La cellula. Scritto da Gabriele Grassadonia.

Difficilmente un campione sportivo, un atleta è anche un esperto di fisiologia umana, di citologia. Eppure, al project inVictus, crediamo fortemente che conoscere sia sempre meglio che non conoscere. In questo articolo studieremo le nozioni di base che riguardano la cellula. Scopriremo che apprenderle ci aprirà anche gli occhi su alcuni spunti pratici, perché la conoscenza è il mezzo per diventare padroni dei concetti, smettendo d’essere schivai delle mode.

La fisiologia Cellulare studia i meccanismi associati al funzionamento delle cellule e le loro interazioni con l’ambiente. La cellula rappresenta l’unità fondamentale, strutturale e funzionale, degli organismi viventi. E’ un organismo completo formato da varie parti che costituiscono un insieme organizzato e coordinato e pertanto gioca per gli organismi viventi lo stesso ruolo dell’atomo per la materia.                                                                                                                                   Osservando una cellula animale possiamo identificare gli elementi costitutivi principali che accomunano tutte le cellule: la membrana plasmatica, ilcitoplasma, il nucleo e una serie di formazioni (mitocondri, il reticolo endoplasmatico e lisosomi).

Il nucleo contiene il codice genetico di ognuno di noi. I geni, sono assemblati all’ interno dei cromosomi, che a loro volta detengono tutte le informazioni necessarie, per la riproduzione cellulare.
– Allenamenti a basse ripetizioni stimolano il nucleo a produrre maggior quantità di m-RNA, essenziale per la  sintesi proteica. In quest’ottica l’allenamento della forza riveste un ruolo chiave nello sviluppo di una maggior ipertrofia muscolare.
I mitocondri costituiscono la centrale energetica, attraverso la respirazione cellulare. Essi  recuperano l‘energia contenuta negli alimenti (attraverso il ciclo di Krebs e la catena respiratoria), e mediante fosforilazione, la trasformano nel legame fosforico ad alta energia dell’ATP.
– Allenamenti in cui la concentrazione d’acido lattico rimane tra le 3-6mmol risulta ottimale per la stimolazione mitocondriale. Nel pratico quindi ne allenamenti troppo blandi (corsa lunga e lenta), ne troppo intensi (scatti) sono ottimali per la proliferazione mitocondriale. Una via di mezzo che comprenda un’attività costante massimale protratta intorno ai 15-20′ risulta essere la soluzione migliore.
Il reticolo endoplasmatico (la centrale di fabbricazione) è costituito da una serie di tubuli situati all’ interno del citoplasma e può essere liscio o rugoso. L’aspetto rugoso è legato alla presenza dei ribosomi, deputati alla fabbricazione di proteine, utilizzando delle matrici (RNA messaggero) prodotte dal nucleo e gli aminoacidi liberi, presenti nel citoplasma.
– Allenamenti lattacidi su medio-alte ripetizioni hanno un’influenza sulla sintesi proteica proprio grazie ad una maggior stimolazione ribosomale. In quest’ottica le tecniche ad alta intensità del bodybuilding, in cui la deplezione energetica e dei fosfati è esasperata, risultano essere un ottimo stimolo ipertrofico. 
Il complesso del Golgi (sede di imballaggio), dove al suo interno si ritrovano enzimi che sono responsabili del legame degli zuccheri con le proteine per la formazione delle glicoproteine.
I lisosomi (la centrale di degradazione) sono fabbricati dall’apparato del Golgi, essi contengono parecchi enzimi, capaci di degradare le proteine, i carboidrati, il DNA e RNA. Posti all’ interno della cellula, possono essere considerati come un sistema digestivo, che ha la funzione di distruggere gli elementi cellulari usurati e i batteri. I prodotti risultanti sono sia escreti all’esterno, che assorbiti nella cellula stessa.                                                                                                                                                        La membrana (la stazione che stabilisce il transito delle sostanze), che costituisce l’involucro più esterno, dove si trova la pompa sodio-potassio. La membrana delimita il liquido in intracellulare da quello extracellulare, preservando determinate caratteristiche (vedi sotto).
– L’allenamento ha un duplice effetto sulla membrana cellulare. Se correttamente dosato e calibrato aumenta i recettori Glut-4 sulla sua superficie, migliorando la sensibilità insulinica. Se invece lo stimolo è eccessivo e troppo ripetuto nel tempo, la cellula inverte questa tendenza sviluppa una insulino resistenza (spesso momentanea) per preservare il glucosio ematico.  

Per determinare la comparsa di un comportamento, ogni cellula nervosa, genera in successione quattro tipi diversi di segnale: un segnale d’ingresso, un segnale integrativo; un segnale di conduzione e un segnale d’uscita.

I neuroni mantengono una differenza di potenziale di circa 65 mV, ai capi della loro membrana esterna, questo potenziale è detto potenziale di membrana di riposo. Esso dipende da uno squilibrio nella distribuzione degli ioni sodio(Na), potassio(K), e cloro(Cl), nonché dalla permeabilità selettiva della membrana verso il K. Questi due fattori agiscono in modo tale da rendere negativa la superficie interna della membrana della cellula rispetto a quella esterna. Poiché il potenziale esterno della membrana viene assunto come potenziale zero, si definisce il potenziale di membrana di riposo a – 65 mV.
Questa distribuzione di ioni viene mantenuta dalla pompa sodio-potassio.

La pompa sodio-potassio, detta anche pompa Na+/K+  ATP dipendente (Na+/K+ ATPasi), è un enzima che si trova come detto nella membrana cellulare. Questo tipo di pompa ionica è il più chiaro esempio di trasporto attivo primario di sostanze attraverso la membrana plasmatica.
La pompa serve principalmente a livello fisiologico per controllare il volume cellulare, conferire alle cellule nervose e muscolari la proprietà di eccitabilità, ed è correlata al trasporto attivo di glucidi ed amminoacidi.

In generale, la pompa del sodio e del potassio pompa 3 ioni Na+ fuori dalla cellula e 2 ioni K+ all’ interno e mantiene i gradienti di concentrazione di Na+ e K+ a cavallo della membrana. Usa 1 ATP per ogni ciclo: 100 cicli/sec. Usa ¼ dell’energia per la maggior parte delle cellule, ¾ per i neuroni.

Il fenomeno dell’osmosi che immediatamente si verificherebbe in conseguenza dell’asimmetria della distribuzione delle cariche. Il lavoro di pompa è indispensabile non solo per il mantenimento del potenziale di membrana, ma per la stessa conservazione del volume della cellula. Se infatti la pompa viene bloccata con veleni metabolici o bassi livelli di O2 la cellula si rigonfia a causa della diversa tonicità dentro e fuori perché l’acqua viene richiamata al suo interno fino alla rottura della membrana. La pompa è pertanto responsabile del mantenimento dell’ equilibrio osmotico cellulare.

Concludendo possiamo affermare che il potenziale di membrana è mantenuto costante per opera della pompa del sodio e del potassio che muove gli ioni contro gradiente ristabilendo continuamente i gradienti ionici. Per fare questo, la pompa utilizza continuamente energia. La costanza dei gradienti ionici, assicura che il potenziale di membrana mantenga un valore costante per l’ intera durata della vita della cellula. La pompa del sodio e del potassio fornisce un continuo, costante apporto di energia. Di conseguenza ogni cellula, e in particolare la cellula nervosa, in condizioni di riposo non si trova in uno stato di equilibrio, ma piuttosto in uno “stato stazionario” (Steady State), ovvero in uno stato di costante dis-equilibrio, mantenuto a spese di energia metabolica, che è fornita dalla molecola di ATP.
Per questo motivo il nostro dispendio calorico è influenzato principalmente (60-70%) dal metabolismo basale. Perché per quanta attività sportiva facciamo (a meno di non correre 4-5h), quest’ultima consuma comunque una parte minoritaria delle energie giornaliere (20-30%), rispetto a quelle che riserviamo costantemente 24h/24h, per portare avanti i processi interni.

L’articolo: La cellula è di Gabriele GrassadoniaLaureando in Scienze delle Attività Motorie e Sportive Università San Raffaele
Studente nel Corso di Formazione “Metodologie Anti-Aging e Anti-Stress” Università la Sapienza
Personal Trainer NSCA, ISSA, FIPE e ELAV.

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