Fisiologia dello sport - Appunti

La meccanica della corsa è rappresentata, in modo semplificato, da un pallone che

rimbalza al suolo: nel punto in cui il pallone tocca il suolo (quando il soggetto ha il piede a

terra) energia potenziale e cinetica sono nulle mentre si accumula l'energia elastica,

mentre nella fase successiva abbiamo la resa dell'energia elastica ed il corrispettivo

aumento di energia potenziale e cinetica. L'energia potenziale, quindi, non viene mai

trasformata in energia cinetica e viceversa, a differenza della marcia. Il recupero

dell'energia elastica comunque consente un notevole risparmio di energia metabolica,

particolarmente evidente analizzando il rendimento della corsa.

2) un atleta al massimo consumo di ossigeno di 75 ml di ossigeno pro kilo al

minuto, con un costo energetico di 3,5 J per kg per metro, calcolare la

massima velocità aerobica, trascurando la resistenza dell'aria;

[fatto]

3) differenze principali tra uomini e donne nel crawl, nuoto;

La differenza principale nel costo energetico del nuoto stile crawl tra uomini e donne è

dovuta alle diverse caratteristiche idrodinamiche tra i sessi. Secondo la legge di

Archimede, un corpo immerso in acqua riceve una spinta verso l'alto a livello dei polmoni

(pieni d'aria) mentre i piedi (più pesanti) affondano: questo fatto genera una coppia che, in

assenza di altre forze, tende a far assumere al corpo una stazione verticale. Infatti, una

parte considerevole dell'energia spesa nel nuoto è destinata a far mantenere la stazione

orizzontale, più idrodinamica in quanto nel nuoto conta maggiormente la superficie frontale

piuttosto che la massa.

La morfologia del corpo maschile e femminile differisce, tra le altre cose, anche per una

diversa ripartizione del grasso sottocutaneo (più leggero dell'acqua) e delle masse

muscolari (più pesanti dell'acqua) a livello di glutei, fianchi e cosce: le donne hanno una

quantità di grasso sottocutaneo maggiore in queste zone e una quantità di massa

muscolare inferiore, quindi sono più propense al galleggiamento nella zona inferiore. Il

mantenimento della posizione orizzontale richiede un minor impiego di energia, con

riduzione del costo energetico (stimato del 20% inferiore nelle femmine).

ARGOMENTI DELL'ESAME (P. E. Di Prampero)

4) basi concettuali della calorimetria indiretta;

Questo metodo, utile per il calcolo del dispendio energetico, viene chiamato “indiretto”

perchè ci permette di analizzare queste variabili senza una misura diretta di calore e

lavoro. Considerando un uomo in condizioni di riposo oppure di esercizio allo stato

stazionario, l'energia metabolica deriva interamente dai processi di combustione di glucidi

e lipidi, trascurando subito i protidi perchè poco rilevanti.

Il quoziente respiratorio è il rapporto tra produzione di anidride carbonica (VCO2) e

consumo di ossigeno (O2): nel caso dell'ossidazione dei glucidi il rapporto è pari a 1

mentre nel caso dell'ossidazione di lipidi è pari a 0,707, per cui per valori intermedi di

quoziente respiratorio il substrato è rappresentato da una miscela di glucidi e lipidi.

Conoscendo il QR possiamo conoscere la frazione glucidica e lipidica della miscela di

substrati, quindi l'energia derivante da queste frazioni e l'energia totale (somma delle

energie derivanti dalla frazione glucidica e lipidica).

5) metodo di misura della massima potenza alattacida (test di Margaria);

Un metodo di misura della massima potenza alattacida è rappresentato dal test di

Margaria (1971), che necessita solamente di una scalinata e di un cronometro (oppure di

un sistema a fotocellule). Questo test, mediante misura diretta del tempo di prestazione e

quindi della velocità verticale conoscendo l'altezza ed il numero degli scalini (in genere 6

gradini con almeno altrettanti prima per la rincorsa), ci permette di ricavare la potenza

anaerobica alattacida del soggetto. Vv x M x g m kg J W

potenza kg 9,81=

(W / )= = =

M s kg kg x s kg

La potenza meccanica espressa dal soggetto sarà pari al prodotto della velocità verticale e

della massa del soggetto.

Nel caso della corsa, approssimando il rendimento (rapporto tra potenza meccanica ed

energia metabolica) a 0,25 possiamo conoscere l'energia metabolica a partire dalla

potenza espressa dal soggetto, e quindi la potenza anaerobica alattacida.

6) il concetto di soglia anaerobica;

La soglia anaerobica è quella zona particolare tra i metabolismi aerobico ed anaerobico,

che corrisponde all'inizio dell'accumulo di lattato: da questa intensità il soggetto non riesce

a sostenere l'esercizio esclusivamente con l'ossidazione dei substrati (glucidi e lipidi).

La soglia anaerobica può essere riferita a diversi parametri fisiologici, quali il consumo di

ossigeno (VO2, %VO2max), la concentrazione di lattato ([La], mM/L) oppure

indirettamente mediante la frequenza cardiaca (FC, %FC max).

Mader, su base statistica, aveva definito la soglia anaerobica a 4 mM/L, ma in altri studi

sono stati riscontrati valori anche molto superiori (ad esempio, 8 mM/L): in una condizione

in cui per unità di tempo tanto è il lattato prodotto quanto viene rimosso, il sistema si trova

in uno stato completamente aerobico. Un accoppiamento opportuno di fibre ipo- ed iper-

aerobiche permette di avere un sistema completamente aerobico: il lattato prodotto dalle

ARGOMENTI DELL'ESAME (P. E. Di Prampero)

fibre iper-aerobiche viene smaltito dalle fibre ipo-aerobiche.

Il concetto di “soglia anaerobica” è stato sostituito dai concetti di MLSS (maximal lactate

steady state) e di OBLA (punto di inizio dell'accumulo di acido lattico): la determinazione di

questi parametri è lunga e difficile, in quanto il soggetto deve compiere una serie di

esercizi ad intensità costante (che differiscono tra di loro per intensità), fino a che non si

stabilisce l'intensità alla quale la concentrazione di acido lattico è costante.

Il concetto di “soglia anaerobica” non può essere definito tale in quanto questa zona non

rappresenta un brusco passaggio dalla condizione aerobica a quella anaerobica; essa è

comunque un buon indice di resistenza del soggetto, un indice associato ai parametri

meccanici (quali potenza, forza, velocità) molto utile nella programmazione

dell'allenamento.

7) gli effetti dell'altitudine sulle massime prestazioni del ciclismo in piano;

Il costo energetico del ciclismo è determinato dal costo energetico per contrastare le

resistenze aerodinamiche e dal costo energetico per contrastare quelle non

aerodinamiche. La resistenza non aerodinamica è rappresentata principalmente dall'attrito

volvente, indipendente dalla velocità e proporzionale alla massa totale; la resistenza

aerodinamica è proporzionale al coefficiente di drag, alla superficie frontale ed alla densità

dell'aria.

In altitudine la resistenza aerodinamica è inferiore, soprattutto grazie alla riduzione

drastica della pressione barometrica dell'aria: a 5450 metri la pressione è 380 mm Hg,

esattamente dimezzata rispetto alla pressione al livello del mare: quindi in teoria, per

mantenere la stessa velocità un soggetto dovrebbe spendere meno energia. Tuttavia, in

altitudine diminuisce anche la massima potenza aerobica (VO2 max) proprio a causa della

diminuzione di pressione.

L'ideale sarebbe trovare un compromesso tra gli effetti benefici dell'altitudine sulla

resistenza aerodinamica e gli effetti negativi del calo di potenza aerobica: secondo Di

Prampero l'optimum è rappresentato dall'altezza di 3,8 km sopra il livello del mare.