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Adattamenti biochimici nell’allenamento

Adattamenti biochimici nell’allenamento. Endurance training. Endurance training. Numerose variazioni metaboliche: Aumenta oxygen uptake Aumenta il metabolismo dei grassi Diminuisce il livello di lattato ematico e muscolare (submaximal work load) Aumenta l’accumulo di glicogeno .

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Adattamenti biochimici nell’allenamento

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Presentation Transcript

  1. Adattamenti biochimicinell’allenamento

  2. Endurance training

  3. Endurance training • Numerose variazioni metaboliche: • Aumenta oxygen uptake • Aumenta il metabolismo dei grassi • Diminuisce il livello di lattato ematico e muscolare (submaximal work load) • Aumenta l’accumulo di glicogeno

  4. Endurance training – effetti sulle riserve energetiche muscolari • Endurance training aumenta le riserve di glicogeno e trigliceridi (TG) • TG aumento ? Meccanismo non ancora noto • 2.5x aumento del glicogeno muscolare • GLUT 4 (canale per il glucosio nel muscolo insulino-indipendente) • glicogeno sintasi

  5. Endurance training – effetti su tessuti extra-muscolari • Endurance training aumenta: • Gluconeogenesi nel fegato e reni • FFA disponibilità : • lipoprotein lipase activity ? • uptake FFA dal sangue al muscolo • Acyl CoA synthetase -- attivazione FFA per ossidazione • Carnitine shuttle Carnitine transferase I and II Carnitine acyl transferase

  6. Endurance training – effetti su enzimi citosolici • ENZIMI GLICOLITICI: • Aumento : Hexokinase/PFK e PK • Diminuizione: LDH • riduzione della trasformazione del piruvato a ac.lattico From: Summerlin LR (1981) Chemistry for the Life Sciences. New York: Random House p 543.

  7. Endurance training - effetti su enzimi citosolici • Alanine aminotransferase aumenta durante endurance training • AAT trans-amina piruvato ad alanina • Aumenta competizione con LDH per piruvato • Diminuisce piruvato per LDH • diminuisce lattato

  8. From: Summerlin LR (1981) Chemistry for the Life Sciences. New York: Random House p 550. Endurance training - effetti su enzimi citosolici • Pyruvate dehydrogenase aumenta durante endurance training • Aumenta competizione con LDH per piruvato • diminuisce lattato

  9. Endurance training - effetti su enzimi mitocondriali • Endurance training aumenta il numero di mitocondri • slow-twitch and fast-twitch fibres • Aumenta l’ossidazione tramite: • -oxidation • Krebs cycle • Catena trasporto elettroni From: Keissling et al. (1971) Effect of physical training on ultrastructural features in human skeletal muscle. In: Muscle metabolism during exercise (ed. B Pernow and B Saltin). New York:Plenum Press Pp.97-101.

  10. Endurance training - effetti su enzimi mitocondriali • Mitochondrial creatine kinase (MBCK) aumenta durante endurance training • Stimola creatina a formare PCr ATP • rapida rimozione di ADP dal citoplasma • Mantiene elevati livelli di ATP • inibizione PFK activity • Ridotta produzione di lattato? From: Bessman & Geiger (1981) Transport of energy in muacle: The phosphorylcreatine shuttle. Science 211:448-452

  11. Endurance training -mioglobina ??

  12. Adapted from: Donovan & Pagliassotti (1990) J. Appl. Physiol. 68(3):1053-1058. Endurance training – riduzione dell’acido lattico muscolare ed ematico • Si riducono le concentrazioni di lattato nel muscolo e nel sangue (submaximal work load) • 2 meccanismi: • Diminuita produzione lattato • Diversi effetti (LDH,aumento FFA,transaminazione ALA) • Aumento eliminazione lattato

  13. Lactate threshold

  14. Endurance training – riduzione dell’acido lattico muscolare ed ematico • Aumento assorbimento nel muscolo scheletrico ??? (MCT-X) • Aumento gluconeogenesi in fegato and reni • aumento consumo da parte del cuore (MCT-X) From: Buckley et al (2001) No difference in net uptake or disposal of lactate by trained and untrained forearms during incremental lactate infusion. European Journal of Applied Physiology. 85(5):412-419, 2001

  15. Endurance training - Effetti tempo dipendenti • 50% mitochondri persi dopo un mese di stop allenamento From: Maughan R., Gleeson M, Greenhaff P (1997) Biocehmistry of Exercise and Training. Oxford: Oxford University Press pp.195

  16. Mecccanismi di adattamento muscolare • Sintesi di proteine (enzimi) regolati da geni • Alcuni geni vengono attivati/spenti da molecole come ormoni etc. • Variazioni nella composizione delle fibre muscolari (aerobiche)

  17. Endurance training - adattamenti ormonali • Adrenalina - stimulata glycolysis, lipolysis • ACTH - stimulata cortisolo secretion by adrenal cortex • Cortisol - stimulates gluconeogenesis, lipolysis • glucagon - increases glycogenolysis and gluconeogenesis • GH (somatropina) - increases lipolysis and glycogenolysis

  18. Anaerobic Training

  19. Anaerobic training • Anaerobic training (i.e. training per forza, potenza, velocità..) • aumenta sistema anaerobico • fosfocreatina • Glicolisi • Effetti limitati: • Metabolismo ossidativo ? • Funzione cardiaca

  20. Effetti sulle risorse energetiche • Anaerobic training aumenta la concentrazione di: • ATP • PCr • Glicogeno

  21. Effetti sulla glicolisi • Anaerobic training aumenta la velocità della glicolisi (2 enzimi) : • PFK • LDH

  22. Effetti sulla capacità tamponante • Alte concentrazioni di lattato nel muscolo e nel sangue durante esercizi ad alta intensità: • Aumenta la capacità “buffer” , maggiore nelle fibre Fast >slow; • Aumentano i trasportatori di lattato MCT

  23. Effetti sull’ipertrofia • Anaerobic training porta ad ipertofrofia muscolare • Stretch passivo puo’ indurre ipertrofia • Ipertrofia induce un’aumento nel numero di proteine muscolari • iperplasia? From: Kreider, RB (2000) High intensity training 1 set vs 3 sets. Muscular Development Sports & Fitness Magazine 37(8): 104-121

  24. Meccanismi di adattamento muscolare • Aumento dell’espressione di proteine regolate da geni • Accensione/spengimento geni (nucleo) da ormoni etc. • direttamente - via citoscheletro • indirettamente - via canali ionici sulla membrana • Variazioni nella composizione delle fibre muscolari ??? Esercizio può indurre danni alle cellule muscolari: • Rilascio di fattori di crescita • satellite cells e fibre muscolari si fondono

  25. Ipertrofia Muscolare: Meccanismi ?

  26. Mutazioni inattivanti miostatina

  27. Gene della miostatina La miostatina è una proteina regolatrice della crescita muscolare. Appartiene alla superfamiglia dei TGF-beta E’ responsabile del differenziamento dei muscoli scheletrici Ha una funzione inibitoria della proliferazione delle cellule satelliti alle fibre muscolari. Mutazioni genetiche (es. ceppo bovino Belgium blue bull) provocano abnormi crescite dei muscoli Due strade: modificare il gene che codifica la miostatina o somministrare inibitori della miostatina (es. follistatina) Approcci al doping genetico Vedi: Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98:9306

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