Il progetto Tempo e Movimento è stato realizzato dai docenti e dagli studenti della classe III F (anno scolastico 2013/2014) del Liceo Classico J.

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3 Il progetto Tempo e Movimento è stato realizzato dai docenti e dagli studenti della classe III F (anno scolastico 2013/2014) del Liceo Classico J. Stellini di Udine con il coordinamento del prof. L. Sepulcri e la collaborazione del dott. L. Plaino.

4 1. Indice 2 Premessa pag. 3 3 Presupposti Didattici pag. 4 4 Introduzione 4.1 La filosofia e il concetto di tempo 4.2 Bioenergetica 4.3 Fisica pag. 9 pag. 9 pag. 10 pag Scopo della ricerca pag Materiali e metodi 6.1 Soggetti 6.2 Metodi 6.3 Materiali pag. 28 pag. 28 pag. 29 pag Risultati 7.1 Stile di vita 7.2 Misure antropometriche 7.3 Prova incrementale pag. 31 pag. 31 pag. 33 pag Conclusioni e applicazioni pratiche pag Bibliografia pag. 52 2

5 2. Premessa Le patologie cardiovascolari, respiratorie e in generale tutte le affezioni derivanti dalla carenza di attività motoria sono, nel mondo occidentale, problematiche sempre più gravi e diffuse. Il loro effetto compromette lo stato di salute e diminuisce la qualità della vita delle persone. Gran parte di questi problemi può essere ridotta con la pratica regolare e controllata dell attività motoria. Il movimento diventa una medicina preventiva che, come tutti i farmaci, deve essere somministrata nel rispetto di dosi, modi e tempi. 3

6 3. Presupposti didattici: l Unità di Apprendimento Denominazione UNITA DI APPRENDIMENTO Tempo e Movimento Prodotti Ricerca e relazione scientifica sul dispendio energetico della corsa in relazione all intensità, durata dello sforzo e allo stile di vita; Realizzazione di un Power Point; Presentazione dei risultati in conferenza. Assi trasversali Matematico informatico: uso degli strumenti matematici per l elaborazione statistica dei dati, uso di un foglio di lavoro, costruzione di grafici adeguati; Scientifico e tecnologico: i concetti della neurofisiologia della percezione applicata al movimento, raccolta e interpretazione dei dati; Linguaggi: esposizione di un testo/messaggio in forma scritta e orale, in modo chiaro ed appropriato, variando, a seconda dei contenuti, l uso della lingua. 4

7 UNITA DI APPRENDIMENTO Competenze di cittadinanza: Consapevolezza ed espressione culturale: riconoscere gli aspetti comunicativi, culturali e relazionali dell espressività corporea e dell efficienza fisica. Comunicazione nella madrelingua: utilizzare una terminologia specifica secondo le esigenze comunicative del contesto scientifico; redigere relazioni scientifiche e documentare le attività individuali e di gruppo. Imparare ad Imparare: organizzare il proprio apprendimento, individuando ed utilizzando fonti diverse. Collaborare e partecipare: interagire in gruppo in modo attivo e rispettoso, sapersi inserire in modo responsabile nelle attività per raggiungere un obiettivo comune. Individuare collegamenti e relazioni: individuare e rielaborare i collegamenti e le relazioni appartenenti a diversi ambiti disciplinari. Comunicare: Saper trarre conclusioni e applicazioni pratiche dai dati ricavati. Competenze professionali: Saper valutare le proprie caratteristiche aerobiche e mettere in atto comportamenti per migliorarle; Saper realizzare un programma di lavoro per migliorare la propria capacità aerobica. 5

8 UNITA DI APPRENDIMENTO Abilità Mantenere e controllare il ritmo di corsa; Calcolare la relazione individuale tra frequenza cardiaca e intensità di corsa; Mantenere un intensità di corsa costante per 20 minuti; Calcolare il dispendio energetico totale; Programmare un piano di lavoro individuale; Assumere comportamenti funzionali alla salvaguardia e al miglioramento della salute. Produrre testi scritti di vario tipo anche in un registro formale e utilizzando un lessico specifico; Stendere una relazione scientifica. Prendere appunti e produrre sintesi; Raccogliere ed elaborare dati; Realizzare una ricerca scientifica; Utilizzo foglio di lavoro per inserimento ed elaborazione dei dati; Struttura di una relazione e di un report. Conoscenze Anatomia e fisiologia degli apparati; Bioenergetica della corsa.; Il massimo consumo di ossigeno, lo stato stazionario e la soglia anaerobica; I fattori della resistenza; I metodi di allenamento della resistenza; Gli effetti dell allenamento; Calcolo del dispendio energetico della corsa. Modalità di una stesura di un testo scientifico. Fonti dell informazione e della documentazione; Fasi della ricerca scientifica; Principi base dell informatica; I linguaggi della comunicazione, della scienza e della tecnologia Utenti destinatari Classe III liceo. Prerequisiti Possedere una adeguata tecnica di corsa; Possedere le nozioni di base di spazio, tempo, velocità, anatomia degli apparati visivo cardiocircolatorio, respiratorio e locomotore; Saper redigere una relazione. Fase di applicazione Tempi Dal mese di dicembre al mese di aprile. 36 ore così ripartite: 1 italiano, 4 scienze, 10 scienze motorie,12 lavoro personale degli allievi, 3 fisica, 7 stesura lavoro. 6

9 UNITA DI APPRENDIMENTO Esperienze attivate Formazione in aula con i docenti;. Esecuzione, in palestra, di un protocollo, il miglioramento delle capacità aerobiche; Test di valutazione delle capacità aerobiche; Elaborazione di dati; Stesura della tesi e del Power Point.; Organizzazione della presentazione del progetto. Metodologia Lezione frontale.; Lavori di gruppo e individuale; Ricerca in internet; Esercitazioni pratiche in palestra; Brain storming. Risorse umane interne/esterne Interne: Coordinatore: Docente di scienze motorie: coordina sia la fase progettuale che operativa; determina i test di valutazione individuali delle capacità aerobiche, definisce i criteri per determinare l intensità e la durata delle esercitazioni di corsa. Collaboratori: Docente di lingua e letteratura italiana: (elementi della comunicazione, linguaggi non verbali e verbali; insieme al coordinatore fornisce indicazioni per la stesura e la revisione degli elaborati scritti e delle presentazioni verbali); Docente di scienze: anatomia e fisiologia dell esercizio con particolare riferimento alla bioenergetica; Docente di matematica e fisica: principi di statistica, il foglio di lavoro, rappresentazione dei dati attraverso un grafico, calcolo del lavoro, fattori di conversione delle più comuni unità di misura. Esterne: Strumenti Docente Universitario (biomeccanica e bioenergetica del movimento umano); Medico (il movimento come investimento per la salute) Cardiofrequenzimetro, cronometro, copie fotostatiche, libri di testo, pubblicazioni scientifiche, pc, proiettore. 7

10 UNITA DI APPRENDIMENTO Valutazione Valutazione del prodotto in base a criteri predefiniti (griglie di osservazione e valutazione); Valutazione dei processi: competenze organizzative dei singoli e dei gruppi; Autovalutazione del risultato ottenuto. 8

11 4. Introduzione 4.1. La filosofia e i concetti di tempo e spazio Il movimento è nel tempo e il tempo non può esistere senza movimento. Aristotele, Fisica (IV a.c.) Da sempre l uomo ha cercato di dare una definizione al concetto di tempo. Tanti sono i modi con cui i filosofi e gli scienziati sembrano aver fornito una soluzione convincente a questo quesito. Uno di questi è il celebre paradosso di Zenone di Elea, vissuto tra V e IV a.c., il quale sostiene che se Achille, considerato uno degli eroi più veloci dell'antichità, venisse sfidato da una tartaruga e concedesse a questa un piede di vantaggio, egli non riuscirebbe mai a raggiungerla. Infatti l animale, nell attimo in cui Achille avesse raggiunto il punto di partenza di esso, avrebbe guadagnato una nuova posizione di vantaggio rispetto a quella dell eroe il quale non riuscirebbe mai a colmare la distanza. L indagine filosofica riguardante il tempo tuttavia caratterizza anche filosofie successive a quelle dell epoca classica; infatti nel 1957 il filosofo Henri Bergson afferma in Echi e riflessioni che: Il tempo è un invenzione, o è niente del tutto. Secondo il pensatore francese, quando si parla di tempo oggettivo, cioè di tempo della scienza, non è possibile ignorare il concetto di spazio. Infatti è l uomo ad attribuire alla successione nello spazio l idea di tempo. Emblematico è l esempio dell orologio, in cui il passare del tempo è scandito dal movimento della lancetta nello spazio. Scorrendo ancora nel tempo si può trovare uno dei più esemplificativi e interessanti paradossi che mai siano stati concepiti dalla mente umana per esemplificare quanto strettamente legati siano i concetti di tempo e spazio, Il paradosso dei gemelli del noto fisico britannico Stephen Hawking. Consideriamo un astronave che parte dalla Terra nell anno Viene mantenuta una velocità costante fino al raggiungimento della stella Wolf 359 distante 8 anni luce dalla Terra. Una volta raggiunta, viene immediatamente invertita la rotta mantenendo la stessa 9

12 velocità. Immaginiamo che di una coppia di fratelli gemelli uno salga sull astronave e l altro rimanga sulla Terra. Si distinguono due sistemi di riferimento: quello terrestre, secondo il quale l astronave percorre 8 anni luce in 10 anni, e quello all interno dell astronave, dove il tempo scorre al 60% rispetto a quello della Terra, in base al quale l astronauta percorre gli stessi anni luce in 6 anni. Stando a questa distinzione ne deriva che al ritorno dell astronave, sulla Terra il calendario segnerà il 3020, mentre l astronauta sarà rimasto all anno Il fratello rimasto sulla Terra è, dunque, dopo il viaggio, otto anni più vecchio del suo gemello Bioenergetica RISINTESI DELL' ATP L energia necessaria per la contrazione muscolare è detta ATP (adenosina trifosfato) ed è un composto ad elevato contenuto energetico. Il meccanismo di questo composto è equiparabile a una molla: esso viene caricato dall energia ricavata dagli alimenti e, una volta rilasciato, scarica energia permettendo la contrazione muscolare e la conseguente trasformazione del composto stesso in ADP. 10

13 L ADP può essere convertita nuovamente in ATP grazie alla respirazione cellulare suddivisa in tre fasi: Glicolisi; Ciclo di Krebs; Fosforilazione ossidativa. GLICOLISI Avviene nel citoplasma ed è caratterizzata da alcuni eventi principali: In condizioni aerobie, le molecole di acido piruvico possono entrare nel ciclo di Krebs e subire una serie di reazioni che ne determina la completa degradazione ad anidride carbonica e acqua. In condizioni anaerobie, invece, le molecole di acido piruvico vengono degradate in altri composti organici, come l'acido lattico o l'acido acetico, mediante il processo di fermentazione. FASI DELLA GLICOLISI È un processo catabolico in cui le molecole più complesse ed energetiche vengono trasformate in molecole meno energetiche con un conseguente accumulo di energia. Le reazioni chimiche catalizzate ognuna da un enzima specifico avvengono nel citoplasma delle cellule. I passaggi principali di questo processo complesso sono: fosforilazione del glucosio: alla molecola di glucosio vengono aggiunti due gruppi fosfato, forniti da due molecole di ATP che a loro volta diventano ADP. Si forma così glucosio 1,6- difosfato; trasformazione in fruttosio 1,6-difosfato: il glucosio 1,6-difosfato viene trasformato in fruttosio 1,6-difosfato, un composto intermedio a sei atomi di carbonio, il quale viene a sua volta scisso in due composti più semplici, contenenti ciascuno tre atomi di carbonio: il diidrossiacetone fosfato e la gliceraldeide 3-fosfato. Il diidrossiacetone fosfato viene convertito in un'altra molecola di gliceraldeide 3-fosfato; 11

14 formazione di acido piruvico: i due composti a tre atomi di carbonio vengono entrambi trasformati in acido 1,3-difosfoglicerato; quindi in fosfoglicerato; poi in fosfoenolpiruvato; infine, in due molecole di acido piruvico. Nel corso di queste reazioni vengono sintetizzate quattro molecole di ATP e 2 di NADH. CICLO DI KREBS Il ciclo di Krebs, anche detto ciclo degli acidi tricarbossilici, è costituito da un gruppo di reazioni chimiche che avvengono all'interno della cellula, nei mitocondri. Il ciclo di Krebs è attivo in tutti gli animali, nelle piante superiori e nella maggior parte dei batteri. Al termine della glicolisi si formano due molecole di piruvato, che entrano nei mitocondri e vengono trasformate in gruppi acetilici. Ciascun gruppo acetilico, contenente due atomi di carbonio, si lega a un coenzima, formando un composto denominato acetilcoenzima A. Questo, a sua volta, si combina con una molecola a quattro atomi di carbonio, l'ossalacetato, per formare un composto a sei atomi di carbonio, l'acido citrico. Nei successivi passaggi del ciclo, la molecola di acido citrico viene gradualmente rielaborata, perdendo così due atomi di carbonio che vengono eliminati sotto forma di anidride carbonica. In questi passaggi vengono inoltre liberati quattro elettroni che verranno utilizzati per l'ultimo passaggio della respirazione cellulare, la fosforilazione ossidativa. Tali reazioni sono responsabili della trasformazione delle molecole provenienti dalla glicolisi in anidride carbonica, acqua ed energia. FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA La terza fase della respirazione cellulare è denominata fosforilazione ossidativa ed avviene a livello delle creste mitocondriali (ripiegamenti della membrana interna dei mitocondri). Essa consiste nel trasferimento degli elettroni dell'idrogeno del NADH a una catena di trasporto (detta catena respiratoria), formata da citocromi, fino all'ossigeno, che rappresenta l'accettore finale degli elettroni. Il passaggio degli elettroni comporta la liberazione di energia che viene immagazzinata nei legami di 36 molecole di adenosin difosfato (ADP) tramite il legame di 12

15 gruppi fosfato e che porta alla sintesi di 36 molecole di ATP. Dalla riduzione dell'ossigeno e dagli ioni H+ che si formano dopo il trasferimento degli elettroni dal NADH e dal FADH, derivano molecole di acqua che si aggiungono a quelle prodotte con il ciclo di Krebs. MECCANISMO DI SINTESI DELL'ATP I protoni vengono fatti passare attraverso la membrana interna del mitocondrio in un processo di diffusione facilitata. L'enzima ATP sintetasi ottiene così l'energia sufficiente per produrre molecole di ATP, trasferendo un gruppo fosfato all'adp. Il trasferimento degli elettroni attraverso la catena respiratoria richiede l'intervento di enzimi detti deidrogenasi, che hanno la funzione di "strappare" l'idrogeno alle molecole donatrici (FADH e NADH), in modo che si producano ioni H+ ed elettroni per la catena respiratoria; inoltre, questo processo richiede la presenza di alcune vitamine (in particolare, la vitamina C, la E, la K e la vitamina B2). MECCANISMI METABOLICI Le scorte di ATP però sono sufficienti soltanto per uno sforzo breve di qualche secondo. Le riserve devono essere quindi rafforzate, ricostruite in modo da poter sostenere uno sforzo di maggiore durata. Ciò può avvenire mediante tre meccanismi: Meccanismo anaerobico alattacido; Meccanismo anaerobico lattacido; Meccanismo aerobico. 13

16 MECCANISMO ANAEROBICO ALATTACIDO In questo caso l ADP viene ricaricata tramite la creatinfosfato, una riserva di fosfati ad alta energia ed immediatamente disponibile, che cede il suo gruppo fosfato all ADP. Nel meccanismo anaerobico alattacido l'ossigeno non interviene: per questo viene definito "anaerobico". Anche la produzione di acido lattico è assente: motivo per cui si aggiunge l aggettivo "alattacido". Questo sistema è efficace solo per uno sforzo di pochi secondi; se l esercizio continua è necessario attingere a nuove fonti di energia. Le riserve di fosfocreatina, infatti, si esauriscono rapidamente (circa 4-5 secondi). Tali riserve variano comunque da soggetto a soggetto ed aumentano con l'allenamento. Potenza: elevata ( Kcal/min); Capacità: molto bassa (5-10 Kcal); Latenza: minima (PC si degrada appena cala la concentrazione di ATP); Ristoro: rapido (al cessare dello sforzo o al diminuire dell'intensità gran parte della creatina viene rifosforilata a CP in circa 10"); questo sistema di resintesi è importante nelle attività che richiedono forza e velocità (salto, corsa breve e veloce, allenamenti di forza con serie brevi e carico elevato). MECCANISMO ANAEROBICO LATTACIDO Quando le riserve di creatinfosfato si esauriscono, si innesca questo secondo meccanismo. Anche questo sistema energetico non utilizza l ossigeno bensì il glicogeno, un polimero del glucosio conservato prevalentemente nel fegato e nei muscoli scheletrici. Insieme alla produzione di energia all'interno del muscolo si ha formazione di acido piruvico (piruvato), che quando si trova in eccesso rispetto alla sua ossidazione in acqua (H 2 O) e anidride carbonica (CO 2 ), viene trasformato in acido lattico (lattato) attraverso una serie di 10 processi biochimici in parziale assenza di ossigeno catalizzate da enzimi. L acido lattico si accumula quando l intensità dell esercizio raggiunge il 55% V O 2 max, ossia la massima quantità di ossigeno che il muscolo riesce a utilizzare. Questo accumulo risulta dannoso per l organismo 14

17 in quanto interferisce sul legame actina miosina, le due proteine responsabili della contrazione muscolare. Potenza: inferiore alla precedente (50 Kcal/min); Capacità: molto maggiore della precedente (fino a 40 Kcal); Latenza: secondi (se l'esercizio è subito molto intenso interviene in coda al sistema alattacido); Ristoro: subordinato alla eliminazione dell'acido lattico con resintesi di glucosio, con energia fornita dai processi ossidativi (pagamento del debito di O 2 lattico); questo sistema di resintesi è importante nelle attività intense di durata compresa tra i 15" e 2' (es. corsa da 200 a 800m, inseguimento su pista ecc.). MECCANISMO AEROBICO Il meccanismo aerobico, invece, utilizza principalmente zuccheri che vengono bruciati in presenza di ossigeno oltre che a una quantità minore di acidi grassi e amminoacidi. Questo sistema risulta essere molto più conveniente rispetto al precedente in quanto produce 36 molecole di ATP contro le 2 sole prodotte dal meccanismo anaerobico lattacido; inoltre esso non porta a nessun accumulo di sostanze di scarto. Il metabolismo aerobico è dunque il processo attivato dall organismo per sopportare sforzi prolungati nel tempo quale la corsa prolungata. Potenza: poco più bassa dei precedenti (20 Kcal/min). Variabile a seconda del consumo di O2 dei soggetti; Capacità: alta (fino a 2000 Kcal). Dipende dalla riserva di glicogeno e dei lipidi. La durata di utilizzo è in funzione dell intensità di esercizio e del grado di allenamento. A basse intensità il tempo di utilizzo è teoricamente illimitato, ad alte intensità è invece necessaria l impiego anche del glicogeno; Latenza: maggiore dei precedenti: 2-3'; Ristoro: molto lungo (36-48 ore). 15

18 DISPENDIO ENERGETICO Con il termine dispendio energetico si fa riferimento all atto dell'organismo umano di cedere calore all'ambiente che lo circonda. L'energia che si trova nei macronutrienti (lipidi, carboidrati, protidi e alcol) viene liberata attraverso dei processi ossidativi che richiedono ossigeno e producono anidride carbonica. L'energia che nasce dall'ossidazione di questi macronutrienti si trova sotto forma di calore e viene utilizzata per il mantenimento della temperatura corporea, la biosintesi dei composti, contrazione muscolare ecc. I nutrienti forniscono il quantitativo energetico necessario per far fronte alla spesa energetica dalla combustione di 1g di proteine si ricavano 4,1 kcal, da 1g di carboidrati si ricavano 4,1 kcal, da 1g di lipidi si ricavano 9,3 kcal e infine da 1g di alcol si ricavano 7,3 kcal. Carboidrati e lipidi vengono ossidati e trasformati in anidride carbonica e acqua, mentre dal metabolismo proteico si ricava azoto che viene eliminato sotto forma di urea. Come detto in precedenza, per mantenere l'omeostasi energetica di una persona, il quantitativo energetico introdotto deve essere uguale al quantitativo energetico speso dall'organismo; in caso contrario si avranno delle modifiche sul peso corporeo. L'energia che il nostro corpo produce e rilascia nell'ambiente circostante viene chiamata spesa 16

19 energetica, l'energia che viene introdotta nell'organismo viene chiamato introito energetico. La spesa energetica giornaliera viene divisa in tre parti: metabolismo basale; termogenesi indotta dall'attività fisica; termogenesi dieto-indotta. Il metabolismo basale viene considerato come il minimo dispendio energetico nella fase di veglia e si misura in uno stato di riposo fisico e psicosensoriale. La misurazione del metabolismo basale si effettua circa 14 ore dopo l'ultimo pasto, circa mezz'ora dopo essersi svegliati e in stato di benessere termico (20 26 C). Inoltre non si deve essere portatori di nessun tipo di patologia. Durante la fase di sonno il dispendio energetico scende di circa il 5 10% rispetto il metabolismo basale. La termogenesi indotta dall'attività fisica è la spesa energetica indispensabile per compiere qualunque attività fisica. Il movimento provoca un grande dispendio energetico e dipende sia dalla durata che dall'intensità dell'attività fisica. Per un individuo sedentario, la termogenesi indotta dall'attività fisica corrisponde al 20 30% della spesa energetica giornaliera, per un atleta può arrivare oltre il 50%. La termogenesi dieto indotta è considerata un aumento del dispendio energetico basale in risposta all'introduzione di un pasto e corrisponde a circa il 10% della spesa energetica giornaliera. 17

20 METODI DI MISURAZIONE DELLA SPESA ENERGETICA Esistono diverse metodiche per il calcolo del dispendio energetico di un soggetto. Esse vengono suddivise in metodi calorimetrici e non calorimetrici. La calorimetria è definita come la misura della perdita (o della produzione) di calore e comprende la calorimetria diretta e la calorimetria indiretta. La calorimetria diretta si basa sul principio che tutti i processi biologici producono calore e che questo possa essere misurato; viene eseguita in una camera isolata termicamente così da misurare il calore eliminato. Tra le due la calorimetria indiretta è quella più usata. Permette di valutare il dispendio energetico calcolando, tramite la misura del consumo di ossigeno (V O 2 in ml/min) e dalla produzione di anidride carbonica (V CO 2 in ml/min), il calore (o energia) prodotto dall'organismo nell'unità di tempo. Per quanto concerne il procedimento non calorimetrico troviamo: il diario delle attività, dove il dispendio energetico viene calcolato annotando il tempo speso in qualsiasi attività svolta nell'arco delle 24 ore. Di ciascuna attività è riportato in letteratura il costo energetico al minuto per kg di peso corporeo. Il monitoraggio della frequenza cardiaca, invece, è una metodica che si basa sulla registrazione continua della frequenza cardiaca attraverso un'equazione di regressione e il consumo di ossigeno (V O 2 ). Dal V O 2 si può risalire al dispendio energetico conoscendo l'equivalente calorico di un litro di ossigeno. Il dispendio energetico di un individuo è correlato dalla relazione che c'è tra metabolismo basale e superficie corporea a partire da peso e altezza. Oggi questo principio è messo in discussione, in quanto la parte del corpo che consuma ossigeno è la cosiddetta massa magra o massa cellulare metabolicamente attiva, costituita dalla componente cellulare di tutti gli organi interni e del tessuto muscolare. METABOLISMO DEI LIPIDI Dal punto di vista quantitativo, il metabolismo degli zuccheri ha un'importanza modesta, difatti, solo l'1% del fabbisogno energetico di un individuo si ottiene dagli zuccheri. La maggior parte si ottiene dal metabolismo dei lipidi; d'altronde nell'organismo ci sono circa 18

21 10kg di riserve lipidiche (principalmente depositate nel tessuto adiposo ma anche sotto forma di gocce in tutte le cellule). I principali utilizzatori di acidi grassi sono: il muscolo cardiaco, il muscolo scheletrico (a riposo), il fegato e i reni. Riserve energetiche di un uomo di circa 70 kg: lipidi circa 10 kg (corrispondono a circa kcal) Glicogeno circa 500 g (corrispondono a circa 2000 kcal) Glucosio circa 10 g (corrispondono a circa 30 kcal) proteine in turnover circa 5 kg (corrispondono a circa kcal) Il metabolismo degli zuccheri è, comunque, fondamentale per due ragioni: Il cervello utilizza quasi esclusivamente zuccheri; Tale metabolismo può essere innescato o disinnescato in base al fabbisogno. Gli acidi grassi possono rimanere in circolo per molto tempo, anche quando non si ha più richiesta energetica: ciò è causa di problemi cardiocircolatori. Gli acidi grassi ottenuti da biosintesi (es. prodotti dagli epatociti), vengono esterificati da glicerolo (o colesterolo) e trasportati nell'organismo come particelle lipoproteiche grazie a speciali proteine dette VLDL. Le VLDL rappresentano il sistema di veicolazione dei lipidi dal fegato ai tessuti adiposi, di riserva, o ai tessuti periferici, dove vengono utilizzati a scopo energetico. Le VLDL sono proteine a densità molto bassa (ci sono molti lipidi ad esse legati): dopo che hanno rilasciato gli acidi grassi esterificati, diventano LDL (proteine a bassa intensità e IDL (proteine a densità intermedia) e affrontano il percorso inverso. Nei tessuti, vengono rilasciati gli acidi grassi e il glicerolo; quest'ultimo viene fosforilato, convertito a diidrossi acetone fosfato e inviato alla glicolisi. Per essere metabolizzati, gli acidi grassi (RCOO-) devono essere attivati: l'attivazione avviene nel citoplasma (esiste anche una particolare attivazione non citoplasmatica). 19

22 LO STATO STAZIONARIO In media il consumo di O 2 raggiunto durante un lavoro della durata di 3-5 minuti è una funzione crescente dell'intensità del lavoro stesso, e in tali condizioni il lavoro può essere continuato per un lungo periodo di tempo (più' di 10 minuti), senza un aumento significativo del consumo di ossigeno V O 2 (ovvero in stato stazionario). Queste condizioni si dicono "aerobiche". L'energia necessaria alla resintesi dell'atp dopo tre minuti di lavoro aerobico deriva dai processi ossidativi. Perciò l'energetica del lavoro muscolare è ATP = c V O 2 al secondo. ATP= numero di moli di ATP ricostruite per unità di tempo. c= numero di moli di ATP ricostruite per mole di O 2 consumato, e variabile tra 5,6 e 6,2, a seconda dei substrati ossidativi. V O 2 s aumenta insieme all'intensità di lavoro fino ad un massimo consumo di ossigeno, raggiunto il quale, l'aumento di intensità non è più accompagnato da un aumento di V O 2. Lo stato stazionario è stato definito dallo studioso Dill nel 1928 come una condizione in cui i più rilevanti parametri cardiocircolatori non cambiano nel tempo, prima e dopo l'esercizio. Per poter parlare di stato stazionario c è una condizione che va rispettata, ovvero che il debito di O 2 deve essere contratto nel periodo fra l'inizio del lavoro ed il raggiungimento di un livello costante di V O 2. Il tempo durante il quale un esercizio aerobico di intensità costante può essere sostenuto è inversamente proporzionale alla frazione di V O2max utilizzata durante il lavoro. Il contributo delle proteine al dispendio energetico diminuisce in proporzione all'intensità del lavoro. L'energia necessaria per l'esecuzione del lavoro è dovuta al consumo di glucidi e grassi. I molti studi dedicati all'analisi del contributo di tali sostanze sono giunti a due principali conclusioni. La prima, che l'utilizzazione relativa dei glucidi aumenta con l'intensità dell'esercizio, da circa il 25% del totale del riposo a circa l'80% durante il lavoro con un'intensità prossima al massimo consumo di ossigeno (V O 2 max.) La seconda, che per una data intensità di lavoro, lo sfruttamento dei glucidi è minore quanto sono minori le riserve di glucidi dell'organismo. Perciò, a intensità di lavoro costante, l'energia offerta dai glucidi diminuisce con l'aumentare dell'intensità di lavoro. Nei soggetti allenati, l'utilizzazione di glucidi è di circa il 10% inferiore che in soggetti non allenati. Per intensità di lavoro tra il 60-90% del massimo consumo di ossigeno, il tempo di esaurimento di un esercizio al 20

23 cicloergometro è tanto più lungo quanto è maggiore la concentrazione di glicogeno nel muscolo all'inizio del lavoro. Il tempo di esaurimento è funzione della frazione V O 2 max utilizzata durante il lavoro. Esperti scandinavi sconsigliano una dieta iperglicidica, per aumentare le riserve di glicogeno durante le prove a lunga durata e ritardare il senso di fatica. Dieta dissociata: periodo di intensi allenamenti associati ad una dieta ipoglucidica iperlipidica, allo scopo di ridurre le riserve di glicogeno muscolare. Ma nei nostri paesi una simile dieta sarebbe mal tollerata, dal punto di vista fisico (causando disturbi intestinali e metabolici) e psicologico. Inoltre, poiché ogni grammo di glicogeno viene immagazzinato nei muscoli insieme a 2,7 grammi di acqua, si previene un'eccessiva disidratazione nelle prove a lunga durata. Ma in prove di breve o media durata, una tale situazione provocherebbe solamente un accumulo di peso. Per questi motivi la dieta dissociata viene messa in pratica solo in prove dalla durata di almeno 45 minuti. Se per esercizi di intensità 65-90% V O 2 max il glicogeno muscolare è il fattore limitante, per intensità inferiori i meccanismi sono diversi. L'ossidazione dei grassi può infatti essere sufficiente a sostenere lo sforzo. Infatti i glucidi assunti sotto forma di alimenti o bevande zuccherate possono contribuire al dispendio energetico totale. In tali condizioni intervengono poi anche altri fattori, legati alla termoregolazione, o fattori psicologico/ traumatici, atti a determinare il limite di durata dell'esercizio. LA CONTRAZIONE MUSCOLARE Il nostro organismo è simile a un motore in quanto è in grado di trasformare l energia chimica in energia meccanica. Una serie di modificazioni intracellulari provocano la contrazione muscolare ossia il movimento della fibra muscolare e dunque del muscolo. Ciascuna fibra muscolare contiene un fascio di miofibrille formate da moltissimi sarcomeri, unità contrattili, a loro volta costituiti da proteine, l actina e la miosina. Un sarcomero corrisponde alla regione della miofibrilla compresa tra due linee scure dette linee z costituite da proteine che collegano i filamenti sottili adiacenti (2 filamenti di actina avvolti a proteine regolatrici) ma non sono a contatto con fibre spesse (numerosi filamenti di miosina paralleli fra loro).la zona scura presente al centro del sarcomero corrisponde all area che presenta sia filamenti sottili sia spessi. 21

24 Quando i filamenti sottili scorrono lungo quelli spessi, il sarcomero si contrae. In questa fase i filamenti sottili e le linee z si avvicinano fino a che i filamenti sottili non si sovrappongono (completa contrazione del muscolo). Questo è possibile grazie alla presenza in ogni molecola di miosina di una parte detta testa in grado di muoversi avanti e indietro. Questa testa durante la rotazione verso il filamento sottile si lega a un sito specifico della molecola di actina: una volta saldate fra loro, la miosina può trascinare con sé il filamento sottile mentre si muove in senso opposto. In seguito, la testa della miosina si stacca, ritorna alla posizione iniziale e ripete lo stesso movimento con un altra molecola di actina. L azione combinata delle varie teste trascina il filamento sottile al centro del sarcomero (power stroke). All interno di questo processo puramente meccanico, l ATP svolge un ruolo fondamentale poiché è proprio la scissione di ATP in ADP a produrre l energia necessaria a far muovere la testa della molecola di miosina. Il legame tra miosina e actina (ponte crociato) avviene grazie agli ioni Ca 2+ che modificano il sito di legame presente sul filamento sottile. Questo legame si mantiene fino a quando un altra molecola di ATP si lega alla testa della molecola di miosina e l intero meccanismo si ripete. LE FIBRE MUSCOLARI La fibra muscolare è l'unità morfologica del muscolo scheletrico. Ogni muscolo è infatti formato da un certo numero di fascicoli, a loro volta costituiti da cellule chiamate fibre muscolari. Grazie a queste unità cilindriche, l'energia chimica liberata dalle reazioni metaboliche si trasforma in energia meccanica che, agendo sulle leve ossee, realizza il movimento. Le fibre muscolari, raggruppate in fasci, hanno lunghezza variabile da pochi mm a diversi cm, con un diametro che va dai 10 ai 100 µm (1 µm = mm). Le fibre muscolari scheletriche sono le più grandi cellule dell'organismo. Possiamo distinguere due tipi di fibre che si differenziano per la velocità di contrazione e per la capacità di resistenza: fibre bianche-veloci e fibre rosse-lente. FIBRE ROSSE A CONTRAZIONE LENTA (TIPO I) Le fibre muscolari rosse a contrazione lenta intervengono in sforzi muscolari di scarsa intensità ma di lunga durata (sfruttano il meccanismo aerobico). Sono caratterizzate da un 22

25 basso contenuto di glicogeno ma da una elevata quantità di mitocondri, dove avvengono appunto le reazioni aerobiche, e di capillari. Le dimensioni ridotte (le fibre rosse sono più sottili di quelle bianche) favoriscono la diffusione dell ossigeno dal sangue ai mitocondri grazie alla distanza minore che li separa. A causa della maggiore irrorazione capillare e quindi alla maggiore quantità di mioglobina (una proteina incaricata di legare ossigeno e ferro) le fibre presentano il caratteristico colore rosso. Sono ricche di enzimi specializzati nel demolire i depositi adiposi ai fini energetici. La conduzione dello stimolo nervoso non è rapida come nel caso delle fibre bianche ma più continua e stabile nel tempo. I motoneuroni che innervano le fibre rosse sono infatti più piccoli rispetto a quelli che trasmettono l'impulso nervoso alle fibre veloci. Mentre i primi scaricano continuamente a basse frequenze, i secondi scaricano ripetutamente con salve a elevata frequenza. Nei maratoneti, nei ciclisti e negli atleti di sport di lunga durata si può notare la prevalenza di fibre rosse. Bisogna considerare infatti che esiste un altro tipo di fibre dette intermedie in quanto in base all allenamento possono essere convertite in fibre lente o veloci. FIBRE BIANCHE A CONTRAZIONE RAPIDA Le fibre a contrazione rapida bianche di tipo II intervengono nelle azioni muscolari rapide ed intense. Presentano infatti un elevata concentrazione di quegli enzimi utilizzati dal meccanismo anaerobico alattacido e lattacido. Il contenuto di mioglobina, mitocondri ed enzimi ossidativi è ridotto mentre la quantità di glicogeno è maggiore. Esse hanno un maggiore diametro e sono raggruppate in un numero minore all'interno di un'unità motoria rispetto alle rosse. 23

26 Produzione Atp Fibre lente Fibre veloci Fibre intermedie Fosforilazione ossidativa (aerobico) Enzimi ossidativi Abbondanti Scarse Glicolisi (anaerobico lattacido) Fosfocreatina (anaerobico alattacido) Enzimi glicolitici Scarsi Abbondanti Colore (mioglobina) Rosso Intenso Chiaro Mitocondri Numerosi Scarsi Substrati energetici Principalmente lipidi Principalmente glucidi Diametro fibra Caratteristiche motoneurone Velocità di affaticamento Caratteristica Piccolo con molti capillari Piccolo assone e corpo cellulare, bassa velocità di conduzione e frequenza di scarica Lenta Grande con pochi capillari Grande assone e corpo cellulare, elevata velocità di conduzione e frequenza di scarica Rapida Fosforilazione ossidativa (aerobico) Glicolisi (anaerobico lattacido) Caratteristiche intermedie Mantengono attività Mantengono un attività tonica per lunghi esplosiva e potente per periodi pochi istanti La velocità di contrazione e la forza sviluppata sono però dalle due alle tre volte superiori rispetto al primo tipo di fibre. Le fibre veloci vengono utilizzate durante esercizi di breve durata che richiedono un grosso impegno muscolare. 24

27 Fibre tipo I (rosse o lente) Fibre tipo IIa (intermedie) Fibre tipo IIx (bianche intermedie) Fibre tipo IIb (bianche o veloci) Tempo di contrazione Lento Moderatamente Veloce Veloce Molto Veloce Dimensione dei motoneuroni Piccola Media Grande Grande Resistenza alla fatica Elevata Abbastanza elevata Intermedia Bassa Tipo di attività a cui sono preposte Aerobica Anaerobica prolungata Anaerobica a breve termine Anaerobica a breve termine Massima durata d'uso Ore < 30 minuti < 5 minuti < 1 minuto Potenza Prodotta Bassa Media Elevata Molto Elevata Densità Mitocondri Elevata Elevata Media Bassa Densità Capillare Elevata Intermedia Bassa Bassa Capacità ossidativa Elevata Elevata Intermedia Bassa Capacità glicolitica Bassa Elevata Elevata Elevata Principale carburante di deposito Trigliceridi Fosfocreatina, glicogeno Fosfocreatina, glicogeno Fosfocreatina, glicogeno 4.3 Fisica ENERGETICA DELLA LOCOMOZIONE TERRESTRE L energetica della locomozione si occupa di descrivere quantitativamente il dispendio energetico dell uomo in movimento. Quando si considerano diverse forme di locomozione, la velocità ottenuta a parità di potenza massima applicata dipende dalle caratteristiche intrinseche di ciascuna forma di locomozione, che ne determinano il costo energetico. 25

28 Il rapporto tra queste quantità (potenza metabolica E, costo energetico C e velocità v) è espresso da: E = C v Quindi la più alta velocità raggiungibile (vmax) è frutto sia della più alta potenza metabolica (E max) che del minore costo energetico (C); nel caso di prestazioni realizzate in condizioni aerobiche la potenza metabolica massima corrisponde al massimo consumo di ossigeno. Questo tipo di analisi può essere applicato in modo efficace solo a forme di locomozione in cui la velocità sia il solo criterio di valutazione e risulti direttamente dal dispendio energetico del soggetto. In particolare, marcia, corsa, pattinaggio di velocità e ciclismo, su terreno solido e uniforme ed in assenza di vento. BIOMECCANICA E RENDIMENTO DELLA LOCOMOZIONE TERRESTRE La biomeccanica della locomozione si occupa della descrizione analitica del lavoro meccanico che si ottiene dalla trasformazione dell energia spesa durante la locomozione. Indichiamo con η il rendimento della locomozione, con w il lavoro per unità di spazio e con C il dispendio energetico per unità di spazio. Allora: η = w C Il lavoro w si può distinguere in due componenti: lavoro esterno (we, legato a resistenza a forze esterne o a spostamento del baricentro) e interno (wi). MARCIA E CORSA SULLA TERRA Ad ogni passo, il baricentro corporeo è sollevato e abbassato nel piano verticale, accelerato e decelerato secondo la direzione del movimento. Se la velocità media è costante e ci si muove in piano, sollevamento e abbassamento sono uguali in valore assoluto, e lo stesso per accelerazione e decelerazione. In ogni istante, l energia totale del baricentro del corpo in movimento è la somma delle variazioni di energia cinetica e potenziale Ec e Ep rispetto a un valore di riferimento fissato. Ad ogni passo, esprimiamo il lavoro we svolto sul baricentro (per es. dai muscoli) come la 26

29 somma we = Ep + Ec. In questo modo we tiene conto sia del lavoro svolto contro forze gravitazionale e inerziale, sia contro la resistenza dell aria. Per convenzione diremo che we è positivo se l energia totale è aumentata, negativo altrimenti. Si è osservato che, alla velocità ottimale di marcia, l Ep è massima quando l Ec è minima e viceversa, quindi Etot tenderà ad avere un valore costante. Mentre, tanto più ci si allontana dalla velocità ottimale, tanto più le curve che rappresentano Ec e Ep tendono ad avere la stessa fase. Nella marcia in piano, il lavoro totale per unità di tempo aumenta linearmente con la velocità. Nella corsa, invece, Ep ed Ec aumentano e diminuiscono sempre in concordanza di fase. Come prima, we = Ep + Ec, ma, dal momento che le due energie crescono e diminuiscono negli stessi intervalli di tempo, il lavoro avrà un valore massimo (positivo elevato) all inizio del passo e in valore minimo (negativo, elevato in valore assoluto) nella fase finale del passo. Perciò, i muscoli dovranno spendere energia sia nella fase iniziale, per compiere lavoro positivo, sia in quella finale, per assorbire lavoro negativo [l energia di questa seconda fase viene accumulata e restituita nella fase immediatamente successiva]. Il lavoro totale per unità di percorso viene questa volta espresso da w = we + wi = (0, 66v 1 + 1, 19) + 0, 24vJkg 1m 1 Ora che sono noti il lavoro meccanico totale (w) e il costo energetico (E ), si può ricavare il rendimento meccanico della corsa in piano, che cresce linearmente con la velocità per v compresa tra circa 10km/h e 32, 5km/h. 27

30 5. Scopo dello ricerca Lo scopo di questa ricerca è stato verificare se le abitudini di vita della popolazione dell'ultimo anno di liceo incidono sulla capacità aerobica e fornire indicazioni metodologiche personalizzate per ottimizzare l'attività motoria di ciascun soggetto. E stato pertanto creato un protocollo di esercizio per la valutazione di: intensità di corsa ottimale, ottenuta con una prova incrementale ad esaurimento; cinetica della frequenza cardiaca; misure antropometriche; stile di vita tramite un questionario. 6. Materiali e metodi 6.1. Soggetti I test sono stati eseguiti su 98 studenti del Liceo Classico J. Stellini di Udine, 31 di sesso maschile e 67 di sesso femminile di età compresa tra i 18 e 19 anni. I soggetti sono stati suddivisi in categorie in base allo stile di vita: sportivo/a: chi si allena almeno tre volte la settimana (14 maschi e 25 femmine); sedentario/a fumatore/fumatrice: chi non svolge alcuna attività motoria e consuma almeno un pacchetto di sigarette alla settimana (7 maschi e 5 femmine); sedentario/a non fumatore/fumatrice: chi non svolge alcuna attività motoria (10 maschi e 37 femmine). I soggetti sono stati debitamente informati dei metodi e degli scopi della sperimentazione e hanno dato il loro consenso informato agli esperimenti. 28

31 6.2. Metodi Antropometria. Gli studenti sono stati sottoposti a misurazioni antropometriche, che hanno fornito i seguenti dati: la statura in metri; la massa corporea in kg; l'indice di massa corporea (BMI) dato dall'equazione: peso/altezza 2 (kg/m 2 ). Prova incrementale ad esaurimento. I soggetti sono stati sottoposti ad una prova di corsa incrementale ad esaurimento in palestra, in cui si è ricavato un percorso ellittico con uno sviluppo di 60 metri che i soggetti hanno ripetuto più volte. Tale prova è caratterizzata da una velocità iniziale di 7 km h -1 incrementata di 1 km h -1 ogni 5 minuti (ogni carico, velocità sostenuti per questo tempo è definita "step") fino alla incapacità del soggetto di mantenere il carico imposto. FC (bat min 1 ) Tempo (min) Velocità (km h 1 ) Andamento della frequenza cardiaca (linea rossa) e della velocità (linea nera) in funzione del tempo durante la prova incrementale. La velocità iniziale era di 7 km h -1 con successivi incrementi di 1 km h -1 ogni 5 minuti. Dal grafico si vede che l andamento della frequenza cardiaca, dopo un iniziale aggiustamento, si mantiene pressoché costante fino alla velocità di 29

32 10 km h -1 (ventesimo minuto) a testimoniare una condizione organica nella quale vi è il prevalente ricorso al meccanismo energetico aerobico in condizioni di equilibrio. Dopo il ventesimo minuto, le richieste cui l organismo deve far fronte (intensità dell esercizio) sono maggiori di quello che può fornire il solo meccanismo aerobico cui va ad affiancarsi quello anaerobico lattacido che, però, determina a breve l esaurimento del soggetto. Dopo il ventesimo minuto è evidente, osservando l andamento della frequenza cardiaca in continuo aumento, che non vi è più una situazione nella quale l impegno organico è in grado di soddisfare le richieste energetiche con il solo meccanismo aerobico. Cinetica della frequenza cardiaca. Tale parametro è stato studiato prima e durante la prova tramite un cardiofrequenzimetro. Ad ogni soggetto è stato chiesto prima della partenza di restare in posizione ortostatica per due minuti, per misurare la FC a riposo. Al soggetto è stato quindi indicato di correre e ad ogni successivo incremento di velocità è stata rilevata la frequenza cardiaca istantanea. I soggetti hanno mantenuto la velocità imposta per mezzo di un feedback definito da tempi di passaggio ogni mezzo giro e giro completo. Pertanto, si è riusciti a mantenere una v di percorrenza costante per ogni step Materiali Sono stati utilizzati una cordella metrica per la misurazione del percorso, un fischietto per il segnale di inizio del test e due cronometri Casio. Per misurare il peso è stata usata una bilancia medica e per misurare l'altezza un metro. Per misurare la frequenza cardiaca è stato utilizzato il sistema di cardiofrequenzimetri Sigma Sport Elektro GmbH (Germany). I soggetti hanno risposto ad un questionario di valutazione, predisposto per definire lo stile di vita. 30

33 7. Risultati 7.1. Stili di vita Nella tabella n.1 e nel grafico n.1 sono riportati i dati, in percentuale, rappresentanti le abitudini di vita degli studenti delle classe terze liceo. Categorie Maschi Femmine Totale Sportivi 45,2 % 37,3% 39,8 % Sedentari 54,8 % 62,7 % 60,2 % Tabella n.1a : dati percentuale stili di vita Categorie Maschi Femmine Totale Fumatori 22,6 % 7,5 % 12,2 % Non Fumatori 77,4 % 92,5 % 87,8 % Tabella n.1b : dati percentuale stili di vita Grafico n.1 : rappresentazione degli stili di vita in studenti di anni I dati riportati in tabella mettono in evidenza che la maggioranza degli studenti è sedentaria: l attività motoria infatti è condivisa da circa il 40% degli studenti (rispetto alla media nazionale del 55%) mentre il 60% non svolge alcuna attività fisica. I fumatori rappresentano in totale il 12,2 % della popolazione scolastica, con una netta prevalenza nei maschi. 31

34 Nella tabella n.2 e nel grafico n.2 sono riportati i dati, in percentuale, rappresentanti gli stili di vita degli studenti delle classe terze liceo, suddivisi in tre categorie. Categorie Maschi Femmine Totale Sedentari fumatori 22,6 % 7,5 % 12,2 % Sedentari non 32,2 % 55,2 % 48 % fumatori Sportivi 45,2 % 37,3 % 39,8 % Tabella n.2: percentuali degli stili di vita degli studenti, suddivisi in tre categorie Grafico n.2: Rappresentazione degli stili di vita degli studenti, divisi in tre categorie 32

35 7.2. Misure antropometriche La tabella n.3 riporta le caratteristiche antropometriche della popolazione scolastica studiata, suddivisa per sesso. Soggetti Peso ± D.S. (kg) Altezza ± D.S. (cm) BMI ± D.S. (kg/m²) Maschi 68,4 (± 9,3) 181 (± 6,7) 20,76 (± 2,4) Femmine 57,2 (± 8,6) 165 (± 5,7) 20,87 (± 3,1) Tabella n.3: dati antropometrici dei soggetti divisi per sesso. Sulla base degli stili di vita sono state calcolate le medie delle misurazioni antropometriche riportate nelle tabelle numero 4 e 5. Soggetti Peso ± D.S. Altezza ± D.S. BMI ± D.S. (maschi) (kg) (cm) (kg/m²) Sedentari fumatori 69,7 (± 8,5) 179 (± 3,7) 21,7 (± 2,4) Sedentari non fumatori 63,0 (± 7,7) 182 (± 8,8) 19,0 (± 1,2) Sportivi 71,8 (± 9,5) 182 (± 6,3) 21,6 (± 2,4) Tabella n. 4: misure antropometriche medie degli studenti maschi suddivisi in base allo stile di vita 33

36 Soggetti Peso ± D.S. Altezza ± D.S. BMI ± D.S. (femmine) (kg) (cm) (kg/m²) Sedentarie fumatrici 56,2 (± 7,9) 168 (± 7,1) 20,0 (± 4,3) Sedentarie non fumatrici 58,6 (± 9,9) 166 (± 5,5) 21,4 (± 3,5) Sportive 55,5 (± 6,5) 166 (± 5,8) 20,1 (± 1,9) Tabella n.5: misure antropometriche medie delle studentesse femmine suddivise in base allo stile di vita Prova incrementale Analizzando i dati delle prove si sono ottenuti risultati che sono stati suddivisi per genere in tre categorie: soggetti sportivi, soggetti sedentari non fumatori, soggetti sedentari fumatori. Per tutti i sei gruppi (tre maschili e tre femminili) sono stati presi in considerazione i seguenti parametri: frequenza cardiaca di ogni step della prova incrementale; velocità di ogni step della prova incrementale; frequenza cardiaca di endurance che è il più alto valore mantenuto costante all interno dello step; velocità di endurance: velocità corrispondente allo step relativo alla frequenza cardiaca di endurance; frequenza cardiaca massima: corrispondente al più alto valore rilevato nella prova incrementale; velocità massima: corrispondente alla velocità dell ultimo step della prova di ognuno dei soggetti; rapporto percentuale tra frequenza cardiaca di endurance e frequenza cardiaca massima; rapporto percentuale tra velocità di endurance e velocità massima. 34

37 Sono stati calcolati: valore medio e deviazione standard della frequenza cardiaca per ognuno degli step della prova incrementale (quindi per ogni velocità compresa tra 7 e 13 km h -1 ); valore medio e deviazione standard di: frequenza cardiaca di endurance, velocità di endurance, frequenza cardiaca massima, velocità massima, rapporto percentuale tra frequenza cardiaca di endurance e frequenza cardiaca massima, rapporto percentuale tra velocità di endurance e velocità finale. MASCHI Maschi sportivi Velocità (km h -1 ) FC (bat min -1 ) MEDIA DEV. ST 8,9 21,8 16,9 14,9 12,9 12,7 7,0 6,8 Maschi sportivi y = 9,9091x + 65,724 R² = 0, FC (bat min-1) Velocità (km h-1) Grafico n. 3: cinetica della frequenza cardiaca in soggetti maschi sportivi 35

38 Il grafico n.3 rappresenta la risposta cardiovascolare, identificata dal parametro misurato (frequenza cardiaca), in relazione al carico di lavoro imposto (velocità di corsa). Più alta è la frequenza cardiaca a parità di velocità di corsa, maggiore risulta l impegno cardiovascolare. La relazione che risulta dai dati è pressoché lineare: FC (bat min -1 ) = 9,9091 v (km h -1 ) + 65,724; R 2 = 0,9884. Maschi sedentari non fumatori Velocità (km h -1 ) FC (bat min -1 ) MEDIA DEV. ST 17,5 19,2 25,7 23,0 17,5 14,1 5,2 2,1 Maschi sedentari non fumatori y = 8,8291x + 87,655 R² = 0, FC (bat min-1) Velocità (km h-1) Il grafico n.4: cinetica della frequenza cardiaca in soggetti maschi sedentari non fumatori Il grafico n.4 rappresenta la risposta cardiovascolare, identificata dal parametro misurato (frequenza cardiaca), in relazione al carico di lavoro imposto (velocità di corsa). Più alta è la frequenza cardiaca a parità di velocità di corsa, maggiore risulta l impegno cardiovascolare. La relazione che risulta dai dati è pressoché lineare: FC (bat min -1 ) = 8,8291 v (km h -1 ) + 87,6554; R 2 = 0,