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La scomposizione del glucosio nelle cellule è divisa in due fasi, la prima delle quali è chiamata glicolisi. Uno dei prodotti di questa fase è una molecola chiamata piruvato, che, in condizioni normali, verrebbe ossidata nel ciclo dell'acido citrico. Tuttavia, quando l'ossigeno è scarsamente disponibile, le cellule usano il piruvato per fare la fermentazione lattica. Questo processo è necessario per continuare la glicolisi, ma presenta anche degli svantaggi.
Ragioni fisiologiche
Durante brevi periodi di attività intensa, come la corsa, i muscoli scheletrici esauriscono l'ossigeno per continuare a fare respirazione aerobica. La glicolisi riduce il NAD + a NADH e se i muscoli non ossidano il NADH a NAD +, esauriranno il NAD + per la glicolisi e non saranno più in grado di scomporre il glucosio per produrre energia. Per recuperare le scorte di NAD +, riducono il piruvato in acido lattico ossidando l'NADH in NAD + nel processo.
Inefficienza
La glicolisi seguita dalla fermentazione lattica estrae solo una frazione dell'energia immagazzinata nella molecola di glucosio, producendo solo quattro ATP per molecola di glucosio, rispetto agli oltre 30 prodotti dalla respirazione aerobica. Le cellule che dipendono dalla fermentazione lattica devono consumare molto più glucosio per ottenere la stessa quantità di energia delle cellule che eseguono la respirazione aerobica. La fermentazione utilizza anche l'energia immagazzinata riducendo il NADH per ridurre il piruvato, che non è utile per la cellula.
Acido lattico
L'acido lattico generato dalla fermentazione può essere riciclato nel fegato, ma richiede tempo. Durante la corsa, l'acido lattico si accumula e raggiunge concentrazioni molto elevate nel fluido extracellulare. Questo accumulo genera la sensazione di bruciore che si avverte nelle intense attività muscolari. Questo interrompe la ripartizione del glucosio, rendendo più difficile continuare lo sforzo. Anche gli atleti ben allenati possono fare sforzi solo per un tempo limitato prima di dover rallentare o riposare.
Glicogeno
Man mano che i muscoli bruciano glucosio, hanno bisogno di utilizzare più delle loro riserve di glicogeno, un polimero di molecole di glucosio utilizzate dalle cellule per immagazzinarlo. Poiché il processo di fermentazione lattica è inefficiente, le cellule consumano rapidamente glucosio, riducendo le scorte. Insieme all'accumulo di acido lattico, questi effetti mostrano che il tuo corpo ha una capacità molto limitata di compiere sforzi intensi e rapidi, molto più di alcuni altri animali, come gli uccelli.