In questo articolo vedremo come funziona il metabolismo muscolare, come ottengono energia e perché avvertono la stanchezza. I muscoli ottengono la loro energia da fonti diverse a seconda della situazione in cui il muscolo sta lavorando. I muscoli usano la respirazione aerobica quando sono chiamati per produrre un livello di forza basso o moderato. La respirazione aerobica richiede ossigeno per produrre circa 36-38 molecole di ATP da una molecola di glucosio. La respirazione aerobica è molto efficace e può continuare fino a quando un muscolo riceve adeguate quantità di ossigeno e glucosio per poter continuare a contrattarsi.
Quando invece usiamo i muscoli per produrre un alto livello di forza, essi diventano così strettamente contratti che l’ossigeno trasportato dal sangue non può entrare nel muscolo. Questa condizione fa sì che il muscolo crei energia utilizzando la fermentazione dell’acido lattico, una forma di respirazione anaerobica. La respirazione anaerobica è molto meno efficiente rispetto alla respirazione aerobica. Vengono prodotte solo 2 molecole di ATP per ciascuna molecola di glucosio.
Per mantenere i muscoli funzionanti per un periodo di tempo più lungo, le fibre muscolari contengono diverse importanti molecole di energia. La mioglobina, un pigmento rosso presente nei muscoli, contiene ferro e conserva l’ossigeno in un modo simile all’emoglobina nel sangue. L’ossigeno dalla mioglobina consente ai muscoli di continuare la respirazione aerobica in assenza di ossigeno. Un’altra sostanza chimica che aiuta a mantenere i muscoli funzionanti è il fosfato di creatina. I muscoli utilizzano energia sotto forma di ATP, convertendo ATP in ADP per rilasciare l’energia. Il fosfato della creatina dona il suo gruppo fosfato all’ADP per riportarlo in ATP per fornire energia supplementare al muscolo. Infine, le fibre muscolari contengono glicogeno che conserva energia, una grande macromolecola fatta di molte molecole di glucosio collegate. I muscoli attivi scompongono il glucosio dalle molecole di glicogeno per fornire alimentazione interna.
Quando i muscoli esauriscono l’energia durante la respirazione aerobica o anaerobica, il muscolo si affatica rapidamente e perde la sua capacità di contrarsi. Questa condizione è conosciuta come affaticamento muscolare. Un muscolo affaticato contiene molto o meno ossigeno, glucosio o ATP, ma invece ha molti rifiuti dalla respirazione, come l’acido lattico e l’ADP.
Il corpo deve assumere ossigeno supplementare dopo lo sforzo per sostituire l’ossigeno immagazzinato nella mioglobina nella fibra muscolare così anche per alimentare la respirazione aerobica che ricostruirà le scorte di energia all’interno della cellula. Il debito di ossigeno (o recupero di ossigeno) è il nome dell’ossigeno supplementare che il corpo deve assumere per ripristinare le cellule muscolari portandole al loro stato di riposo. Questo spiega perché ci si sente affannati (respiro accelerato) per alcuni minuti dopo una attività faticosa: il corpo sta cercando di ripristinarsi al suo stato normale.
