La respirazione

L'uomo respira continuamente, alternando inspirazioni ed espirazioni: il torace si gonfia per immettere nei polmoni aria ricca di ossigeno; poi si sgonfia per mandare fuori aria che contiene meno ossigeno e molta più anidride carbonica. Lo sforzo fisico fa aumentare sia la frequenza sia la profondità degli atti respiratori. Per un individuo a riposo sono sufficienti pochi atti respiratori, mentre un'atleta che corre a ritmo di gara deve, con molti atti respiratori, ventilare 60-80 litri di aria per minuto. L'aria inspirata arriva agli alveoli polmonari dove avviene lo scambio dei gas. Ciascun alveolo, infatti, è circondato da numerosi vasi sanguigni capillari, che hanno pareti che possono essere attraversate dall'ossigeno e dall'anidride carbonica. Provenendo attraverso la circolazione sanguigna da tutti tessuti nell'organismo, in cui è stata prodotta, l'anidride carbonica arriva ai polmoni e qui viene eliminata. L'ossigeno, viceversa, attraverso il capillari che circondano gli alveoli polmonari, entra nel sangue (si lega all'emoglobina) e, con la circolazione sanguigna viene portato a tutti gli organi e tessuti del corpo (dove viene assorbito grazie anche alla mioglobina).

Per anni si era pensato che il massimo consumo di ossigeno, e quindi la quantità di ATP aerobico, fosse limitato a livello della capacità di pompaggio del cuore o della capacità di trasporto dell'ossigeno da parte del sangue, oppure dipendesse dalla capillarizzazione nei muscoli, negli ultimi anni invece, l'interesse si è spostato sui fattori biochimici che limitano la capacità dei muscoli di utilizzare l'ossigeno. E' stato riscontrato che, il maggior consumo di ossigeno dopo un allenamento è collegabile ad una maggiore capacità di ossidare il piruvato e le unità bicarboniose, maggiore capacità dovuta a un aumento dell'attivita' degli enzimi mitocondriali preposti al ciclo di generazione degli elettroni e al loro trasporto lungo la catena respiratoria. Gli enzimi sono sostanze che hanno la proprietà di favorire il verificarsi di determinate reazioni chimiche: gli enzimi sono molto specifici, nel senso che ciascuno di essi interviene su una ben determinata reazione, o al massimo su una serie di reazioni molto simile tra loro. Gli enzimi che favoriscono le reazioni grazie alle quali si produce ATP aerobico si trovano nei mitocondri, strutture di forma cilindrico-ovale lunghe da uno a quattro millesimi di millimetro.

I mitocondri possono essere considerati la centrale energetica delle cellule, infatti permettono la trasformazione dell'energia chimica (insita nella configurazione molecolare dei prodotti di metabolizzazione degli alimenti) in energia di legame (legami fosforici altamente energetici, contenuti in alcune molecole particolari quali ATP, ADP, creatin-fosfato), che è l'unica utilizzabile dalle cellule. Con allenamento, aumenta nelle fibre muscolari la concentrazione dei mitocondri e degli enzimi; migliorando così la capacità di produzione di ATP aerobico per ogni minuto.