per gli sportivi e gli atleti.
IL QUOZIENTE RESPIRATORIO
LA RISERVA ALCALINA
Si è detto più volte che la "respirazione" (ovvero il processo metabolico che consente di cedere energia al lavoro del corpo) in presenza di ossigeno è di tipo "aerobio", e nell'atleta aumenta in pratica in modo corrispondente all' aumento dello sforzo muscolare. Quindi, aumentando lo sforzo aumenta in proporzione anche il consumo di energie. Questo tipo di respirazione non è in grado di aumentare più di tanto se lo sforzo aumenta oltre misura, e richede un grande sviluppo di energia.
Ad un certo punto dello sforzo questo tipo di "respirazione" (descritta
ampiamente nelle pagine dedicate alla biochimica) viene affiancata da un'altra,
che è chiamata "lattacida" perchè produce acido
lattico. Essa è molto meno efficiente delal prima, e per giunta
l'acido lattico tende ad acidificare il sangue, e va rimosso.
Questo secondo metodo di consumare energia entra in azione naturalmente
in modo automatico, e (man mano aumenta ancora lo sforzo) ha un incremento
non lineare, ma con una curva più ripida. Si arriva ad un certo
punto in cui la respirazione lattacida può essere impiegata a produrre
il doppio dell'energia della respirazione di primo tipo.
All'aumento del lavoro muscolare corrisponde un aumento della ventilazione polmonare: l'atleta tende a una repirazione più "affannosa", a respirare più intensamente per fare arrivare più ossigeno ai polmoni e a "portar via" più anidride carbonica.
In un'altra pagina si spiega come a livello dei muscoli l'ossigeno si combina con il carbonio e forma anidride carbonica. Questa anidride carbonica dai tessuti muscolari passa nel sangue e da qui ai polmoni e da questi nell'aria espirata (=buttata fuori). L'aria che viene inspirata (=mandata dentro) è più ricca di ossigeno, questo passa nei polmoni a contatto con il sangue, qui un composto (l'emoglobina) lo "aggancia" e lo trasporta ai tessuti. A livello dei tessuti l'ossigeno viene "sganciato" dall'emoglobina, e quindi i tessuti possono usarlo eer combinarlo con il carbonio e generare anidride carbonica. E il ciclo riprende trasportando col sangue l'anidride carbonica a livello dei polmoni, dove passa nell'aria espirata e l'aria inspirata passa nel sangue nuovo ossigeno.
In estrema sintesi, si ha consumo di ossigeno e emissione di anidride carbonica. Il rapporto tra l'anidride carbonica (indice di consumo di ossigeno) e di ossigeno (che va ai tessuti) è detto quoziente respiratorio, ed è dunque espresso dalla formula:
...........CO2
QR = --------
............O2
dove QR è il quoziente respiratorio, O2 è l'ossigeno (una molecola di ossigeno è costituita da due atomi di ossigeno) e CO2 è l'anidride carbonica (composta da due atomi di ossigeno che si sono combinati con uno di carbonio).
IL QR varia al variare dell'acido lattico.
Durante il lavoro intenso l'anidride carbonica aumenta, perchè aumenta
la sua produzione a causa del consumo di energia, e l' ossigeno tende a
diminuire, perchè
la ventilazione non ce la fa a star dietro alle richieste di ossigeno.
All'inizio della pausa di riposo il QR ha un valore superiore all'unità,
andando avanti le cose tendono a ristabilirsi e il QR (dopo 5') scende
sotto l'unità. Anche l'acido lattico dopo 5' si abbassa molto, perchè
viene ossidato e il cropo tende a recuperarlo. A questo punto però
si verifica un fenomeno curioso: il QR tende a risalire, perchè
l'anidride carbonica tende a legarsi con le basi che prima erano legate
all'acido lattico. cercherò di spiegarmi meglio: l'acido lattico
tende ad essere "legato" per essere neutralizzato in modo che
non vada a acidificare il sangue. Quando questo viene riassorbito, i "legami"
si liberano, e viene sostituito a livello dei muscoli da anidride carbonica.
Legare l'anidride carbonica significa trasformarla in carbonati. Questi
carbonati costituiscono dunque la "riserva alcalina", in quanto
sono in grado di neutralizzare un acido presente nel corpo.
nota tecnica
Il meccanismo della riserva alcalina merita e del potere tampone
un po' di approfondimento, o meglio merita un'esposizione in modo un po'
più corretta per chi vuole approfondirlo.
La riserva alcalina è data -come dicevo sopra- da carbonati,
o meglio da "bicarbonati", ovvero carbonati acidi.
I valori normali sono da 21 a 30 milliequivalenti per litro.
PCO2
---------- K = (H+)
--HCO3
Notate che il bicarbonato (HCO3) è formato da una molecola
di anidride carbonica CO2 più una di acqua H2O meno uno ione H+
che ha una funzione acida.
La misura dell'acidità è in effetti basata sulla presenza
di ioni H (idrogeno). L'acidità di una soluzione viene misurata
in gradi pH, che sono in relazione proprio con la concentrazione (con scala
logaritmica) degli ioni H. La definizione precisa sarebbe:
il pH è il logaritmo inverso della concentrazione di ioni H (ioni di idrogeno).
Quindi, un PH molto basso (es. 1, 2.... ) indica una forte presenza di ioni H, e quindi una forte acidità. Se il pH sale, si hanno soluzioni meno acide ( e quindi con meno ioni H) , fin che si arriva a pH7, dove si ha una soluzione neutra. Salendo ancora si ha una soluzione alcalina ( o "basica", che è lo stesso) che sale in alcalinità fino a pH 14.
Cosa significa tutto questo?
Che la formazione di una molecola di bicarbonato (1 molecola di anidride
carbonica, una di acqua più il resto di uno ione di idrogeno H) ha
comportato la liberazione di uno ione H.
Quando l'acidità è troppa, si ricorre a "smontare "
questo bicarbonato, formando di nuovo acqua e anidride carbonica. La formazione
di una molecola di anidride carbonica e una di acqua "si mangia"
allora uno ione H (per ricostituire l'H2O,
ovvero l'acqua con due molecole di H) e quindi elimina una certa dose
acidità.
L'acqua resta acqua e l'anidride carbonica viene eliminata con l'aria che
esce dai polmoni. Il sistema ha abbassato l'acidità "portando
via" ioni H.
In conclusione, la liberazione di
un acido (acido lattico od altro) non provoca subito l'acidificazione del
sangue e dei tessuti, perchè interviene prima un sistema "tampone",
che sfrutta
1-la riserva alcalina e poi
2-la ventilazione polmonare per eliminare anidride carbonica quando questa
viene espulsa dalla riserva alcalina.
Le basi della riserva alcalina (grazie all'espulsione dell'anidride carbonica)
possono legarsi all'acido intervenuto e neutralizzarlo.
3-Vi è anche un ruolo del rene, che può trattenere o eliminare
con le urine gruppi acidi o meno.