11 Ott 2017
L’ACIDO LATTICO NON È IL VELENO DELL'ATLETA ...
Posted by Forrest Group Minerva
Creato: 11 Ottobre 2017

L’acido lattico non è il veleno dell'atleta ma una sorgente di energia. Se sai come usarlo. 

La maggior parte degli atleti considerano l’acido lattico come loro nemico

e pensano che l’allenamento aiuti ad eliminare gli scarti metabolici dei loro muscoli, in modo che funzionino più a lungo. Ma il fisiologo George Brooks, dell'Università della CaliforniaBerkeley, ha scoperto che l’allenamento, in realtà, insegna alle cellule muscolari ad utilizzare l'acido lattico come combustibile per ottenere un giusto ritorno. Con l’allenamento, i mitocondri crescono, assumono più lattato attraverso una navetta e lo bruciano per generare più energia.


Nella storia dei maratoneti e degli atleti estremi, l'acido lattico è veleno, un prodotto di scarto che si accumula nei muscoli e porta alla fatica muscolare, riduce la prestazione e genera dolore.

Tuttavia dopo 30 anni di ricerca presso l'Università della California, Berkeley, la storia raccontata è diversa: l'acido lattico può essere tuo amico.

Allenatori e atleti non lo realizzano, dice George Brooks, professore di biologia integrativa, ma l’allenamento di resistenza insegna al corpo ad utilizzare in modo efficace l'acido lattico come fonte di combustibile, al pari dei carboidrati immagazzinati nei tessuti muscolari e dello zucchero nel sangue. L'uso efficiente dell'acido lattico o del lattato non solo impedisce l'accumulo di lattato, ma consente di ottenere più energia dal carburante del corpo.

In un articolo per l'American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism, Brooks e i colleghi Takeshi Hashimoto e Rajaa Hussien del laboratorio di esercitazione fisiologica dell'UC Berkeley, hanno aggiunto una delle ultime tessere del puzzle sulla storia del lattato, e collegato anche per la prima volta due cicli metabolici: il metabolismo aerobico a base di ossigeno, ed il metabolismo anaerobico privo di ossigeno, che sono stati in precedenza pensati come distinti.

"Questo è un cambiamento fondamentale di come le persone pensano al metabolismo", ha detto Brooks. "Questo ci mostra come il lattato è il legame tra il metabolismo ossidativo e quello glicolitico, o anaerobico".

Lui e i suoi colleghi hanno scoperto che le cellule muscolari utilizzano i carboidrati anaerobicamente per sviluppare energia, producendo lattato come sottoprodotto, ma poi bruciano il lattato con ossigeno per creare più energia. Il primo processo, chiamato percorso glicolitico, domina durante il normale sforzo e il lattato passa dalle cellule muscolari al sangue per essere utilizzato altrove. Tuttavia durante l'esercizio intenso, la seconda rampa rimuove ossidativamente il lattato accumulato rapidamente e crea più energia.

Spiega Brooks, l’allenamento aiuta le persone a sbarazzarsi dell'acido lattico prima che possa raggiungere il punto in cui provoca fatica muscolare e, a livello cellulare, l’allenamento significa aumentare i mitocondri nelle cellule muscolari. I mitocondri, spesso considerati centrali elettriche della cellula, bruciano il lattato per creare energia.

"Gli atleti migliori del mondo rimangono competitivi con l’allenamento ad intervalli", ha detto Brooks, riferendosi a ripetuti brevi, ma intensi, esercizi fisici". L'esercizio intenso genera grandi carichi di lattato e il corpo si adatta creando mitocondri per eliminare rapidamente l'acido lattico. Se lo utilizzi, non si accumula".

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Mitocondrio  (Mouse sulla figura per ingrandirla) 

Per funzionare, i muscoli hanno bisogno di energia sotto forma di ATP, adenosina trifosfato. La maggior parte delle persone credono che questo tipo di energia sia alimentata dal glucosio, uno zucchero. Ma durante l'esercizio intenso, come sorgente di energia, è troppo piccola e troppo lenta, e forza i muscoli a fare affidamento su un glicogeno, un carboidrato immagazzinato all'interno delle cellule muscolari. Per entrambi i combustibili le reazioni chimiche fondamentali che producono ATP e che generano lattato, comprendono il percorso glicolitico, spesso chiamato metabolismo anaerobico, perché l’ossigeno non è necessario. Questo percorso è stato considerato separato dal percorso ossidativo basato sull'ossigeno, talvolta chiamato metabolismo aerobico, usato per bruciare il lattato e altri combustibili nei tessuti del corpo.

Esperimenti negli anni '20 su rane morte sembravano mostrare che la formazione di lattato inducesse i muscoli a smettere di funzionare. Ma Brooks negli anni '80 e '90 ha dimostrato che in animali vivi, respiranti, il lattato si riversa dalle cellule muscolari al sangue e raggiunge vari organi, incluso il fegato, dove viene bruciato con ossigeno per creare ATPBrooks ha scoperto che anche il cuore preferisce il lattato come combustibile.

Brooks ha sempre sospettato che la cellula muscolare medesima avrebbe potuto riutilizzare il lattato, e negli esperimenti negli ultimi 10 anni ha trovato prove che il lattato è bruciato all'interno dei mitocondri, una rete di tubi interconnessi come un impianto idraulico, che raggiunge tutto il citoplasma cellulare.

Nel 1999, ad esempio, dimostrò che l’allenamento alla resistenza riduce i livelli di lattato nel sangue, anche se le cellule continuano a produrre la medesima quantità di lattato. Ciò ha implicato che, in qualche modo durante l’allenamento, le cellule si adattano ad eliminare meno prodotti di scarto. Ha postulato una "navicella intracellulare del lattato" che trasporta il lattato dal citoplasma, dove il lattato è prodotto, all'interno dei mitocondri, attraverso la membrana mitocondriale, dove il lattato è bruciato. Nel 2000 ha mostrato che l’allenamento di resistenza aumenta il numero di molecole trasportatrici di lattato nei mitocondri, evidentemente per accelerare l'assorbimento del lattato dal citoplasma nei mitocondri per essere bruciato.

Due ulterori articoli scientifici offrono evidenza diretta dell’ipotizzata connessione tra le molecole del trasportatore, la navetta del lattato, e gli enzimi che bruciano lattato. Infatti, la rete mitocondriale cellulare, o reticulum, ha un complesso di proteine che consentono l'assorbimento e l'ossidazione, o combustione, dell'acido lattico.

"Questo esperimento è l’argomento decisivo, che dimostra che il lattato è il legame tra il metabolismo glicolitico, che rompe i carboidrati e il metabolismo ossidativo, che usa ossigeno per bruciare differenti combustibili", ha detto Brooks.

Il ricercatore post-dottorato Takeshi Hashimoto e il collaboratore associato di ricerca Rajaa Hussien, hanno stabilito questo con etichettatura e mostrando la colocalizzazione di tre elementi critici del percorso del lattato:
  • la proteina trasportatrice di lattato;
  • l'enzima lattato deidrogenasi, che catalizza il primo passo nella conversione del lattato in energia;
  • ossidasi citocromo mitocondriale, il complesso proteico in cui viene utilizzato ossigeno.

Sondando le cellule muscolari scheletriche attraverso un microscopio confocale, i due scienziati hanno visto all'interno dei mitocondri, queste proteine disposte insieme a contatto con la membrana mitocondriale, dimostrando che "la navicella intracellulare del lattato" è direttamente collegata agli enzimi nei mitocondri che bruciano il lattato con ossigeno.

Brooks ha detto "I nostri risultati possono aiutare gli atleti e gli allenatori a progettare regimi di allenamento e anche evitare il sovrallenamento, che può uccidere le cellule muscolari". "Gli atleti possono istintivamente allenarsi in modo da costruire i mitocondri, ma se non si conosce il meccanismo, non si sa mai se ciò che si fa è la cosa giusta. Queste scoperte trasformano il pensiero fondamentale sull'organizzazione, la funzione e la regolazione dei principali percorsi metabolici".

La ricerca di Brooks è stata supportata dal National Institutes of Health.

[N.d.r: i video inseriti nell'articolo, anche se in lingua inglese, sono molto intuitivi e quindi meritano di essere guardati]


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Energy-Systems-04            mitocondrio-02

(Mouse sulle figure per ingrandirle) 


Tratto da:
University of California - Berkeley. "Lactic Acid Not Athlete's Poison, But An Energy Source -- If You Know How To Use It."
ScienceDaily, 21 April 2006. www.sciencedaily.com/releases/2006/04/060420235214.htm


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