Riassunto esame Fisiologia dello Sport

ESERCIZI SOVRAMASSIMALI

Il dibattito sulle funzioni del lattato è un dibattito di scuole di pensiero:

- Il lattato che si misura nel sangue non è un buon indicatore attendibile della

funzione muscolare (scuola scandinava)

- Il lattato è un substrato a disposizione e quindi quello noi usiamo (scuola

milanese o di Margaria)

Il nostro organismo è un sistema compartimentato con membrane, quindi il lattato nel

sangue può essere un buon riassunto del lavoro muscolare, e quindi l’inizio di una

trattazione sul lattato muscolare.

In buona norma, il lattato basale di un soggetto sedentario in condizioni di riposo ha

una concentrazione massimale di 1 mM/L, mentre in condizioni di esercizio massimale

può raggiungere anche una concentrazione di 19-20 mM/L; questa concentrazione può

essere indice della capacità lattacida, in quanto è trasformabile in equivalenti di

ossigeno.

Rivisitando la cinetica di un esercizio sovramassimale, ed in particolare la fase OFF,

notiamo:

a) Una linea tratteggiata parallela all’asse del tempo consumo di ossigeno a



riposo, cessazione degli effetti dell’esercizio

b) Una curva molto “rapida” ripagamento del debito alattacido (fosfocreatina, t



½ di 30 secondi circa)

c) Una linea tratteggiata ripagamento del debito lattacido (t ½ di 15-18 minuti)



d) Una linea continua aumento generale della temperatura provoca aumento



del metabolismo, non dovuto a contrazione

Perché lo smaltimento dell’acido lattico comporta un aumento di ossigeno? Perché

l’anione lattato (La-) ottenuto dalla scissione del lattato viene utilizzato per comporre

glicogeno in due vie:

1) Viene trasformato in acido glucidico che va poi alla gluconeogenesi (che

necessita di ossigeno)

2) Viene mandato ai mitocondri ed ossidato in anidride carbonica ed acqua

Vogliamo ora ricavare l’equivalente energetico, in termini di volumi di ossigeno, del

lattato accumulato:

Definiamo le unità di misura

VARIABIL ATP C La b

E

UNITA’ DI

MISURA

Normalizziamo il tutto dividendo per “C”

Otteniamo sempre la reazione in ambito muscolare, ma… Margaria ha notato che,

immediatamente dopo la fine dell’esercizio e quindi nella fase OFF, il picco di lattato

ematico non viene raggiunto subito, ma dopo circa 5 minuti, e quindi decade. Quindi

ha deciso di sostituire b con b’ (coefficiente di lattato ematico), e l ha moltiplicato per

la concentrazione di lattato ematico.

L’ultimo prodotto è definito come la velocità di accumulo del lattato. Il rapporto tra ATP

e coefficiente C viene trasformato in E (potenza metabolica), e quindi otteniamo:

Se normalizziamo tutto per il massimo consumo di ossigeno abbiamo:

Il primo rapporto, qualora sia compreso tra 0 e 3, definisce un intensità di lavoro

sovramassimale; le parti algebriche dopo l’unità non sono altro che il contributo

lattacido all’esercizio sovramassimale.

Y = a + dx

Elidendo il massimo consumo di ossigeno ottengo gli equivalenti di ossigeno dell’acido

lattico, quindi il suo contributo nell’esercizio.

L’importanza del numero 3, numero storico della scuola Di Pramperiana di Gemona

Per esempio, nel caso di un valore di lattato netto di 10 mM di un soggetto di 70 kg,

abbiamo:

(10 mM La + 1 mM La) x 70 kg x 3 = 2100 ml di ossigeno

ESERCIZIO

Un atleta ha i seguenti parametri:

a) Consumo di ossigeno = 4,2 L/min = 70 ml di ossigeno al secondo

b) Massa corporea = 75 kg

c) Esercizio ad esaurimento sovramassimale con corsa per 1 km e durata di 150 s

d) Picco di lattato ematico = 15 mM La, 14 mM se non consideriamo il lattato

basale

Calcoliamo la potenza metabolica totale

IONI IDROGENO E pH

L’organismo tende a mantenere il suo pH fisiologico, misurato per esempio nel sangue

a 7,4 (nelle urine è pari a 4,4 quindi la concentrazione di ioni idrogeno è mille volte

maggiore).

Nel plasma la concentrazione varia da 7,4 a 7,1 per cui la concentrazione dell’acido

può raddoppiare (log 2=0,3).

Davenport ha definito la relazione tra pressione parziale di anidride carbonica (40 mm

Hg e concentrazione di ione bicarbonato (24 mEq), quindi il pK uguale a 6,13; quindi

ha definito la relazione, con pressione parziale di anidride carbonica costante a 40 mm

Hg, tra concentrazione di ione bicarbonato e pH ed ha scoperto in pratica che

l’organismo dispone di diversi tamponi, orchestrati dal principio isoidrico che tende

a far mantenere il pH di 7,4:

- Acido carbonico

- Proteine (acidi deboli)

- Fosfati

Supponendo quindi di fare un esercizio massimale, che quindi comporti la produzione

di acido lattico che viene riversato nel plasma e quindi determina l’abbassamento del

pH, la pressione parziale dell’anidride carbonica rimane pressochè costante, ci

troveremo in sitazioni di acidosi

a) pH acidosici < 7,4

b) pH alcalosici > 7,4

siccome il tampone di ioni bicarbonato non basta a fermare l’acidosi ematica, bisogna

far variare un parametro respiratorio: la ventilazione alveolare. Attraverso questo

metodo si diminuisce la pressione parziale alveolare di anidride carbonica.

In condizioni di riposo o in condizioni ambientali di alta quota, l’organismo utilizza

l’iperventilazione per eliminare più anidride carbonica di quella prodotta (alcalosi

respiratoria), per cui per ristabilire il pH il mio organismo deve eliminare alcune

sostanze alcaline attraverso le urine.

SOGLIA ANAEROBICA

Fino al 70% del massimo consumo di ossigeno grosso modo possiamo assistere ad un

aumento del lattato fino ai 4 minuti di recupero seguito da uno stato stazionario;

salendo di intensità il lattato anche dopo il 4° minuto aumenta. Il 75% del massimo

consumo di ossigeno costituisce una frontiera tra atleti e non atleti.

Tutti dicono che le 4 mM di concentrazione di lattato nel sangue costituiscono la

cosidetta “soglia anaerobica”: il signor Mader ha notato che nella maggior parte delle

persone una volta raggiunto il valore di 4 mM di La aumentando l’intensità aumenta il

lattato “di botto”. Questa sua arbitrarietà di valore è stata dettata dalla statistica.

Un acidosi metabolica è correggibile attraverso un meccanismo di tipo respiratorio,

ossia aumentando la respirazione: se noi prendiamo l’intensità di lavoro e ci andiamo

a misurare la ventilazione polmonare, notiamo una relazione abbastanza lineare

(proporzionalità) ma non sempre con la stessa pendenza perché esiste un punto dal

quale questa relazione diventa più ripida in quanto c è la necessità di smaltire ulteriore

anidride carbonica prodotta nel sangue dal tamponamento del lattato quindi

necessitiamo di aumentare la ventilazione. Quindi bisogna trovare un valore (o un

range) di intensità che determina il cambiamento di pendenza delle curve della

ventilazione in relazione all’intensità, che sarà definito come “soglia ventilatoria” e si

può ritenere che coincida con la “soglia anaerobica”.

TEST DI CONCONI

Il test di Conconi è un test molto semplice e comodo che consente di individuare “a

occhio” la S.A. Il soggetto deve correre in pista ad intensità incrementali, quindi

vengono determinate la f.c. (frequenza cardiaca in bpm) e la v (velocità in km/h) e si

trova sempre il punto che determina il cambiamento di pendenza della linea. La f.c. è

un parametro importante che ci induce diverse considerazioni a fronte di un potere

economico decisamente accessibile, con una semplice misurazione di frequenza

cardiaca posso cogliere lo stato di allenamento ed il funzionamento dei grandi organi.

CONSIDERAZIONI “DI PRAMPERO-ANTONUTTESCHE”

1) Un aumento di concentrazione superiore a quello di riposo (1 mM) è

conseguenza di un aumentata produzione di lattato, se questo valore rimane

costante vuol dire che produzione ed eliminazione hanno una stessa identità

2) Il lattato non viene rimosso come tale, bensì viene eliminato per ossidazione,

trasformazione in piruvato e/o risintesi di glicogeno

3) Nel corso di esercizio prolungato, la risintesi di lattato a glicogeno è pressochè

minima

4) La rimozione del lattato quindi è interamente dovuta alla sua ossidazione a

livello cardiaco, renale, cerebrale, ma soprattutto a livello dei muscoli scheletrici

(ma le fibre muscolari non sono tutte uguali, esistono diversità tra le fibre nel

consumo di ossigeno, quindi un soggetto che produce lattato ad intensità basse

è un soggetto con sistema ossidativo carente)

5) In esercizi prolungati, la concentrazione di lattato nel sangue è proporzionale

alla quantità di lattato presente nell’organismo

Una situazione in cui, per unità di tempo, tanto lattato prodotto quanto è eliminato,

l’organismo è in uno stato interamente aerobico in cui quindi il consumo di ossigeno è

una misura quantitativa del dispendio energetico totale. Piuttosto di “soglia

anaerobica” è meglio parlare di “OBLA” (punto in cui inizia l’accumulo di

lattato).

ESERCIZIO SOVRAMASSIMALE

Come si può calcolare la potenza meccanica che il soggetto può esprimere dai suoi

arti inferiori pedalando sul cicloergometro, sapendo il picco di lattato, il consumo di

ossigeno allo stato stazionario e quello massimo?

Massa = 70 kg 6’ di esercizio = 4,5 L/min = 4 mL/kg x min

[La]s = 21 mM

∆ [La]s = 21-1 = 20 (siccome non è indicato, lo deriviamo dalle nostre conoscenze)

4 mL/kg x min = 0,28 L/min (abbiamo normalizzato il consumo di ossigeno a riposo)

= 4,5-0,28 = 4,22 L/min (consumo di ossigeno netto, togliendo dal massimo

quello a riposo)

20 mM x 70 kg x 3 = 4,2 L (contributo energetico nell’esercizio sovramassimale dato

dal metabolismo lattacido) (contributo del

 

metabolismo alattacido)

4,22 x 6 = 25,3 L di ossigeno (metabolismo aerobico)

25,3 (metabolismo aerobico) + 4,2 (metabolismo lattacido, La) + 2,8 (metabolismo

alattacido, PCr) = 32,32 L

32,32 L/6 min = 5,32 L/min

Intensità = = 1,27 127 % max



SUBSTRATI DELL’ESERCIZIO

I substrati, più che l’intensità, determinano la durata dei metabolismi energetici

dell’uomo. La capacità massima (tabella 4.4) determina le massime potenzialità dei

metabolismi:

FONTI ENERGETICHE CAPACITA’ MASSIMA (

)

FONTI ANAEROBICHE 0,85

ALATTACIDE 0,75

0,75

FONTI ANAEROBICHE 1,00

LATTACIDE

FONTI OSSIDATIVE (lipidi,

glucidi, proteine) 4000

8000

Normalmente, a riposo, l’utilizzo di aminoacidi come fonte energetica è pari al 4%, e

nel corso dell’e