Come evolve il VO2 durante gli 800 metri?

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1 Come evolve il VO2 durante gli 800 metri? Di C. Hanon, C. Thomas, JM Le Chevalier, B. Gajer, H. Vandewalle Abstract Lo scopo di questo esperimento era di esaminare l evoluzione dei parametri ventilatori durante gli 800 metri quando gli 800 metri vengono realizzati in conformità al seguente modello competitivo: partenza veloce e diminuzione della velocità nei 100 metri finali. Finora sono stati proposti soltanto studi riguardanti esercizi sopramassimali realizzati a potenza costante. I nostri risultati indicano che, in relazione al VO2, gli 800 metri possono essere distinti in 3 diverse fasi. 1) durante i primi 315 metri, il VO2 aumenta gradualmente per raggiungere Il VO2max; 2) durante i 215 metri che seguono o fino ai 530 metri, il VO2max viene mantenuto e infine 3) durante gli ultimi 270 metri, VO2 decresce gradualmente per raggiungere l 80% del VO2max alla fine della corsa. Sembra quindi che il fatto di partire più velocemente della velocità media di corsa permetta di raggiungere il VO2max e questo più velocemente. Sembra anche che contemporaneamente alla diminuzione della velocità si possa osservare la diminuzione del VO2 nella parte finale della corsa. I. Introduzione Per rispondere a questa domanda, è stato necessario, finora, sia esaminare i rari studi compiuti sul tapis roulant ad alte velocità, che consultare i risultati di prove eseguite usando il cicloergometro. In entrambi i casi, permane una notevole disparità riguardo agli 800metri: o l esercizio viene realizzato a potenza costante, o non si riferisce alla specifica azione di corsa. Il progresso tecnologico e la miniaturizzazione degli strumenti atti a registrare il consumo di ossigeno permettono di risolvere questi due problemi, di testare l evoluzione del VO2 nella corsa secondo le caratteristiche degli 800 metri. II. Gli 800 metri Nota bene: è possibile notare che tutti gli 800 metri corsi con l intenzione di realizzare una prestazione cronometrica, vengono realizzati secondo un modello comune (per i dettagli, consultare il libro Gli 800 metri, analisi descrittiva e allenamento di Gajer et al. 2000). Questo modello anticipa il fatto che la corsa non si basa sulla regolarità della velocità, ma al contrario, su una partenza veloce, seguita da un plateau di 500 metri e da una diminuzione della velocità nei 100 metri finali. Si è notato che questa diminuzione è marcata anche nei corridori di élite e che questo profilo di evoluzione della velocità si verifica in altre discipline (in particolare, nel chilometro con partenza da fermo nel ciclismo, e nei 500m col kayak). Il nostro studio si basa, perciò, su questo modello cronometrico per impostare la velocità di corsa degli atleti partecipanti.

2 V e l o c i t à m / s e c < <800> <800> <800> Fig. 1-L evoluzione della velocità durante gli 800m secondo il livello della prestazione. Secondo Gajer e al III. Le domande Il valore del VO2 viene determinato durante il test progressivo eseguito in pista (test TUB2). Questo valore sarà confrontato con il valore del VO2 massimale registrato durante gli 800m, che chiameremo VO Il nostro esperimento mira a descrivere l evoluzione del VO2 durante il test. E possibile distinguere tra tre domande: 1-Il valore di VO2800 corrisponde al valore VO2max? In altre parole, si raggiunge il VO2max durante gli 800 metri? 2-Se sì,in quale fase? 3-Se sì, si mantiene il VO2max fino alla fine degli 800 metri? III.1-Si raggiunge il VO2max durante gli 800 metri? Secondo Astrand e Rodhal (1994), un esercizio della durata di un minuto o anche meno può coinvolgere, in modo massimale, il sistema di trasporto dell ossigeno. Gastin e Lawson (1994), Granier (1995) lo dimostrarono durante i test alla massima intensità eseguiti con la bicicletta ergometrica e anche Billat et al. (2000 ) per gli esercizi di corsa eseguiti fino al 120% del VO2max, a esaurimento. D altra parte, secondo Heugas et al.(1995), il VO2max non viene raggiunto nella corsa sul tapis roulant per un esercizio eseguito al 130% del VO2max per circa Per quel che riguarda gli 800 metri, Spencer et al. (1996) e Spencer e Gastin (2001) simularono una corsa di 800m sul tapis roulant e mostrarono che gli atleti non raggiungevano il VO2max in queste condizioni. Si noti che questi studi compiuti a potenza costante, furono eseguiti solo al 112 e 113% della MAS (Massima Velocità Aerobica), mentre secondo Lacour (1990), per un 800m a livello nazionale si raggiunge il 120% della MAS.

3 III.2 In quale momento si raggiunge il VO2800 o il VO2max? Secondo Margaria e al. 1965, il VO2max si raggiunge più velocemente con l esercizio intensivo. Gli studi condotti in questo campo hanno presentato risultati che differiscono a seconda che l esercizio sia realizzato a potenza costante oppure no. Così su un cicloergometro (Withers et al. 1991), o in un kayak (Zamparo et al. 1999), la potenza dell esercizio è maggiore, all inizio dell esercizio, della potenza media dell esercizio. Questo potrebbe spiegare un più veloce adeguamento del consumo di ossigeno. Invece nello studio di Nummela e Rusko (1995), la potenza dell esercizio nella corsa sul tapis roulant è costante. Gli atleti in questo studio raggiunsero un VO2 uguale al 79% del VO2max alla fine del test. Così, può essere interessante guardare alla corsa degli 800m nella sua realtà, in cui la partenza è più veloce della velocità media di corsa per determinare in quale momento si raggiunge il picco del VO2. III.3-Si mantiene il VO2800 o il VO2max durante gli 800 metri? Non si conoscono studi che offrano un supporto a questa domanda. E più l osservazione del procedere della corsa che ci porta ad avanzare questa ipotesi. Gli atleti rallentano alla fine degli 800m ma la velocità alla fine della corsa resta superiore alla MAS. Alcuni ricercatori prima di noi, tra i quali Pérey e Candeau (1999) sono riusciti a notare la diminuzione dei VO2 alla fine di test a esaurimento realizzati al 95% del VO2max. Dato che gli 800m sono indubbiamente un evento esaustivo, è possibile porsi la domanda: il VO2 800 si mantiene fino alla fine della gara? IV-Programma (disegno) sperimentale Il protocollo viene stabilito da due diversi test: un test per determinare il VO2max in pista e un test per determinare il VO2800. IV.1-Il test per determinare il VO2max in pista Questo test si chiama Test dell Università di Bordeaux II (TUB II) secondo Cazorla e Léger (1993). Gli atleti sono forniti di un monitor per la frequenza cardiaca e di un K4 (un analizzatore portatile di gas). Il test consiste nel correre in pista, con marcatori ogni 25 metri, per una serie di fasi ognuna della durata di 3 minuti, cominciando a 14 km h ¹ e aumentando di 2 kmh ¹ fino a 18 km h ¹, poi di 1 km h ¹ a velocità maggiori. Queste fasi sono separate da un minuto di recupero per consentire di fare un prelievo di sangue. Ad ogni fase, gli atleti dovrebbero tenere la velocità imposta da un apparecchio radio a segnali sonori (che sostituisce la tradizionale cassetta). Il test viene fermato quando gli atleti non sono più in grado di tenere il ritmo imposto dai segnali e non sono capaci di raggiungere la linea al segnale. IV.2- Gli 800 metri Agli atleti si chiede di fare un normale riscaldamento (jogging, stiramenti, esercizi di mobilità, allunghi straight lines-), e ogni atleta fa esattamente lo stesso riscaldamento. Segue un intervallo di 4 minuti. Il materiale viene indossato gradualmente durante il riscaldamento. Per ogni corridore, la velocità è predeterminata per i primi 350 metri di corsa secondo il modello di corsa descritto da Gajer e al. (2000) e modulata con l atleta e con l allenatore a seconda della forma fisica e delle caratteristiche del corridore. Un fischio ogni 50 metri, sulla base dei tempi stabiliti, permette all atleta di adeguarvisi. Uno sperimentatore in bicicletta segue e incoraggia l atleta. I prelievi di sangue sono eseguiti alla fine del riscaldamento, alla fine del test e 3, 5, 7, e 10 minuti dopo gli 800 metri. Tutti i test sono filmati in modo da determinare, a posteriori, la velocità esatta. IV.3 Modalità di trattamento dei risultati Calcolo della MAS sulla pista Durante il test progressivo TUB2, la velocità tenuta nell ultima fase portata a termine completamente dal corridore può essere considerata la MAS pura (raw=grezza), dato che l energia dell ultimo stadio cominciato ma non portato a termine è fornita dal metabolismo anaerobico. Calcolo delle MAS in rapporto alla spesa energetica Secondo Lacour (1990), la MAS è uguale al rapporto della differenza tra VO2max e VO2 a riposo nel riposo scelto arbitrariamente uguale a 5ml kg ¹ min ¹-e il costo energetico (coefficiente guida di

4 regressione del lato destro tra 02 e la velocità). E questo valore MAS che viene usato nell espressione relativa (MAS) dalla velocità durante gli 800 metri. Espressione dei risultati ottenuti durante gli 800 metri Trattamento dei diversi dati Dato che le prestazioni cronometriche degli atleti durante gli 800 metri sono abbastanza diverse, abbiamo normalizzato i risultati per rendere l approccio omogeneo. Per mezzo dei tempi di passaggio per ogni 25 metri, abbiamo ridefinito le curve a seconda della distanza che permette di ottenere lo stesso numero di punti (33) e una normalizzazione chiarisce ogni parametro di tutti gli Atleti. V. Risultati V1. Caratteristiche fisiologiche dei soggetti durante il test di determinazione del VO2max a. Analisi del test TUB2 I valori dei parametri morfologici e fisiologici (VO2max, HRmax, VEmax, MAS-come descritta prima-,lattacidemia massimale) misurati durante il test progressivo TUB2, sono indicati nella tabella 1. VO2max TUB2 (mlo2min ¹kg ¹) VEmax (l min ¹) FC max (batt min ¹) MAS(km h ¹) Lattacidemia max (mmol l ¹) 66,3±2,3 129,2±11,5 187±12,7 19,2±0,5 10,6±2,5 Tab. 1-Media e deviazioni standard dei parametri determinati durante il test progressivo TUB2 Prestazioni realizzate Velocità media durante gli 800m 120±3,4 Km h ¹ % della MAS calcolata 23,9±0,7 123,9±5,8 Tab. 2- Sommario delle velocità e delle prestazioni realizzate I criteri di determinazione del VO2max sono rispettati per la durata del test per tutti i soggetti. Il livello delle caratteristiche fisiologiche di questo gruppo è rappresentativo di una popolazione di corridori di mezzofondo veloce ben allenati. b. Analisi del test supramassimale Velocità e prestazioni realizzate durante gli 800 metri. 2. Risultati dei diversi parametri misurati durante gli 800m Nella figura 2, si osserva che la cinetica del VO2 si divide in tre parti: una fase di inerzia precede una situazione stabile del VO2

5 Evoluzione del VO2 durante gli 800m VO2 (mlo2/min/kg) giro 2 giro Inerzia Stabilità Decremento VO2max VO2=82,7±9,3% del VO2max 45 ±10,6 78 ±14,4 t/sec 316m ±74,9 535m±104,9 d/metri C.Hanon e al. 2002, modificato Evoluzione della velocità durante gli 800m Velocità (km/h) Velocità aerobica massima Distanza (m) C.Hanon e al.2002, modificato Fig.2-Evoluzione del VO2 e della velocità durante gli 800m

6 1-Prima fase: inerzia del VO2 Dal test, il VO2 è 15,9±4,8 ml min ¹kg ¹. Dopo 45s±10,6 di esercizio (cioè 316m±74,9 metri), il VO2 si stabilizza a un valore medio di 68,1±5,4 ml min ¹kg ¹. Guardando la Figura 1, si osserva che la velocità durante gli 800m non è regolare. Così, dopo 75m di corsa la velocità raggiunge un picco di 27,3±1,2 km h ¹, decisamente superiore alla velocità media del test (23,9±0,7 km h ¹ è 120,8±3,8% del VO2maxTUB2). Comunque l analisi 100m a 100m indica che sono i secondi 100m ad essere i più veloci. 2-seconda fase: condizione stabile del VO2 La media del valore del picco in condizione stabile-del VO2 in condizione di stabilità non è molto diverso (p > 0,05) da quello misurato durante il TUB2 (66,3±2,3ml02 min ¹ kg ¹). Durante questo esperimento, tutti i soggetti raggiunsero il loro livello VO2 massimale. Secondo le tabelle 3 e 4, questa condizione stabile del VO2 si osserva tra i 45±10,6 e 78±14,4 secondi, ossia tra 316±74,9 e 535±104,9 metri, che corrisponde a una durata di 33s±5,7, cioè 219m±40,5 metri. La velocità media a livello di questo plateau ammonta a 24±0,5 km h ¹, Questo valore corrisponde a 124,4±5,8% della MAS. Terza fase: diminuzione del O2 Secondo le tabelle 3 e 4, la diminuzione del VO2 comincia a 78±14,4 secondi, ossia 535±104,9 metri, dura 43,1s±16,8, cioè 265±104 metri. Il valore del VO2 alla fine degli 800m cade a 54,5±7,1 ml 02 min ¹ kg ¹, che corrisponde a 82,7±9,3 % del VO2maxTUB2. Questo rappresenta una diminuzione del 20,6±7 %. Inoltre, il valore medio del VO2max in condizione stabile è significativamente differente (p< 0,001) da quello misurato alla fine degli 800m (54,5+7,1ml min ¹kg ¹). Quest ultimo valore è statisticamente più basso di quello del TUB2 (p<0,001). La velocità diminuisce gradualmente per raggiungere non più di 21,6±1,8 km h ¹ negli ultimi 25m, che rimane comunque superiore alla MAS (112,3±9,6 % della MAS). Inoltre, non c è correlazione (r < 0,7 ) tra la diminuzione del VO2 e il calo della velocità di tutti i soggetti. Perciò in rapporto al VO2, gli 800m possono essere rappresentati da 3 diverse fasi: Ø per i primi 315m, il VO2 cresce gradualmente fino a raggiungere il VO2max Ø per i 215m successivi o fino a 530m, si mantiene il VO2max Ø per i 270m finali della corsa, VO2 decresce gradualmente per raggiungere l 80% del VO2max alla fine della corsa. Discussione In questa discussione, saranno analizzati, prima, il raggiungimento del picco del VO2 e le sue modalità. Poi, esamineremo in termini metodologici, fisiologici e cellulari le cause che probabilmente provocano la diminuzione del VO2 che si verifica alla fine di questo test. Valori del VO2max: durante questo esperimento, i nostri risultati suggeriscono che il soggetto raggiunge il VO2max con un valore medio del picco di 69±8,6 ml min ¹kg ¹. Questo valore non è molto diverso da quello misurato col TUB2 (66,3±2,3 ml min ¹kg ¹), e corrisponde al loro livello. Inerzia del VO2: il valore del VO2max dopo 45±10,6 secondi conferma le ipotesi proposte da Lacour e al, (1990). D altra parte, esse non confermano quelle proposte da Spencer e Gastin (2001) e quelle di Spencer e al. (1996), che sostengono che soltanto il 90% del VO2max viene raggiunto durante gli 800m sul tapis roulant. Questa differenza tra i nostri risultati e quelli di questi autori può essere spiegata dalla distribuzione ritmica della corsa (partenza più veloce), che dovrebbe contribuire ad accelerare la cinetica dell adattamento del VO2 ed è riportata nei lavori di Astrand e Saltin (1961) e Margaria e al. (1965), tra gli altri. Comunque, dopo la fase di inerzia e la condizione stabile del VO2, durante il presente studio, si evidenzia una terza fase della cinetica dell O2. Questa fase è presente per tutti gli atleti ed è caratterizzata da una significativa diminuzione di O2 (p <0,05), che discuteremo subito. VO2: per tutti i soggetti, VO2 decresce di 20,6±7% molto lentamente e in misura significativa (p<0,05) da 78±14,4 secondi (che è ,9m), a un valore più basso (54,5±7,1 ml02min ¹kg ¹), che è più basso del VO2max (p<0,001). L osservazione di questo calo contraddice la maggior parte dei risultati incontrati nella letteratura. Cionondimeno, alcuni autori, tra cui Numella e Rusko (1995) per i 400m, o

7 Gastin e Lawson (1994), Perrey e al. (1999 e 2001), come anche i dati negli articoli di Astrand e Saltin (1961), Gastin e Lawson (1994), Yamamoto E Kanehisa (1995), Zamparo e al. (1999), e Bishop e al. (2000) riconoscono che compare lo stesso fenomeno. Oltre alle cause metodologiche che potrebbero essere legate all uso del K4, le ragioni citate per spiegare la caduta del VO2 possono essere di diversa natura. La diminuzione della velocità di corsa potrebbe essere anticipata. Però nonostante questa diminuzione, la velocità resta superiore alla MAS dei soggetti (in media 112,3±9,6% della MAS negli ultimi 25 metri). Le ipotesi fisiologiche che permettono la diminuzione del VO2 alla fine dell esercizio potrebbero essere spiegate dall iperventilazione, (risultante dall abbassamento del ph), la fatica dei muscoli respiratori, e la diminuzione del Volume Tidal (VT) notato in questo studio. Tutti questi fattori portano alla riduzione della possibilità di scambio del gas col sangue. Queste osservazioni furono descritte già da Mahler e Loke (1981), ma durante test atletici di lunga durata, e da Perrey e al. (2001) durante un esercizio realizzato al 95% del VO2max a esaurimento. Si può anche menzionare un possibile calo del rendimento cardiaco, le conseguenze dell acidosi ematica sulla fissazione dell ossigeno sui globuli rossi e sulle capacità funzionali del muscolo. Conclusione Prima di tutto, è importante notare che per questo livello di prestazione, gli 800 metri si corrono tra il 142 e il 112% della MAS. Più in generale, i nostri risultati suggeriscono che durante l esercizio sopramassimale degli 800m, realizzato in pista e ad intensità variabile, l assorbimento di ossigeno di individui allenati raggiunge il suo massimo livello dopo 45±10,6 secondi, (cioè 316±74,9m), che esso si stabilizza per 33±5,7s (cioè 219±40,5m) e che decresce lentamente del 20,6±7% in tutti i soggetti dopo 78±14,4 secondi (cioè 535±104,9 metri) fino alla fine dell esercizio. Le ragioni per le partenze veloci sono state spiegate, fino a questo punto, soltanto da aspetti strategici: la partenza veloce negli 800m e forse la breve distanza possono permettere di raggiungere il VO2max durante gli 800m, e più in particolare, di raggiungerlo più velocemente. Ciò sembrerebbe poter spiegare il fatto che il 100% dei record sugli 800m siano realizzati secondo questo modello di distribuzione dello sforzo. Ovviamente, si tratta di partire veloci riuscendo a rimanere rilassati e con una riserva nei confronti della velocità massimale (il che implica, probabilmente, che si debba porre l accento sulla forza, sulla velocità e sulla tecnica di corsa). Per quel che riguarda i valori del VO2max durante gli 800m, è necessario che anche questo aspetto sia tenuto in considerazione. Questo fatto certamente comporta che sia necessario sviluppare la parte aerobica dell allenamento, ma i risultati dello studio ci insegnano anche che questo livello del VO2max è mantenuto soltanto per 200 metri circa della corsa... La brevità degli 800m e l estrema richiesta imposta agli atleti, significa che questo esercizio sopramassimale crea uno stato di squilibrio nell organismo: in particolare un calo nel ph del sangue e un funzionamento eccessivo di certi comparti, che portano l organismo all esaurimento. L osservazione della diminuzione di O2 sarebbe una delle risultanti.