Fatica muscolare

Il termine fatica (o affaticamento) esprime lo stato che si verifica quando avviene una diminuzione delle prestazioni e la perdita di piacere in qualsiasi attività, come conseguenza di sollecitazioni psicofisiche in generale. 

Nel caso della prestazione sportiva è opportuno considerare la suddivisione in fatica muscolare (fatica locale od anche periferica) e fatica generale o complessa (fatica centrale).

Le cause della fatica prodotta da un lavoro muscolare vanno ricercate a livello metabolico, e sebbene non siano ancora chiare al 100%, la teoria più accreditata considera che il maggiore responsabile della fatica muscolare sia un accumulo di ioni idrogeno (protoni) nella muscolatura interessata.

La fatica centrale, invece, sembra essere strettamente collegata con una diminuzione dei neurotrasmettitori eccitatori (glutammato) ed inibitori (GABA, acido gamma-amino-butirrico).

Le cause della fatica muscolare

Nel linguaggio comune spesso si attribuisce all'acido lattico la causa della fatica muscolare. Quante volte abbiamo sentito frasi come "l'acido lattico si inizia a far sentire", i "muscoli pieni di acido lattico"... Questa ipotesi presuppone che l'iperacidosi del muscolo che si produce in un lavoro muscolare intenso sarebbe provocata dalla formazione di lattato. Per cui con la dissociazione del protone (H⁺) dal prodotto finale della glicolisi anaerobica, ovvero l'acido lattico (lattato = acido lattico meno H⁺),  si produrrebbe un aumento della concentrazione di protoni (diminuzione dei valori del pH : "acidificazione") nel plasma cellulare.

In realtà questa è una descrizione errata di ciò che avviene. La formazione di lattato può essere vista come un meccanismo che contribuisce all'eliminazione parziale di protoni: quando dal piruvato si produce lattato grazie all'enzima lattato deidrogenasi, viene addirittura accettato un H⁺ dall'ambiente. La formazione di lattato non ha dunque un'azione acidificante, ma al contrario è un meccanismo attraverso il quale le cellule muscolari che lavorano con grande intensità possono essere difese entro dall'iperacidificazione.

La fonte principale di protoni, che causa l'acidificazione dei muscoli e in ultima analisi la fatica muscolare, è proprio la scissione stessa dell'ATP. Quando una molecola di ATP si trasforma in ADP rilasciando energia, è necessaria una molecola di acqua (per questo si parla anche di idrolisi dell'ATP) e si produce anche un protone (H⁺). Il primo meccanismo per eliminare questo protone, è quello del creatinfosfato, che ripristina la molecola di ATP e toglie di mezzo il protone. Questo meccanismo dura solo alcuni secondi, poi il creatinfosfato si esaurisce, ed entra in gioco la formazione di lattato dal piruvato, che oltre a risintetizzare l'ATP, funziona anche come tampone dei protoni.

Il presupposto affinché funzioni il meccanismo tampone del lattato è che vi sia una sufficiente disponibilità di piruvato, dunque è necessario che venga messa in moto la glicolisi e questo può avvenire solo se vi è una sufficiente disponibilità di glucosio, ovvero di glicogeno muscolare.

Anche il processo della formazione per glicolisi di piruvato e lattato ha una capacità limitata, dunque come si difende la cellula quando l'eliminazione dei protoni attraverso la formazione di lattato viene sovrastata dalla loro produzione? Semplice: i protoni bloccano i punti d'azione del calcio, l'iniziatore dell'idrolisi dell'ATP, legandosi ai suoi siti negativi di legame. In questo modo si impedisce l'inizio dell'interazione generatrice di forza tra calcio-troponina ed ATP-miosina. In pratica, il sistema è auto-inibente. Questa è la causa metabolica di quello stato che viene definito fatica muscolare locale e che il soggetto percepisce come "gambe e braccia pesanti".

Abbiamo visto che per funzionare correttamente, il meccanismo del lattato ha bisogno di substrati energetici, ovvero del glicogeno muscolare. E infatti nei soggetti che seguono una dieta povera di carboidrati si verifica precocemente la fatica muscolare. Inoltre, aumentano i valori dell'urea e di conseguenza quelli di ammoniaca/ammonio nel sangue, e il volume respiratorio aumenta a parità di consumo di ossigeno perché l'ammonio diminuisce l'utilizzazione cellulare dell'ossigeno disponibile.

Concludendo, la fatica muscolare è causata dall'acidificazione del muscolo, e dalla deplezione di glicogeno muscolare.

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