Il Muscolo

Il muscolo scheletrico: una corretta nutrizione ha come obiettivo la conservazione del muscolo scheletrico e non il suo utilizzo per generare energia metabolica.

 

Il muscolo scheletrico è correlato al movimento fisico, alla postura del corpo e ad azioni importanti come masticare, deglutire e respirare.

Oltre a queste funzioni, il muscolo scheletrico è coinvolto nella regolazione del cross-talk tra gli organi finalizzato alla omeostasi del metabolismo energetico e proteico.

Esistono due tipi principali di cellule muscolari scheletriche, che presentano diverse caratteristiche metaboliche e di contrazione.

Quelle lente (fibre tipo uno) richiedono un apporto costante di ossigeno per eseguire la fosforilazione ossidativa e produrre ATP per lunghi periodi di tempo.

Questo tipo di fibre viene utilizzato per il lavoro muscolare cronico.

Le fibre veloci (tipo due) ottengono la loro energia dalla glicolisi con diverso grado di dipendenza a seconda del sottotipo e vengono utilizzate durante gli sforzi anaerobici, quando l’ossigeno è scarso.

Producono elevate quantità di potenza di contrazione rapida che non possono essere mantenute per lunghi periodi di tempo.

Le cellule muscolari scheletriche possono utilizzare diverse fonti di energia come glucosio, corpi chetonici, acidi grassi o aminoacidi, a seconda della disponibilità del substrato e della intensità della contrazione.

Pertanto, nel muscolo a riposo, gli acidi grassi sono la principale fonte di energia, sebbene possano essere utilizzati anche glucosio ematico o corpi chetonici; durante l’esercizio il combustibile principale è il glucosio.

A differenza di altri tessuti il muscolo scheletrico presenta una importante riserva di glicogeno che rappresenta i tre quarti di tutto il glicogeno nell’organismo e viene convertito in glucosio 6-fosfato, per l’utilizzo esclusivo all’interno delle cellule muscolari.

Il glucosio ottenuto dalla degradazione del glicogeno muscolare è il combustibile preferito delle cellule muscolari all’inizio dell’esercizio.

Nel muscolo scheletrico che si contrae attivamente, il tasso di glicolisi supera di gran lunga quello del ciclo dell’acido citrico, e, gran parte del piruvato generato, viene ridotto a lattato; parte del piruvato ottenuto dalla glicolisi si trasforma in alanina per reazioni di transaminazione con aminoacidi ottenuti dal catabolismo proteico.

L’alanina viene rilasciata nel sangue, portata al fegato, dove l’azoto viene rimosso per la produzione di urea e il piruvato viene trasformato in glucosio o acidi grassi.

Il muscolo scheletrico contiene un’altra fonte di ATP, la fosfocreatina, che può rigenerare rapidamente dall' ADP mediante la reazione della creatinchinasi.

La fosfocreatina viene utilizzata durante intensa attività muscolare, principalmente dalle fibre di tipo due e ri-sintetizzata durante il recupero  dall’esercizio.

Per quanto riguarda la disponibilità del substrato energetico derivante dalla nutrizione, le cellule muscolari importano glucosio dal sangue, che servirà sia per ottenere energia metabolica, che per essere immagazzinato come glicogeno.

Nella fase post-assorbitiva, quando la glicemia diminuisce, il metabolismo muscolare passa dalla ossidazione dei carboidrati all’ ossidazione degli acidi grassi.

Se il digiuno è prolungato le cellule muscolari possono utilizzare i corpi chetonici prodotti dal fegato e le proteine muscolari.

I mitocondri del muscolo scheletrico sono organelli molto dinamici che possono subire un notevole rimodellamento in risposta a una varietà di stress fisiologici e patologici, per soddisfare le richieste di energia e contrazione.

Ad esempio, un aumento della biogenesi mitocondriale accompagna l’allenamento con esercizi di resistenza, mentre la diminuzione del contenuto mitocondriale e del metabolismo ossidativo è associata ad obesità, vita sedentaria, diabete e invecchiamento.

La sarcopenia, l’atrofia del muscolo scheletrico è un segno distintivo del processo di invecchiamento che è parzialmente attribuito ai cambiamenti nei mitocondri, ma coinvolge anche mediatori pro-infiammatori citosolici attraverso attivazione proteolitica e vie di segnalazione dell’apoptosi.

I cambiamenti mitocondriali associati all’età nel muscolo scheletrico mostrano molte somiglianze ma solo poche differenze rispetto al cuore.