Come abbiamo detto il sangue è il veicolo di trasporto di ossigeno e risorse energetiche ai muscoli. Esso serve anche ad allontanare dai muscoli i prodotti di scarto: anidride carbonica in primo luogo, ma pure acido lattico (se lo sforzo è intenso).
Un fattore importante perchè limitante per l'esercizio fisico è la glicemia, cioè il contenuto di glucosio nel sangue. Il 75% del glucosio ematico proviene dalla glicogenolisi, disintegrazione intracellulare del glicogeno epatico. Il 25% viene dalla neuglucogenesi, produzione di glucogeno da parte del fegato a partire da lattato, piruvato, proteine e grassi (ciclo di Cori).
In condizioni normali la glicemia ha un valore di circa 1 gr/litro.
Un uomo ha circa 400 gr di glucosio, di cui 110 nel fegato,
e 200-300 nella muscolatura scheletrica (questa quantita` aumenta
nell'individuo allenato fino a 600 gr). Nel plasma e nel liquido extracellulare
ci sono circa 20 gr di glucosio, di cui 2.5 gr nel plasma e 17.5 nel
liquido extracellulare [FIXME: questo non sembra in accordo coi valori
sotto riportati].
Il fabbisogno giornaliero di glucosio e` di 150 gr o piu` per il cervello,
40 gr, per ematie, leucociti, retina e pelle, 34 gr per la ghiandola
renale. Per la muscolatura ci vogliono 36 gr come minimo, ma fino a venti
volte tanto in seguito ad attivita` fisica.
Il glucosio viene impiegato per
L'insulina prodotta dal pancreas mantiene l'omeostasi del glucosio nel
sangue, e facilita il trasporto di glucosio, aminoacidi, ed altri
metaboliti attraverso la membrana cellulare.
E` efficace soprattutto per il trasporto di glucosio ai muscoli
scheletrici e al tessuto adiposo.
Un eccesso di glucosio nelle cellule grasse stimola l'imagazzinamento di
lipidi.
Il glucosio contenuto nel sengue non serve tanto alla contrazione muscolare
quanto a mantenere la glicemia necessaria al funzionamento del
sistema nervoso centrale.
Infatti solo il 15% va ai muscoli (regolato dalla insulina), mentre il 25%
va al cervello (non dipendente dalla insulina), e il 60% va al fegato
dove viene immagazzinato.
Per trasformare il glicogeno in glucosio occorre attivare la fosforilasi.
Questo avviene tramite l'adrenalina e il glucagone.
Entrambi aumentano la formazione di adelinato ciclico che attiva la
fosforilasi.
La ghiandola surrenale libera l'adrenalina, la cui azione e` molto
pronunciata nelle cellule del fegato e dei muscoli, contribuendo
a preparare all'azione fisica.
Il glucagone e` secreto dalle cellule alfa del pancreas quando la
concentrazione ematica del glucosio e` molto bassa.
Ha l'effetto di travasare il glucosio epatico nel sangue.
I suoi effetti sul metabolismo del glucosio sono la glicogenolisi
(disintegrazione del glicogeno) e l'aumento della gluconeogenesi.
La glicemia tende a diminuire con l'esercizio fisico.
Questo stimola la secrezione di glucagone, che serve per mobilizzare
il glucosio epatico.
Quando la glicemia è inferiore a 0.60 gr/litro (ipoglicemia)
si ha sensazione di fatica e spossatezza (con sintomi di
vertigini e disturbi visivi).
In uno sforfo intenso (75% della potenza massimale) e breve (30 minuti)
può diminuire fino a 0.70 gr/litro per ritornare a valori normali
in circa un'ora. Se lo sforzo si prolunga per un'ora la glicemia
può scendere fino a 0.65 gr/litro.
L'ipoglicemia viene attenuata ingerendo glucosio in dosi di 50 gr. all'inizio dell'attività e ad intervalli di circa un'ora. La soluzione suggerita dai testi di medicina sportiva è l'assunzione di acqua zuccherata in piccole dosi a brevi periodi (20 min). Purtroppo questo risulta un poco difficile in grotta. Ci si deve quindi accontentare di bere spesso una sorsata d'acqua, e mangiare piccole dosi di alimenti iperglicemici durante la progressione, per poi concedersi una tazza di bevanda calda (the o altro) ogni tre/quattro ore durante le soste.
Quando il processo di produzione di energia aerobico non è
sufficiente, cioè durante sforzi intensi, interviene il processo
anaerobico, che produce acido lattico.
Come abbiamo detto questo viene rimosso attraverso il sangue.
La latticidemia, cioè l'aumento dell'acido lattico nel sangue,
compare solo per sforzi sopra il 60% della potenza massimale (in
soggetti non allenati).
La capacita` di rimuovere il lattato dai muscoli e` molto importante
perché essa può ritardare l'insorgere della fatica,
mantenendo basso il pH muscolare.
L'allenamento alza la soglia di latticidemia (fino al 85-90%
della potenza massimale).
Durante l'esercizio il muscolo consuma lipidi, soprattutto acidi grassi
non esterficati (NEFA).
Questi sono trasportati dalle riserve ai muscoli dal sangue.
Il loro tasso ematico è 0.1 gr/litro (un decimo di quello del glucosio),
ma producono tre volte più energia del glucosio
(consumando ovviamente più ossigeno), ed hanno un tempo di turn-over
40 volte inferiore (circa 3 min.).
Sodio, cloro e potassio sono persi con la sudorazione;
potassio, ferro e rame nelle urine.
La perdita di sali nel sudore e` concentrata soprattutto all'inizio della
attivita`. In genere si perde circa 1% dei sali minerali.
La perdita d'acqua che avviene tramite sudorazione è superiore
alla perdita di ioni (sali) e porta ad un aumento della concentrazione
degli ioni plasmatici.
Il potassio esce dalla cellula durante la glicogenolisi e passa nel sangue
con il glucosio. Rientra nelle cellule quando si ricostruisce la
riserva di glicogeno.
Si ha dunque una iperkaliemia durante lo sforzo, seguita da una
ipokaliemia dovuta a mobilitazione del potassio tessurale, perdita
urinaria, passagio di potassio dal sangue ai muscoli.
La perdita di potassio ammonta a 5-10 mgr/ora durante sforzi prolungati
[FIXME: non certo di questo]
La concentrazione di fosforo aumenta durante l'esercizio fisico.
L'assunzione di sali e` consigliabile solo per attivita` con sudorazione
prolungata (come spesso capita in speleologia).
Si consiglia 0.5 gr di NaCl ogni 400 ml d'acqua.
L'apporto di ferro e` indicato solo per individui con grosse masse
muscolari.