Appunti fisiologia dell'esercizio

V O V i∗FI O V E∗FE O

= −

2 2 2

Vi = ventilazione inspirata

₂

FIO = frazione di ossigeno inspirata

₂

FEO = frazione di ossigeno espirata

₂

Per la CO basta calcolare quella in uscita

perché si considera che in entrata sia uguale

a zero.

́ ́

V O V E∗FEC O

=

2 2

Quoziente respiratorio (QR)

Ossidazione del glicogeno.

́

VCO₂=1

QR= VO₂

=>Il flusso di litri al minuto in uscita è uguale al flusso in entrata.

Ossidazione acidi grassi.

́

VCO₂=0.7

QR= VO₂

Il quoziente respiratorio dipende dal tipo di substrato che viene utilizzato. In realtà il nostro corpo utilizza una

miscela di glucidi e lipidi. In condizioni di riposo il massimo

consumo energetico 70% lipidi e 30%

glucidi. Aumentando lo sforzo

dell’esercizio di utilizzano sempre più

₂

glucidi. In situazioni limite (VO max)

raggiungiamo anche il 100% glucidi e

0% lipidi.

Al massimo consumo di ossigeno

abbiamo un QR = 1 (in realtà è un po’

di più) e invece a riposo abbiamo un

QR = 0.8 per i lipidi.

Le scorte di glicogeno sono critiche: come varia la

prestazione in seguito a:

a) Dieta iper-glucidica (70%)

b) Dieta ipo-glucidica (40%)

1. scorte limitate

2. ripristino scorte di glicogeno lento (12-24 ore)

3. scorte nel muscolo di 100-300 mg/kg

Oltre i 10 minuti di lavoro non posso andare avanti alla

₂

VO max perché il metabolismo non-ossidativo viene

maggiormente intaccato quando raggiungiamo la

₂

VO max. ₂

A 250watt viene raggiunta la VO max; nel tratto da 250-300 la concentrazione di lattato dovrebbe aumentare

ma in realtà aumenta molto prima come dimostra la curva. Questo ci dimostra come i metabolismi energetici

siano sovrapposti l’un l’altro; il metabolismo non ossidativo infatti inizia ad intervenire prima che quello

ossidativo abbia raggiunto la sua massima potenza.

Solitamente si associa il metabolismo non ossidativo al senso di fatica; infatti molto spesso si accusa la

₂

fatica anche prima del raggiungimento del VO max, perché il metabolismo non ossidativo è già all’opera.

Le fibre non ossidative sono reclutate prima che

siano reclutate tutte quelle ossidative, quindi il

metabolismo non ossidativo viene chiamato in causa prima che quello ossidativo abbia sviluppato la sua

massima potenza. Quanto prima è determinato dal QR.

₂

Osservando il grafico di VO max

consumato si nota come non rispecchi i di

₂

pari passo quello del VO ; infatti ad un

certo punto subisce un aumento di

pendenza improvviso che corrisponde

all’aumento di acido lattico. Il grafico non

è più lineare perché aumenta

₂

leggermente la CO proveniente da:

−¿ ¿

La

+¿+ ¿

HLa → H −¿ ¿

+¿+CO 3 ¿

C O H O ↔ H C O ↔ H

+

2 2 2 3

3-

CO = principale ione carbonato tampone nel sangue.

Se sta al si qua è aerobico e può andare avanti per ore, se sta al di la dura poco!

₂

La CO nell’organismo proviene da:

1. ciclo di Krebs

2. tamponamento

3. acido lattico Il metabolismo non ossidativo è intervenuto anche prima della

soglia anaerobica (che solitamente è posta a 4mM)

Nelle fibre muscolari il lattato prodotto dal metabolismo non

ossidativo passa dal muscolo al sangue; una parte di questo però viene consegnato alle fibre ossidative che

in questo modo utilizzano il lattato come fonte energetica risparmiando la glicolisi e quindi glicogeno. Quindi

il lattato accumulato nel sangue è il bilancio tra quello prodotto e quello riutilizzato. Il lattato si accumula

quando la produzione eccede l’assorbimento.

Con l’allenamento a parità di carico assoluto (velocità di corsa, di pedalata, di nuotata ecc) il QR di abbassa,

quindi la persona allenata utilizza di più i lipidi risparmiando i glucidi. L’allenamento associato

all’alimentazione aumenta le scorte di glicogeno e può mantenere l’esercizio fisico più a lungo.

Sperimentalmente si è visto che in media la

potenza sviluppata a lungo corrispondeva alle

4 mM che dal punto di vista della curva non è

soddisfacente. In realtà le 4 mM sono la

massima concentrazione che può essere

mantenuta costante.

₂

O DEFICIT. Quando la potenza meccanica aumenta

rapidamente il metabolismo ossidativo che è lento non

riesce a coprire subito il fabbisogno dell’organismo,

questa energia che deve essere fornita all’istante crea un

₂

debito di O che è indipendente dall’intensità

dell’esercizio. L’energia viene fornita dagli altri due

metabolismi. ₂

Pagamento del debito di O : viene smaltito l’acido lattico e

risparmiati la PCr e il glicogeno.

Uno

studio condotto su soggetti diversi ha dimostrato

che: ₂

A parità di consumo di O (2L/min per esempio)

l’area del Kayaker è più piccola quindi il soggetto

allenato ha chiesto meno prestito di energia ai

due metabolismi non ossidativi. Più energia

prendo in prestito tanto meno riesco a mantenere

l’intensità di esercizio.

Costante di tempo -> tanto più alto è il valore

tanto più lenta p la cinetica.

La variabile cinetica è molto più allenabile della

₂

variabile del VO max. determina la tolleranza

dell’esercizio ed è rilevante anche dal punto di

vista complessivo -> sopravvivenza

80watt-160wat il carico è costante poi quando l’esercizio aumenta il

₂

consumo di O diventa meno efficiente.

Lo stato stazionario (SS) è una semplificazione; c’è solo per carichi bassi mentre poi non viene raggiunto. Lo

stato stazionario è rilevante per la tolleranza dell’esercizio e lo si può vedere anche nella concentrazione di

₂

lattato che dopo un certo punto non si stabilizza ma continua ad aumentare. Il consumo di O non raggiunge

sempre uno stato stazionario; la potenza critica è infatti il livello sopra quale non ho più lo stato stazionario e

in questo modo posso notare anche la SAn trovando a quale intensità riesco a sostenere un determinato

esercizio. Quando perdo la capacità di raggiungere lo stato stazionario faccio fatica. La potenza critica è ad

₂

un punto inferiore alla VO max.

Potenza critica e SAn sono due facce della stessa medaglia.

₂

Il lattato aumenta prima che inizi il VO max perché anche prima intervengono le fibre non ossidative.

L’individuazione di quanto prima arriva è rilevante per capire l’allenamento.

₂

Nel grafico che mostra l’aumento di concentrazione di CO , questo deriva dal sangue, dal tamponamento di

₂

+

H e dal dissociamento dell’acido lattico (e non dal ciclo di Krebs). Per misurare la concentrazione di CO

nell’organismo non serve fare una biopsia, basta misurare l’aria alla bocca.

Intensità dell’esercizio che l’atleta riesce a sostenere a

lungo, e in base al suo accumulo di lattato si stima intorno

1 alle 4mM. Ha più valore funzionale rispetto all’aumento di

₂

CO .

Punto in cui sei misuriamo sistemi di scambio di gas

₂

noteremo già un aumento di CO .

2

Presumibilmente dalle 2mM cominciano ad intervenire anche le fibre non ossidative ma probabilmente non è

funzionalmente rilevante. Lo diventa invece sopra le 4mM.

Il lattato di per se è una molecola che viene utilizzata molto golosamente dai muscoli, infatti permette il

risparmio di glicogeno da parte di altre. Intorno circa alle 4mM non c’è più equilibrio tra

lattato prodotto e assorbito. Ci sono però soggetti

per i quali la capacità di mantenere la

concentrazione di lattato costante (A) è scarsa, e

altri per cui è più facile.

Il lattato a riposo è circa di 0.75-1mM. E’ stato effettuato uno studio su alcuni soggetti che non avevano la

capacità di effettuare la glicolisi (senza miofosforilasi -> il glicogeno non veniva spezzato) che finivano le

scorte energetiche subito e la

concentrazione di lattato accumulato

era pari a quella di riposo.

All’aumento dell’intensità non si

mantiene lo stato stazionario (SS) ma si

raggiungerà la potenza critica

mantenendo questa intensità ma

consumando sempre di più.