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ATP: LA MOLECOLA DELLA VITA

ATP: LA MOLECOLA DELLA VITA

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Tutti i viventi hanno bisogno di energia e materie prime per costruire le loro cellule e mantenere la loro complessa organizzazione interna. Alcuni organismi utilizzano la luce del Sole per produrre biomolecole a partire dalle quali ricavano l’energia di cui hanno bisogno per svolgere le proprie funzioni vitali; altri organismi ricavano energia direttamente dall’ambiente in cui vivono mediante sostanze dette “nutrienti” che li riforniscono di energia e di materie prime per la costruzione delle proprie strutture biologiche.

Ma come fanno gli esseri viventi ad accumulare, cedere, scambiare ed utilizzare energia? Tutte le cellule sono in grado di sintetizzare una molecola organica detta ATP, che rappresenta la principale forma di energia chimica necessaria alla loro vita. Da un punto di vista chimico è un nucleotide trifosfato costituito da un nucleotide, l’adenina, da uno zucchero, il ribosio, e da tre gruppi fosfato indicati con alfa, beta e gamma. Nella cellula, l’energia ottenuta dai processi di demolizione (catabolici o esoergonici) è temporaneamente immagazzinata nell’ATP e successivamente utilizzata per i processi di sintesi (anabolici o endoergonici) che invece richiedono energia.

I gruppi fosfato infatti sono molto reattivi, nel senso che la loro idrolisi o il loro trasferimento ad un’altra molecola avviene con liberazione di energia. Quando le cellule hanno bisogno di energia, i gruppi fosfato vengono staccati dalla molecola di ATP, prima formando l’adenosina difosfato (ADP), poi adenosina monofosfato (Ag0vfMP) e infine semplicemente adenosina che viene ulteriormente idrolizzata dalla cellula.

Nel corpo umano sono stipati circa 80-100g totali di ATP; essendo un acido la sua concentrazione deve essere limitata per non abbassare troppo il ph cellulare. La quantità totale di ATP nell’organismo è sufficiente per sostenere un lavoro massimale della durata di pochi secondi. Una volta esaurite le scorte di ATP, questa molecola deve essere risintetizzata attraverso il metabolismo anaerobico (Creatinfosfato e anaerobico lattacido) e metabolismo aerobico (combustione glucosio, acidi grassi e proteine con ossigeno).

L’ATP è il principale metabolita umano per il ruolo energetico intracellulare e ed è assolutamente essenziale anche come regolatore di molteplici funzioni fisiologiche a livello extracellulare.

Uno dei meccanismi molecolari in cui l’ATP viene utilizzata come fonte di energia, è la contrazione muscolare che rappresenta il risultato di una serie di eventi che avvengono all’interno della cellula e che coinvolgono una struttura metamerica detta sarcomero, l’unità morfofunzionale e contrattile del muscolo striato scheletrico e cardiaco. Sebbene l’ingestione orale di ATP comporti la sua rapida degradazione rimuovendo i legami fosforici ad alta energia e pregiudicando così la sua valenza energetica vari studi indicano che comunque la somministrazione orale sia ancora in grado di produrre miglioramenti della forza e della performance atletica. Questo dipende da funzioni extracellulari dell’ATP che nulla hanno a che vedere con la produzione di energia come, ad esempio, l’aumento della vasodilatazione, la facilitazione della contrazione muscolare e la diminuita percezione del dolore.

Questi effetti si verificano grazie all’interazione dell’ATP con i recettori per l’adenosina a livello della membrana cellulare che innesca una serie di reazioni a cascata che producono gli effetti ergogenici menzionati precedentemente.

In ogni caso livelli adeguati di ATP sono indispensabili per la salute, per lo sforzo fisico e anche per il funzionamento degli organi, infatti la riduzione della quantità ematica di ATP influisce negativamente sulla pressione arteriosa e la salute vascolare.

Il nostro metabolismo produce naturalmente e costantemente ATP, ma ci sono alcuni fattori come l’età, l’esercizio fisico e altri fattori di stress, che possono esaurire velocemente i suoi livelli o rallentarne la sintesi.

Una varietà di studi clinici e pre-clinici effettuati anche su umani, mostrano come l’ATP extracellulare ed il suo principale prodotto di degradazione, l’adenosina, attivino specifici recettori per l’ATP e per l’adenosina sulle cellule che rivestono le pareti dei vasi sanguigni. Questa interazione determina un miglioramento del tono dei vasi, favorendo la vasodilatazione, tramite la stimolazione della produzione di NO, ed il flusso di sangue al cuore e ad organi periferici (in particolare fegato e muscoli scheletrici), promuovendo il trasporto di glucosio, sostanze nutritive ed ossigeno ai muscoli di lavoro e la rimozione dei residui catabolici, come acido lattico e ammoniaca.

L’ATP migliorerebbe anche il flusso di sangue nel cervello, posticipando la fatica mentale, e mantenendo la lucidità e la percezione della fatica durante l’esercizio fisico. Questi effetti dovrebbero avere un impatto sulla endurance muscolare e infatti in uno studio condotto da Rathmacher et all dove sono stati somministrati 400 mg di ATP al giorno per 2 settimane si è avuto un significativo miglioramento soprattutto negli ultimi set di esercizi ad alta intensità.

In uno studio, roditori che hanno ricevuto 5 mg di un integratore orale di ATP per chilogrammo di peso corporeo, hanno mostrato un aumento dell’assorbimento e della produzione di questa molecola.

Si è ipotizzato quindi che tali vantaggi valessero anche per gli uomini e sono stati effettuati una serie di studi successivi.

In particolare, in uno studio condotto da Jordan et all, effettuato su esseri umani, sono stati confrontati gli effetti ottenuti in un gruppo che assumeva per via orale una dose maggiore di ATP (225 mg) e da un gruppo che ne assumeva una dose minore (150 mg). Il risultato non ha evidenziato differenze né nel livello di ATP ematico, né nella forza o nella durata durante le distensioni su panca, né immediatamente dopo l’assunzione e nemmeno dopo 14 giorni di trattamento.

L’integratore non ha modificato la potenza massima, la potenza media durante una sessione di allenamento anaerobico. Tuttavia, a differenza del gruppo placebo, dopo 14 giorni chi aveva assunto ATP ha sperimentato un significativo aumento nel numero di ripetizioni eseguite nella distensione su panca durante il primo set e un aumento del 22% del volume dell’allenamento.

Un altro studio condotto da Wilson et all ha dimostrato che 12 settimane di integrazione con 400 mg al giorno di ATP durante un allenamento coi pesi hanno prodotto un aumento della forza così come delle misure muscolari di tutto il corpo. Nello stesso studio è stato osservato che i soggetti portati volontariamente al superallenamento presentavano un minor catabolismo muscolare.

Il meccanismo tramite il quale l’ATP extracellulare può favorire la contrazione muscolare sembra legato alla sua capacità di stimolare l’ingresso del calcio all’interno della cellula muscolare e noi sappiamo che il calcio facilita l’interazione tra le proteine muscolari actina e miosina innescando la contrazione muscolare. Inoltre stimolando l’ingresso del calcio nella cellula muscolare viene stimolato anche l’ingresso del glucosio che può così supplire alle richieste energetiche del muscolo.

Questa facilitazione avviene anche a livello epatico dove l’aumentato livello di calcio favorisce la glicogenolisi mettendo così più glucosio in circolo a disposizione per l’utilizzo da parte del muscolo.

Per concludere alcuni studi hanno dimostrato la capacità di diminuire il dolore in soggetti con dolore acuto post-chirurgico o affetti da dolore neuropatico cronico e questa capacità di aumentare la soglia del dolore ovviamente può essere utile durante l’esecuzione di allenamenti particolarmente duri.

Gli studi indicano che il dosaggio efficace dovrebbe essere tra i 300 e i 400 mg al giorno. Probabilmente sarebbe da preferire una assunzione via orale sublinguale per un assorbimento più rapido.

Accademia del Fitness-Wellness-Antiaging / aprile 2016

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