percento viene rilasciato sotto forma di calore. Il corpo ha bisogno del resto per mantenere le funzioni vitali.

A riposo o durante un'attività moderata, circa il 90% dei carboidrati ingeriti viene immagazzinato nei muscoli come glicogeno e sono disponibili per l'attività muscolare quotidiana. Il restante dieci percento viene utilizzato immediatamente.

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