Riassunto esame Fisiologia Generale, prof. Veicsteinas, libro consigliato Fisiologia Applicata allo Sport, McArdle - cap. 17

GITTATA CARDIACA

Si può definire come il volume di sangue che il cuore pompa in 1 minuto. È data dal prodotto dellla

→ volume di sangue espulso dal Vsx ad ogni sistole) per la

GP (gittata pulsatoria FC.

GC = GP * FC

GITTATA CARDIACA A RIPOSO

Varia a seconda della situazione emotiva, che dà origine a influssi nervosi discendenti dalla

corteccia sui centri vasomotori. In media è di 5 L/min e naturalmente la GC del Vsx è uguale al Vdx.

Soggetti non allenati

GC = GP (71,4 mL ogni battito) * FC (70 b/min) = 5 L/min

Nelle donne la gittata pulsatoria è di 50-60 mL perché sono di media di taglia inferiore.

Atleti di resistenza

Hanno un cuore di maggiori dimensioni; presentano un tono vagale (parasimpatico che rilascia

acetilcolina) che causa bradicardia. Allo stesso tempo, l'attività del sistema nervoso simpatico

adrenergico risulta diminuita (questo fa aumentare la FC). Questo spiega perchè troviamo atleti di

resistenza con FC più bassa a riposo. Infatti, a riposo, la GC è di 5 L*min ma è ottenuta con una FC

pari a 50 b*min e una GP maggiore pari a 100 mL.

L'allenamento provoca due adattamenti che abbassano la FC a riposo:

– aumento del tono parasimpatico (vagale) con riduzione del simpatico;

– aumento del volume e della compliance del Vsx in diastole e maggior capacità contrattile in

sistole.

GITTATA CARDIACA NEL LAVORO MUSCOLARE

Il flusso di sangue aumenta in base alle richieste energetiche dei tessuti. Questo processo si realizza

attraverso due meccanismi:

– regolazione del flusso, che dirige il sangue nei muscoli che lavorano

– aumento della gittata cardiaca

soggetto sedentario → FC (195 b*min) * GP (113 mL) = GC (22000 mL*min) 22 L

atleta di fondo → FC (195 b*min) * GP (179 mL) = GC (35 000 mL*min) 35 L

Nell'atleta abbiamo una gittata pulsatoria più potente a parità di FC durante esercizio.

Gittata pulsatoria: svuotamento sistolico contro riempimento diastolico

3 meccanismi influenzano l'aumenta della GC durante esercizio:

– maggiore è la distensione del miocardio in diastole, maggiore è la forza di contrazione

sviluppata dal miocardio stesso in sistole.

– Influenza dei fattori neuro-ormonali; la forza di contrazione del ventricolo può variare in

relazione all'innervazione e situazione ormonale.

– Adattamenti dell'allenamento; provocano un'espansione del volume sanguigno e riducono le

resistenze al flusso dei tessuti periferici.

Fattori che aumentano il riempimento diastolico ventricolare

Un aumento del riempimento diastolico (precarico) si verifica quando aumenta il ritorno venoso o

diminuisce la FC. Ciò provoca un aumento del volume diastolico che causa uno stiramento delle

fibre miocardiche, il che provoca una maggior forza di contrazione.

Legge di starling: la forza di contrazione del muscolo cardiaco è proporzionale alla lunghezza

iniziale delle sue fibre.

Il precarico sarebbe in grado di allungare le fibre muscolari del ventricolo durante la diastole e

quindi a contribuire una gittata pulsatoria di maggiore intensità.

Nel nuoto si ha un aumento del riempimento diastolico dato che la posizione orizzontale favorisce il

ritorno venoso.

Fattori che aumentano lo svuotamento sistolico

Nella maggior parte degli esercizi effettuati in posizione eretta, il riempimento diastolico è inferiore

rispetto alla posizione supina.

Un aumento dello svuotamento sistolico si può verificare sia in presenza che in assenza di un

maggior riempimento diastolico in quanto, a fine sistole, il ventricolo contiene un considerevole

volume di sangue (volume funzionale residuo). Questo è pari a 50-70 mL, cioè circa il 40% del

volume presente alla fine della diastole. Perciò se la situazione lo richiede, le catecolamine

aumentano la forza di contrazione cardiaca e quindi favoriscono lo svuotamento ventricolare anche

in presenza di un aumento del post-carico.

Adattamenti cardiovascolari

Con il termine di adattamento cardiovascolare si descrive l'aggiustamento graduale di alcune

risposte cardiovascolari, principalmente per quanto riguarda la riduzione della gittata pulsatoria con

una concomitante aumento della FC.

Durante un esercizio si ha un aumento della temperatura che causa un dirottamento del sangue dalla

parte centrale a quella periferica; di conseguenza si ha una riduzione del riempimento ventricolare

(precarico) e perciò una riduzione della gittata pulsatoria. Questa viene compensata da un aumento

della FC al fine di mantenere la gittata cardiaca adeguata alle esigenze energetiche.

DISTRIBUZIONE DELLA GITTATA CARDIACA

Flusso sanguigno a riposo

1/5 della gittata cardiaca è diretto ai muscoli mentre la maggior parte ai visceri addominali, fegato,

cervello, reni, milza.

Flusso sanguigno durante esercizio

La maggior parte della gittata cardiaca, che può superare i 25 L*min, è diretta ai muscoli. Nel

muscolo in attività ricevono un maggior flusso di sangue le zone che sono metabolicamente più

attive, quindi quelle a maggior capacità aerobica rispetto a quelle a maggior capacità glicolitica.

Per quanto riguarda reni e organi viscerali, che normalmente sfruttano il 10-25% dell'O2 che

ricevono, in condizioni di flusso ridotto il fabbisogno di O2 può essere coperto ricorrendo a una

maggiore desaturazione in O2 del sangue arterioso.

Per alcuni organi, come cervello e cuore, non si può verificare una riduzione del flusso di sangue.

Perciò l'aumento del consumo energetico può essere soddisfatto solo attraverso un aumento del

flusso di sangue dato che, per esempio il miocardio, sfrutta già il 75% dell'O2 che gli giunge nelle

coronarie.

GITTATA CARDIACA E TRASPORTO DELL'OSSIGENO

Riposo

Con una concentrazione normale di emoglobina di 15g*100 mL di sangue (ogni g di Hb traporta

19,7 mL di O2 ogni dL di sangue) il sangue arterioso trasporta circa 200 mL per ogni litro di sangue.

Con una gittata cardiaca di 5 L*min, circa 1000 mL di O2 vengono portati ai tessuti (5 L di sangue

* 200 mL di O2). Poiché il consumo di O2 a riposo è di 250 mL*min rimangono 750 mL che

ritornano al cuore con il sangue venoso. Questo valore è una forma di riserva funzionale per bruschi

aumenti di fabbisogno energetico.

Durante esercizio fisico

Esempio:

un giovane con FC=200 b/min e una GP=80 mL (0,08 L) può raggiungere una GP di 16 L/min

(200*0,08). anche durante un esercizio massimale, la saturazione percentuale dell'Hb rimane

pressoché completa, tale da consentire che ogni litro di sangue possa trasportare circa 200 mL di O2

(20 mL*10dl = 200 mL/L sangue). Perciò al minuto il sangue arterioso trasporta 3200 mL*min

(16L*200mL O2/L). Anche se i tessuti utilizzassero tutto questo O2, il massimo consumo di O2

teorico sarebbe di 3200 mL/min. Questo non si verifica dato che nel sangue venoso troviamo una

certa quantità di ossigeno, il che riflette l'incapacità dei muscoli a realizzare una completa

estrazione dell'O2 dal sangue. Però aumentando la GP a 200 mL, sempre con FC a 200 b/min, la

GC diventerebbe di 40 L/min il che consentirebbe ai tessuti 8000 mL di O2 al minuto (40

L/min*200 ml). Un aumento nella massima gittata pulsatoria è in grado di produrre un

proporzionale aumento della capacità di trasportare in circolo ossigeno, presupposto per un elevato

VO2max e quindi un'elevata capacità aerobica.

Differenze tra donne, maschi e bambini

Nelle donne la gittata cardiaca è maggiore del 5-10% dato che, a parità di VO2, dato che la

concentrazione di Hb è minore e quindi esse hanno un minor trasporto di O2 rispetto ai maschi. Nei

bambini le frequenza massimali più elevate non sono in grado di compensare la loro minore gittata

pulsatoria.

Estrazione di O2 dal sangue

I due meccanismi che consentono l'aumento del VO2 sono:

– aumento della quantità totale di sangue pompato dal cuore (aumento gittata cardiaca)

– maggiore estrazione di O2 dal sangue arterioso (maggiore differenza artero-venosa)

Differenza artero-venosa a riposo

In 100 mL di sangue arterioso troviamo circa 20 mL di O2, mentre nel sangue venoso 15 mL. Ciò

corrisponde alla differenza artero-venosa che prevede un'estrazione di 5 mL per ogni 100 mL di

sangue. In condizioni di riposo 15 mL di O2, pari al 75%, restano legati all'Hb.

Differenza artero-venosa durante esercizio

La quantità di O2 nel sangue arterioso non varia di molto da 20 mL. È il sangue venoso che perde

più ossigeno tanto che i valori risultano raggiungere 2-4 mL di O2 legato all'Hb. Ciò rappresenta la

capacità di estrazione di O2 da parte dei tessuti durante esercizio massimale.

I muscoli in attività sono in grado di estrarre tutti i 20 mL di O2 facendo arrivare la differenza

artero-venosa a 0 mL. A livello dell'arteria polmonare affluisce tutto il sangue proveniente dai

muscoli il quale si mescola con il sangue venoso proveniente da altri tessuti che contiene ancora O2;

perciò troviamo ancora una piccola quantità di O2 nel sangue venoso anche in attività (2-4 mL).

ADATTAMENTI CARDIOVASCOLARI CON GLI ARTI SUPERIORI

Esistono differenze importanti tra un esercizio massimale e submassimale utilizzando arti superiori

e arti inferiori.