Fisiopatologia dello sport

Regolazione della ventilazione da parte della [H ]

Un aumento della concentrazione di protoni, non dipendente dall’anidride carbonica gassosa, porta ad

un’acidificazione del sangue (chiamata acidosi metabolica). In questo caso, i protoni diffondono lentamente

attraverso la barriera ematoencefalica, per cui vengono stimolati sono i chemiocettori periferici (e non i

chemiocettori centrali) con conseguente aumento della ventilazione.

Ventilazione durante l’esercizio fisico

 maggiore è lo sforzo o la durata dell’esercizio, maggiore è la ventilazione polmonare.

Anche in questo caso, i centri respiratori ricevono informazioni riguardo le variazioni chimiche del sangue e del

liquor, così come ricevono informazioni dalla corteccia e riguardo le variazioni di temperatura.

Partendo da una condizione di riposo, con l’inizio di un’attività fisica si verifica un rapido aumento della ventilazione

(quasi istantaneo), seguito da un continuo aumento più graduale fino ad un livello che bilancia la aumentata richiesta

di ossigeno. Al termine, con l’interruzione della attività fisica, si verifica una rapida riduzione della ventilazione, la

quale rimane comunque leggermente più accelerata del normale per qualche tempo.

- il primo, rapido, aumento della ventilazione si verifica come risposta alle informazioni mandate dalla corteccia

motoria

- la seconda fase di aumento graduale, invece, è dovuto ad aumento della

temperatura e ad una variazione dell’ambiente chimico del sangue (in

particolare, carenza P o aumento di P )

O2 CO2

- la fase di recupero, infine, prevede una rapida riduzione della ventilazione

dovuta all’interruzione dell’attività fisica e della richiesta di ossigeno da parte

dei muscoli; tuttavia, la ventilazione non ritorno nell’immediato alla sua

normalità perché il pH del sangue, la pressione parziale di anidride carbonica e

la temperatura sono parametri che ritorno ai loro valori basali con del tempo.

A seconda dell’intensità dell’esercizio fisico, la ventilazione cambia:

o per esercizi moderati, la ventilazione al minuto aumenta in modo graduale e, così, è in grado di compensare

l’aumentata richiesta di ossigeno grazie al fatto che mantiene costante la pressione parziale di ossigeno, la

pressione parziale di anidride carbonica e la concentrazione degli ioni idrogeno.

o per esercizi intensi, la ventilazione al minuto aumenta più

rapidamente in modo tale da poter garantire una pressione

parziale di ossigeno costante. Così, però, si verifica una

diminuzione della pressione parziale di anidride carbonica e un

aumento della concentrazione di ioni idrogeno.



Questa differenza è dovuta all’acidosi metabolica. in presenza di

acidosi respiratoria, l’equilibrio tra anidride carbonica e protoni e

automatica; in presenza di acidosi metallica, invece, viene prodotto

acido lattico, il quale porta ad un rapido aumento della ventilazione per

l’eliminazione dei protoni. Tuttavia, questa aumento della ventilazione

provoca allo stesso tempo un aumento della produzione di anidride

carbonica, la quale deve essere eliminata con un’ulteriore aumento

della ventilazione. Fisiologia dell’esercizio fisico e dello sport

La FISIOLOGIA DELL’ESERCIZIO FISICO studia le modificazioni dei sistemi e delle funzioni dell’organismo in risposta ad



un esercizio fisico acuto risposta acuta.

La FISIOLOGIA DELLO SPORT applica i concetti della fisiologia dell’esercizio fisico all’allenamento dell’atleta e allo

sviluppo della prestazione sportiva → adattamento cronico.

Fattori da tenere in considerazione durante il monitoraggio (fisiologia dell’esercizio fisico):

 le variazioni circadiane dei parametri fisiologici (per quanto possibile, il test va effettuato alla stessa ora del

giorno, in modo da escludere la contaminazione della variazione circadiana)

 i fattori ambientali: la maggior parte delle variabili fisiologiche sono influenzate dalle condizioni ambientali

 il ciclo mestruale nei soggetti femminili

Il ciclo mestruale di 28 giorni spesso comporta variazioni significative di peso corporeo, volume totale dei fluidi

corporei, temperatura corporea, tasso metabolico, frequenza cardiaca, volume di scarica sistolica e umore.

(per quanto possibile, il test va effettuato durante la stessa fase del ciclo mestruale).

Principi dell’allenamento da tenere in considerazione durante il monitoraggio (fisiologia dello sport):

 il principio di soggettività: non tutti i soggetti sono nati con la medesima capacità di adattamento



all’allenamento fisico. Un programma di allenamento deve tenere conto delle necessità e delle capacità

specifiche delle persone alle quali è rivolto.

 il principio di specificità: gli adattamenti indotti dall’allenamento sono assolutamente specifici al tipo di attività,

al volume e all’intensità di lavoro svolto (es. un allenamento contro resistenza sviluppa forza nei muscoli; un



allenamento aerobico sviluppa la capacità aerobica di cuore e polmoni) Il programma di allenamento deve

sollecitare i sistemi fisiologici che determinano, nella disciplina sportiva prescelta, il raggiungimento della

prestazione ottimale.

 il principio di reversibilità: quando si interrompe l’allenamento si perde qualsiasi miglioramento ottenuto con



l’allenamento e la condizione fisica diminuisce tanto da soddisfare le esigenze della sola vita quotidiana Un

programma di allenamento deve prevedere un programma di mantenimento.

 il principio del sovraccarico progressivo: per sviluppare forza, i muscoli devono essere sovraccaricati (ovvero,

esposti a carichi superiori al normale). Man mano che i muscoli diventano più forti, si rende necessaria una



resistenza da vincere proporzionalmente più elevata Il carico di allenamento deve essere aumentato

progressivamente: nell’allenamento di forza deve esserci un incremento progressivo del carico sollevato;

nell’allenamento aerobico deve esserci un incremento progressivo di intensità e durata.

 il principio del facile/difficile: sessioni di allenamento intenso stressano l’organismo e per raggiungere

l’adattamento ottimale servono 1-2 giorni di recupero. Dopo una giornata di allenamento intenso (difficile) si



deve prescrivere una giornata di allenamento facile La giornata facile diventa una fase di recupero attivo e

prepara l’organismo per la successiva giornata di allenamento impegnativo.

 il principio della periodizzazione: avvicendarsi graduale di specificità, intensità e volume di allenamento,



finalizzato al massimo rendimento al momento della competizione Con la periodizzazione, volume e intensità

dell’allenamento vengono variati nell’arco di un macro-ciclo (un anno solare di allenamento). Ogni macro-ciclo è

composto da più mesocicli stabiliti in base alle date delle gare principali. Ciascun mesociclo è suddiviso in

periodo di preparazione, di competizione, di transizione.

Risposte acute del sistema cardiovascolare durante l’esercizio fisico

Durante lo svolgimento di un esercizio fisico, le modificazioni cardiovascolari hanno l’obiettivo di permettere al

sistema di soddisfare le accresciute richieste dell’organismo e di assolvere alle proprie funzioni con la massima

efficienza.

Durante l’esercizio fisico:

- aumenta la richiesta di ossigeno da parte dei muscoli in attività

- aumenta la richiesta di nutrienti

- aumenta la produzione di scorie metaboliche

- aumenta la temperatura (per esercizi prolungati o svolti in ambiente caldo)

- aumenta la concentrazione di ioni idrogeno nei muscoli e nel sangue, abbassandone in pH.

frequenza cardiaca

Normalmente, poco prima dell’inizio di un esercizio fisico, la frequenza cardiaca aumenta rispetto al valore di riposo

 essa rappresenta una sorta di risposta anticipatoria indotta dall’attivazione del sistema nervoso simpatico, il quale

aumenta la produzione adrenalina e noradrenalina con conseguente aumento della frequenza cardiaca rispetto al

valore di basale.

Questo meccanismo rappresenta un vantaggio per il soggetto perché quando si

trova effettivamente ad avere un’aumentata richiesta da parte dei muscoli, questa

è già stata in parte compensata.

Con l’inizio effettivo dello svolgimento dell’esercizio fisico, la frequenza cardiaca

aumenta ulteriormente in proporzione diretta con l’aumento di intensità

dell’esercizio fino a che il soggetto non sia prossimo all’esaurimento. A quel punto

la frequenza cardiaca si stabilizza vicino al valore di massima frequenza cardiaca

(HRmax).

La massima frequenza cardiaca può essere stimata con due formule:

 formula di Karvonen: HRmas = 220 - età[anni]

 formula di Tanaka: HRmax = 208 - (0.7 x età[anni])

Mantenendo un’intensità di lavoro costante a livello submassimale (70% della sua

potenza), inoltre, la frequenza cardiaca aumenta abbastanza rapidamente e poi si



livella raggiungendo un valore di plateau: la frequenza cardiaca di steady-state La

frequenza cardiaca di steady-state rappresenta la frequenza ottimale per soddisfare

le esigenze circolatorie a quella determinata intensità di lavoro.

volume sistolico: ovvero, la quantità di sangue espulsa dal ventricolo per ogni battito.

Il volume sistolico dipende da quattro fattori: (1) volume di sangue venoso che torna al cuore, (2) distensibilità

ventricolare, (3) contrattilità ventricolare e (4) pressione dell’aorta o dell’arteria polmonare.

 Questi quattro fattori controllano direttamente le modificazioni del volume di scarica sistolica in risposta

all’aumento di intensità dell’esercizio fisico. In particolare, il volume di sangue venoso che torna al cuore e la

distensibilità ventricolare influenzano il riempimento ventricolare; mentre, la contrattilità ventricolare e la pressione

dell’aorta o dell’arteria polmonare influenzano lo svuotamento ventricolare.

Durante l’esercizio, la gittata cardiaca (= frequenza cardiaca x volume sistolico) aumenta in proporzione diretta con

l’aumento di intensità dell’esercizio fino a un valore massimo compreso tra 20 e 40 L/min.

Il valore assoluto di gettata cardiaca massina varia con le dimensioni corporee del soggetto ed il livello di

allenamento del soggetto per la resistenza.

pressione del sangue

La pressione sistolica e diastolica sono influenzate diversamente dall’esercizio fisico.

La pressione sistolica aumenta in diretta proporzione con l’incremento dell’intensità di esercizio: infatti, la pressione

sistolica determina la quantità di parte fluida che lascia i capillari e penetra nei tessuti portando rifornimenti