Appunti e slide - Fisiologia sportiva e biomeccanica

A: B:

VO in funzione della velocità: sedentario e atleta

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Effetti dell’esercitazione sulla ventilazione minuto (VE) in soggetti allenati e non: in A è illustrato lo

stretto rapporto tra VE e VO , ed in B quello tra VE e VCO . Vicino ai valori massimi di VO , VE è

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sproporzionato, cosa che non accade rispetto a VCO 2

Frequenza cardiaca:

Gittata pulsatoria e gittata cardiaca:

Differenza artero-venosa di O (%):

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Grafici in relazione alla VO max: pressione arteriosa, gittata sistolica, gittata cardiaca, FC, differenza

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artero-venosa di O 2

Lezione 5

Controindicazioni al test ergometrico:

- assolute: febbre, aneurismi, ipertensione, problemi respiratori, edema polmonare

- relative: aneurisma ventricolare, epilessia, problemi cerebro-vascolari

Consumo di O : l’utilizzo di ossigeno è finalizzato alla produzione di energia necessaria alla prestazione

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fisica. Durante il test è importante riprodurre condizioni ottimali, sia d’ambiente che di gara, in modo da

ottenere risultati validi.

- fattori influenti:

- natura del lavoro: intensità, durata, ritmo, tecnica, posizione

- fattori somatici: sesso, età, salute, parametri antropometrici

- allenamento/adattamento

- ambiente: altitudine, pressioni dei gas, temperatura, rumore, inquinamento

Valutazione preliminare dell’atleta:

- sesso

- età

- peso (BMI)

- tipo di sport

- frequenza e carico d’allenamento

- patologie

- sintomi ricorrenti: svenimenti, palpitazioni, dolore al torace, etc..

- farmaci:

- nitrati: può significare un infarto in precedenza

- betabloccanti: limitano l’effetto della noradrenalina, limitando la FC

- ACE-inibitori: riducono la pressione arteriosa, possono provocare ipotensione

- calcio-antagonisti

- diuretici: abbassano la pressione

- antiaggreganti

- dicumarolici

Scelta dell’ergometro:

Predizione VO max mediante test cicloergometro:

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- maschi: Y= 10.51 (W) + 6.35 (Kg) – 10.4 (Yr) + 519.3 ml/min

- femmine: Y= 9.39 + 7.7 – 5.88 + 136.7

Massimo consumo di O : scelta del protocollo

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- protocolli a carico incrementale (triangolari): il test deve durare circa 10’

- triangolare continuo

- intermittente a carico crescente

- protocolli a carico costante (quadrati):

VO massima: massimo che si riesce a dare, estrapolato alla massima FC

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VO di picco: picco del consumo di ossigeno in quel giorno, che non coincide per forza col massimale, in

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quanto non è detto che si sia arrivati alla massima FC

VO max in funzione dell’età e del sesso:

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VO max ed età: normalizzazione per il peso. La normalizzazione per la massa corporea riduce la

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differenza tra i sessi dal 30 al 50%

VO max: atleti d’élite e sedentari

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Risposta metabolica nel sesso femminile:

- dopo la pubertà, la VO max è al 70/75% rispetto alla media maschile. Differenze meno evidenti nel

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periodo pre-puberale

- maggior % massa grassa

- ridotti livelli di emoglobina

- ridotto volume del cuore, con riduzione della gittata sistolica al carico massimo

- valori relativi di soglia anaerobica uguali tra i sessi (espressi in % della VO max)

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Risposta cardiovascolare nel sesso femminile:

- maggior risposta in frequenza, a parità di carico di lavoro submassimale

- FC max simile tra i sessi

- ridotta gittata sistolica per ridotto volume delle camere cardiache e della volemia

- minor concentrazione di emoglobina plasmatica

Risposta ventilatoria nel sesso femminile:

- le differenze della risposta ventilatoria sono dipendenti dalle differenze di taglia corporea

- maggior frequenza ventilatoria

- minor tidal volume

- minor volume ventilatorio dovuto a dimensioni ridotte del polmone

Lezione 6

VO e endurance aerobica:

2 - la VO max è stato per anni l’unico parametro discriminante la prestazione aerobica

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- correla con le prove di endurance solo in gruppi eterogenei di soggetti

- tra atleti omogenei, la correlazione VO max / prestazione diminuisce fortemente

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Atleti in possesso di una VO max minore, ma con una maggior frazione di utilizzo, potrebbero usufruire dello

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stesso VO durante la prestazione

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Fattori fisiologici della performance di lunga durata:

Endurance aerobica: un atleta con buona endurance aerobica ha la capacità di sostenere un’elevata

frazione del max consumo di ossigeno per un tempo prolungato. È necessario valutare questa qualità,

cercando di parametrizzarla

Fattori correlati all’endurance aerobica:

- efficienza del sistema cardiovascolare

- fibre tipo I

- quantità di glicogeno muscolare

- maggior utilizzo di grassi a scopo metabolico, a parità di carico lavorativo

- capacità di dissipare con efficienza il calore

- numero di mitocondri per fibra

- numero e densità dei capillari muscolari

Costo energetico: C = (mlO /Kg) / m  all’aumento dei Kg dovrebbe diminuire il costo, mentre in realtà

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aumenta. Questo perché all’aumentare dei Kg aumentano anche i ml O consumati. Il rapporto, all’aumento

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dei Kg, aumenta

- della marcia: (0.5 kcal/Kg) / Km

- fattori influenti: peso, velocitò, superficie, pendenza, zoppia

- della corsa: (1 kcal/Kg) / Km

FC soglia, in % della FC max:

Il ritmo cardiaco durante l’esercizio: l’attività fisica determina un’accelerazione dei battiti cardiaci.

- FC in relazione all’intensità:

- intensità molto bassa: < 35% FC

- intensità leggera: 60% FC

- intensità alta: 80% FC

- intensità molto alta: > 90% FC

Lezione 7

Controllo della FC: vie nervose

Rapporto tra FC e VO :

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FC come strumento di lavoro:

- FC riposo

- FC max:

- classica: 220 - età

- Tanaka: 208 - 0.7 età

- test ergometrico massimale

- frequenza di soglia

- frequenza target: in base all’obiettivo, una percentuale di lavoro

- frequenza di riserva (Karvonen): ((FCmax-FCrip) x %) + FCrip

Pressione arteriosa a riposo e durante l’esercizio:

- principio di Fick: VO = Q (Ca-Cv)O

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- Q: gittata cardiaca [l/min]

- VO : consumo di ossigeno [l/min]

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- CaO : concentrazione arteriosa di O [mlO /100ml sangue]

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- CvO : concentrazione sangue venoso misto [mlO /100ml sangue]

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- legge di Poiseuille: Pressione aortica media – Pressione venosa centrale = GC x Resistenze

periferiche - intensità dello sforzo e tipo di esercizio  GC

 vasodilatazione muscolare  resistenze periferiche

 controllo nervoso/ormonale  resistenze periferiche

Gettata cardiaca a riposo e in esercizio:

Sfigmogramma: pressione media

Misurazione della pressione arteriosa:

Pressione arteriosa a riposo, per età:

Pressione arteriosa in esercizio, per età:

Pressione arteriosa in funzione dell’intensità di esercizio:

Pressione arteriosa durante contrazione isometrica nel tempo:

Pressione arteriosa durante contrazione isometrica e MCV

Lezione 8

Gestione del calore nell’essere umano: ∆E = w + h (lavoro meccanico/metabolico + calore)

Dal punto di vista fisico non siamo delle macchine termiche. Il calore non possiamo utilizzarlo per lavorare,

se non per alzare la temperatura corporea.

Generalità sulla termoregolazione: in condizioni normali la temperatura interna è di 36.7°C, con

oscillazioni circadiane di circa 0.8 °C. Le eccezioni sono febbre, situazioni climatiche estreme, lunga

permanenza in acqua calda o fredda, esercizio intenso e prolungato.

Resistiamo meglio al freddo che al caldo, infatti già verso i 44° possiamo incorrere in lesioni cerebrali. Il

limite minimo per la sopravvivenza, invece, è di circa -24/-27.

Con temperature fuori dal range normale perdiamo la capacità di regolare la temperatura. Il principale

termoregolatore è l’ipotalamo, composto da un tessuto molto sensibile agli sbalzi di temperatura

Modello nucleo-guscio: la nostra temperatura è circa 37° nel centro del corpo, perdendo temperatura

andando verso la periferia.

Distribuzione del calore sulla superficie corporea:

- testa: 8%

- arti superiori: 18%

- arti inferiori: 36%

- tronco: 38%

Condizioni ideali:

- temperatura rettale: 36.5-37.2 °C

- temperatura cutanea: 32-38 °C

- flusso ematico muscolare: ridottissimo

- flusso ematico cutaneo: medio

- sudorazione: 25/35 ml/ora

- frequenza cardiaca: 65-75 b/min

- ventilazione polmonare: 7-10 l/min

- consumo di ossigeno: 220-270 ml/min

- gittata cardiaca: 5-7 l/min

- bilancio termico: ad equilibrio

Termoregolazione: regolazione al caldo

L’aumento di temperatura viene percepito dai termocettori, i quali attivano risposte volontarie e involontarie.

- risposta volontaria (corteccia cerebrale): levo i vestiti, uso un ventaglio, etc..

- risposta involontaria (termostato ipotalamico): l’attivazione del sistema simpatico provoca

vasodilatazione cutanea, decremento del metabolismo basale, senso di spossatezza, stanchezza e

sudorazione

Termoregolazione: regolazione al freddo

La diminuzione di temperatura attiva i termocettori, i quali provocano risposte volontarie e involontarie

- risposta volontaria (corteccia cerebrale): vestirsi, rannicchiarsi, muoversi, mangiare, etc..

- risposta involontaria (termostato ipotalamico): brividi, attivazione meccanismi ormonali per la

produzione di calore. Il sistema simpatico aumenta il metabolismo basale e provoca vasocostrizione

- brivido: determina aumento del metabolismo basale, fino a 2/3 volte il valore normale.

Coinvolge quasi tutti i muscoli scheletrici del corpo, iniziando dalla mascella e diffondendosi

agli altri. Sono contrazioni a 10/20 Hz, involontarie, ripetute e sincrone dei muscoli.

Termoregolazione: periferia

Il tessuto adiposo è un ottimo isolante termico. La termoregolazione è effettuata principalmente dai vasi

sanguigni, essendo il sangue il principale trasportatore di calore. L’ipotalamo gestisce cosa deve succedere

con questo calore. I vasi capillari periferici, vicini alla cute, agiscono specificatamente per la dispersione o il

recupero del calore attraverso le ghiandole sudoripare.

Bilancio termico:

- guadagno di calore: BMR, attività muscolare, ormoni, effetto termico del cibo, cambiamenti

posturali

- perdita di calore: radiazione, conduzione, convezione, evaporazione

Bilancio termico II:

- conduzione: trasferimento di calore da una materia all’altra, mediante contatto diretto tra le due

- calore generato dai tessuti profondo  tessuti superficiali  strato cutaneo + vestiti

- convezione: trasferimento di calore da una materia all’altra, mediante il movimento di un gas o di

un liquido sulle loro superfici