Energetica - -------- PDF

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1. ENERGETICA Quali sono le fonti energetiche alla base del movimento. Il corpo umano (macchina automotrice) svolge l’azione grazie a motore interno alimentato da un certo combustibile. A livello periferico abbiamo un sistema di attuatori che genera una F e che è applicato al sistema scheletrico. I muscoli svolgono la funzione di generare forza dipende da caratteristiche muscoli (longitudinali o pennati) e anche da punto di inserzione. La forza impone uno spostamento al quale possiamo associare un lavoro L= F*ΔS. I valori di lavoro sono determinati dalle condizioni di attività del muscolo.  Contrazione isometrica non ho spostamento dei punti di inserzione, non comporta variazione angolare della cinematica, no movimento. Condizione di equilibrio tra Lint e Lext. Fint=Fext  Contrazione eccentrica Fext>Fint, Fint diretta in senso opposto allo spostamento che viene determinato, allungamento muscolo. Fa da freno al movimento stesso.  Contrazione concentrica Fint>Fext, direzione spostamento stessa di Fint, accorciamento. Le forze applicate generano lavoro meccanico che mi permettono di rappresentare cinematica. Da dove arriva energia necessaria per generare F a livello muscolare? ATP. MECCANISMI ENERGETICI L’energia irradiata dal sole e raccolta dai vegetali sulla terra viene utilizzata per trasformare anidride carbonica e acqua in ossigeno e glucosio mediante fotosintesi. 6 CO 2+6 H 2 O +luce=C 6 H 12O 6 + 6 O 2

Nelle piante il glucosio può essere trasformato anche in grassi e proteine. Tutte queste sostanze, una volta ingerite, attraverso una serie di complesse reazioni chimiche e sintesi di composti intermedi, giungono a produrre un composto ad alta capacità esergonica (cioè in grado di produrre energia all’esterno), che è l’Adenosintrifosfato (ATP).  Carboidrati forniscono 4,2 Kcal/g  Lipidi 9.5 Kcal/g 

Durante l’idrolisi che avviene durante la contrazione muscolare, si rompono i legami del primo e del secondo gruppo fosfato generando energia (12-14 Kcal/mole). ATP + H 20 → ADP + Pi+ energia

L’energia prodotta viene utilizzata per 4 scopi fondamentali  Reazioni di sintesi per l’accrescimento, la riproduzione, il mantenimento e il rinnovamento dell’organizzazione cellulare  La contrazione muscolare  La trasmissione dell’impulso nervoso  Fenomeni di trasporto attivo L’energia prodotta dall’idrolisi dell’ATP è stimata essere circa 7.3 Kcal/mole Un uomo a riposo richiede in media 72 Kcal/ora e utilizza circa 10 moli/ora di ATP. Il cammino in piano a 1.3 m/sec (circa 4.7 Km/ora) richiede circa 220 Kcal/ora o circa 30 moli/ora di ATP. L’energia prodotta dall’idrolisi di ATP non è sufficiente per svolgere tutte le attività, quantitativo ATP è troppo basso per far fronte alla spesa energetica resintesi ATP. ( 1 ) ATP +H 20 → ADP+ Pi + energia ( 2 ) CP + ADP ↔G + ATP scissione della fosfocreatina, mette in riproduzione ATP,

prima fornitura GP+ ADP ↔ G+ ATP scissione del fosfageno (anaerobica alattacida) glicogeno + Pi + ADP ↔ acidolattico+ ATP scissione del glicogeno (anaerobica lattacida) glicogeno o acidi grassi+ Pi + ADP +O 2 →CO 2+ H 2 O+ ATP fosforilazione ossidativa

aerobica Alla base della generazione di energia ci sono 3 reazioni:  Anaerobica o Alattacido (scissione fosfageno) mi dà quantità necessaria di ATP per avere contrazione muscolare. GP=CP+ATP. Mette insieme relazione 1+2 o Lattacido (scissione glicogeno) produzione acido lattico, interviene quando i livelli energetici sono superiori ai livelli compensati da GP  Aerobico (fosforilazione ossidativa) utilizza O2 ENERGIA PRODOTTA PER VIA AEROBICA

Dalla misurazione della quantità di energia trattenuta dall’organismo si può valutare l’energia aerobica prodotta. Misuro quanto O2 rimane nel corpo e viene usato per produrre energia aerobica. 20.93-Oe mi dice quanto O2 è stato consumato e quindi quanto è l’energia prodotta per via aerobica. Esistono dei sistemi che utilizzano la misura del volume di O2 espirato per dare indicazioni sullo sforzo associato a determinati movimenti. Come si associa lavoro a queste reazioni? Energia totale somma dell’energia relativa alle varie reazioni, responsabile del lavoro meccanico

 Energia esergonica producono energia verso esterno  Energia endogernica consumano energia Bidirezionale prevedono ricostruzione dell’elemento, questo richiede energia, consumano energia Esercizio submassimale livelli di energia limitati (aerobico)

Sottomassimale condizione energetica bassa, c’è una richiesta energetica 150 Kcal nette e abbiamo uno sforzo che cresce in funzione di Vo2, la curva rappresenta il quantitativo energetico prodotto dalla reazione aerobica, fino a uno sforzo massimale Vo2, max. (rossa) Sovramassimale quando energia richiesta è elevata (supera linea verde), necessariamente partirà un quantitativo energetico dato dalla somma dei 2 meccanismi aerobico (Vo2,max valore massimale + anaerobico lattacido, retta blu) Le curve spostate indicano il caso di atleti o individui poco allenati  Atleti Vo2, max elevato  Anossia Vo2, max minore Possibilità di misurate O2 per avere indicazione dell’energia legata all’esercizio che stiamo facendo. ACIDO LATTICO la sua produzione porta a situazione di dolore, comporta un aspetto negativo. Passeggiata lunga: no acido lattico, consumo in modo aerobico gli alimenti per avere consumo energetico. Il quantitativo di energia è alla base del lavoro meccanico, l’energia è fornita in prima analisi dagli alimenti (submax) energia potenziale metabolica associata a meccanismi fondamentali (scissione fosfageno, glicolisi, fosforilazione).

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Forte dissipazione di calore 60% e 40% trasformato in ATP. Idrolisi ATP fornisce energia, in parte viene dissipata.

Trasformazione di energia metabolica in lavoro meccanico Per la 2° principio della dinamica abbiamo generazione lavoro + dispendio energetico....