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L' ESERCIZIO FISICO E I SUBSTRATI

Nella sostanza vivente la maggior parte dei processi chimici che si svolgono sono connessi con l'ossidazione dei substrati energetici a CO2 e H2O.
L'energia sviluppata dalle reazioni del metabolismo intermedio è impiegata dalla cellula per i processi di crescita e di riproduzione, cioè di sintesi di nuova sostanza vivente e per la produzione di lavoro nelle sue varie forme, tra cui quello meccanico, che è caratteristico delle strutture contrattili. I possibili combustibili per la contrazione muscolare sono, com'è noto, i glucidi i lipidi e le proteine.
L'opinione corrente è che nel corso dell'esercizio aerobico il combustibile di scelta sia costituito dai glucidi, particolarmente allorché la potenza sviluppata superi il 60-70% di VO2max. Si può osservare infatti che il quoziente respiratorio (Q.R. o rapporto fra moli di CO2 eliminate e di O2 consumate nell'unità di tempo) aumenta progressivamente da circa 0.75, per esercizi di bassa intensità nei quali l'85% dell'energia è di provenienza lipidica, fino a sfiorare 0.90 per carichi pari al 75% di VO2max o più, cui corrisponde un prevalente apporto glucidico. Simili riscontri sono stati altresì ottenuti sul muscolo gastrocnemio di cane isolato e perfuso.
Balke e Coll. hanno riscontrato che in un lavoro effettuato a digiuno e richiedente i 3/4 del massimo consumo di ossigeno, lavoro che in condizioni normali di alimentazione può essere protratto per parecchie ore, l'esaurimento, in soggetti non atletici, si manifesta dopo periodi varianti fra 30 ed i 60 minuti; in tali esperimenti la concentrazione dell'acido lattico nel sangue non differiva sostanzialmente dal livello basale, indice quest'ultimo delle caratteristiche aerobiche dell'esercizio, mentre si riscontrava una considerevole caduta della glicemia. Gli autori hanno interpretato i risultati di questi esperimenti come prova che i grassi, al di sopra di un determinato carico di lavoro, non possono essere mobilizzati in maniera sufficiente per sopperire alle necessità metaboliche e che l'esaurimento dipende dalla deplezione delle riserve di carboidrati.
Margaria, in alcuni esperimenti eseguiti su soggetti sottoposti ad esercizi che conducevano all'esaurimento in periodi varianti da 6 a       10 ore, aveva riscontrato che nel lavoro aerobico intenso il Q.R.     poteva raggiungere valori prossimi all'unità anche in soggetti a digiuno, quando si poteva presumere che le riserve di glucidi dell'organismo fossero sensibilmente ridotte; ciò lo aveva indotto a supporre che la combustione dei soli grassi non consentisse di sostenere un elevato carico metabolico. Finché l'organismo disponeva di una sia pur minima riserva di zuccheri sarebbe stato possibile compiere lavoro intenso; in mancanza di questa, e sulla sola base della degradazione dei grassi, si sarebbe verificata, una notevole riduzione della massima potenza aerobica, fino all'esaurimento. Capraro, analizzando i dati sperimentali di Margaria, aveva dedotto che il contributo dei grassi, quale sorgente energetica del lavoro muscolare, non poteva eccedere un livello massimo, anche se le richieste di energia aumentavano ulteriormente, per l'impossibilità da parte dell'organismo di fornire ai muscoli che lavorano lipidi oltre un flusso limite. Quest'ultimo, sarebbe di 0.5-0.7g di grassi/min, corrispondente, tenuto conto dell'equivalente calorico dei lipidi (1g = 9.3 kcal), ad un consumo d'ossigeno di circa 1-1.4 l/min, circa il 30-40% della massima potenza aerobica di un soggetto sedentario. E' da rilevare tuttavia, che tale limite appare puramente teorico, per la difficoltà di poter realizzare nell'organismo una condizione sperimentale di lavoro in completa assenza di glucidi. D'altronde, anche in tale condizione, l'organismo avrebbe bisogno per l'utilizzazione dei lipidi, dei glucidi necessari per la sintesi dell'acido ossalacetico, metabolita richiesto per l'introduzione e per l'ulteriore trasformazione degli ultimi prodotti di scissione degli acidi grassi nel ciclo di Krebs. I glucidi sono dunque il combustibile di scelta per il lavoro muscolare, forse non perché indispensabili nella chimica della contrazione, ma essenzialmente per la qualità negativa dell'altro combustibile, i grassi, che l'organismo non potrebbe mobilizzare e fornire ai muscoli oltre un certo livello. D'altra parte, le riserve glucidiche dell'organismo sono piuttosto modeste ed il problema dell'intervento dei lipidi nel metabolismo energetico risulta essenziale in esercizi di lunga durata in quanto la resintesi del glicogeno è un processo lento e l'utilizzazione del glucosio alimentare nel corso dell'esercizio, presenta notevoli limitazioni.
L'apporto delle proteine quale sorgente energetica, in condizioni di normale disponibilità glucidica e lipidica, è considerata di scarso rilievo, sia a riposo che nel corso dell'attività fisica. Sulla base di determinazioni dell'azoto urinario esso si aggirerebbe sul 3% del dispendio totale di riposo, entità compresa nella cosiddetta "quota di logorio".
 
Calcolo del Massimo Consumo Lipidico