METODOLOGIA ALLENAMENTO MA9 A.A. 2009/20010 Marterdì 2 Febbraio 8:30 10 II metodologico

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1 METODOLOGIA ALLENAMENTO MA9 A.A. 2009/20010 Marterdì 2 Febbraio 8:30 10 II metodologico

2 Nel corso di esercizio muscolare di intensità elevata (> 80 %VO 2max ) si assiste ad un progressivo declino del contenuto di glicogeno muscolare che può diminuire in 45 minuti dell 85 % rispetto ai valori pre-esercizio. Il tempo di esaurimento coincide con il punto in cui si raggiunge la deplezione delle scorte di glicogeno muscolare. E quindi possibile dimostrare una relazione grosso modo proporzionale tra il tempo di esaurimento e la concentrazione di glicogeno muscolare all inizio del lavoro muscolare. Per esempio, il tempo di esaurimento aumenta da un ora circa a più di due ore quando si passa da una concentrazione di glicogeno nel quadricipite di 6.3 g per kg di muscolo ad una di 35.1 g per kg

3 Fonti energetiche aerobiche Potenza aerobica: W/kg Capacità aerobica: kj/kg È il VO 2max 5 l/min *20.9/60/75 = 23.2 W/kg Le fonti energetiche sono costituite da tutto il materiale ossidabile presente nell organismo

4 Fonti energetiche anaerobiche lattacide Un esercizio muscolare che comporti lo sviluppo di una potenza superiore a quella che può essere sostenuta dal massimo tasso di resintesi dell ATP per via ossidativa è definito sovramassimale. In tali condizioni parte dell energia necessaria per la risintesi dell ATP, oltre che dalle reazioni ossidative e dall idrolisi della PCr viene sostenuta dalla glicolisi anaerobica Esercizio massimale (fuori tutto): parte del debito contratto all inizio dell esercizio è di origine lattacida: early lactate Questa componente del debito NON è facile da misurare

5 La variabile di interesse per effettuare un BILANCIO ENERGETICO è il lattato muscolare, NON quello ematico Solo dopo un certo tempo la concentrazione del lattato nel sangue è indicativa della concentrazione a livello muscolare. Dopo 15 minuti c è equivalenza tra la concentrazione di lattato muscolare ed ematico ma quest ultimo non è una misura della quantità accumulata in partenza Il picco di lattato misurato alla fine di un esercizio (nel sangue) è però PROPORZIONALE alla quantità totale di lattato prodotto durante l esercizio (nel muscolo)

6 Lattato precoce: esercizio sovra-massimale di breve durata La velocità di accumulo del lattato nel sangue (d[la] b /dt) (pendenza della relazione lineare) non aumenta all aumentare dell intensità di esercizio L intervallo di tempo dopo il quale [La] b inizia ad aumentare (intercetta sull asse dei tempi) si accorcia all aumentare dell intensità di esercizio. corsa a 18 km/h a diverse pendenze: l esaurimento viene raggiunto in tempi di 5-30 secondi: maggiore è l intensità dell esercizio più precoce è la comparsa del lattato nel sangue. I primi secondi di esercizio sono comunque compiuti senza accumulo di lattato (solo PCr)

7 La velocità di accumulo del lattato (d[la] b /dt = La s ) nel sangue è correlata con l intensità dell esercizio: E = VO 2max La s Quando l intensità supera l 85% del VO 2max l esercizio diventa parzialmente anaerobico La pendenza di questa regressione (mlo 2 pro kg/mm) NON dipende (dipende poco) dal tipo di esercizio e indica che l energia resa disponibile dall organismo ogni volta che la concentrazione di lattato nel sangue aumenta di 1 mm è di 3 mlo 2 per kg dipeso corporeo: 3 ml O 2 kg -1 mm -1 Gli assi sono entrambi normalizzati per il VO 2max E quindi possibile stimare il dispendio energetico totale da misure di consumo di ossigeno e di lattato (conoscendo il suo equivalente energetico)

8 L equivalente energetico del lattato in vivo consente di calcolare la massima potenza metabolica ottenibile utilizzando la via anaerobica glicolitica La massima potenza anaerobica lattacida può essere calcolata in ogni singolo individuo moltiplicando per l equivalente energetico del lattato la massima velocità di accumulo di lattato ematico misurata nel corso di esercizi sovra massimali che portano ad esaurimento nel corso di 2-45 secondi. E all incirca uguale ad una volta e mezzo quella massimale aerobica. Moltiplicando la massima [La] b per l equivalente energetico del lattato è possibile stimare anche la massima quantità di energia ottenibile per via glicolitica anaerobica. La capacità lattacida è di circa 40 ml O 2 /kg in atleti di ottimo livello.

9 Fonti energetiche anaerobiche lattacide Potenza lattacida: W/kg 75 ml O 2 kg -1 min -1 (~1.5 volte il V O 2max ) Capacità lattacida: kj/kg ml 0 2 /kg (14-17 mm)

10 Risposta: Esercizio: determinare la capacità (mlo 2 /kg) e la potenza lattacida (W/kg) di due atleti che hanno accumulato 14 mm di lattato durante un test della durata di 30 s 7 mm durante un test della durata di 10 s 14 mm x 3 x 20.9 / 1,000 = 0.88 kj /kg Capacità lattacida (42 mlo 2 /kg) 0.88/30 x 1,000 = 27 W/kg Potenza lattacida 7 mm x 3 x 20.9 / 1,000 = 0.44 kj /kg Capacità lattacida (21 mlo 2 /kg) 0.44/10 x 1,000 = 44 W/kg Potenza lattacida Nel secondo test il lattato accumulato è minore ma lo è anche la durata del test: la potenza lattacida è maggiore che nel primo caso

11 Esercizi MASSIMALI e continui di durata inferiore a 10 secondi: impegno anaerobico alattacido di durata pari a secondi: impegno anaerobico lattacido In questo tipo di esercizio la componente alattacida è comunque presente e quella aerobica inizia a giocare un ruolo di durata pari a 45s-5 minuti: impegno aerobico-anaerobico massivo In questo tipo di esercizio la componente alattacida, lattacida e aerobica hanno tutte una grande importanza di durata superiore ai 4-5 minuti: impegno prevalentemente aerobico

12 CANOA OLIMPICA In valori assoluti (mm) la quantità di lattato prodotta è ± la stessa. AnL (mlo 2 /mm kg) quindi cambia poco AnL (mlo 2 /mm kg al secondo) invece cambia molto Il contributo lattacido viene diluito su di un tempo via via maggiore tanto maggiore è la distanza percorsa la potenza lattacida (e alattacida) diminuisce in funzione della durata della prova (da 1 a 6 minuti)

13 In funzione della distanza percorsa (tempo): diminuisce la potenza metabolica totale diminuisce la potenza lattacida diminuisce la potenza alattacida aumenta la potenza aerobica In valori ASSOLUTI In funzione della distanza percorsa (tempo) aumenta la % di energia proveniente da fonti energetiche aerobiche e diminuisce quella di provenienza anaerobica (alattacida e lattacida)

14 Esercizio massimale all out nel nuoto su diverse distanze ( e 200m): le % dipendono SOLO dal tempo di gara e non dalla specialità praticata Fonti energetiche teoriche (per 30 s di gara) Aerobiche: 25 % Anaerobico-lattacide: 35 % Anaerobico-alattacide:40 % Fonti energetiche teoriche (per 90 s di gara) Aerobiche: 52 % Anaerobico-lattacide: 26 % Anaerobico-alattacide: 22 %

15 Ciclismo: gara di inseguimento individuale e a squadre

16 Front crawl sulle diverse distanze 50 m stile libero m stile libero m stile libero 1' m stile libero 3'40" m stile libero 7' m stile libero 14'34"56 Nota: dati aggiornati al 21 gennaio 2010 Calcolare le % di energia di provenienza aerobica e anaerobica per ogni distanza

17 Test di valutazione funzionale Fonti energetiche aerobiche: determinazione del V O 2max (diretta o indiretta), del rapporto V E / V O 2, del rapporto V O 2 / FC, della cinetica del V O 2, del Costo metabolico, della soglia aerobica ed anaerobica... Fonti energetiche anaerobiche lattacide: determinazione del lattato ematico o muscolare, dell attività enzimatica muscolare e/o di variabili indirette (deficit e debito di ossigeno, MAOD [maximal accumulated oxygen deficit] ) Fonti energetiche anaerobiche alattacide: biopsia muscolare per [ATP] e [PCr] ed attività enzimatica o NMR oppure Variabili indirette di lavoro meccanico esterno L effettiva energia metabolica consumata dipende dal rendimento

18 La capacità anaerobica alattacida (AnAl) Calcolare l energia che deriva dalla completa utilizzazione delle scorte di PCr assumendo che, nella transizione tra riposo ed esaurimento, la concentrazione di PCr diminuisca di 18.5 mm. kg -1 (di muscolo), che le masse muscolari coinvolte siano pari al 30% della massa corporea. Si ipotizzi un rapporto P/O 2 di 6.25 ed un equivalente energetico di J / mm (18.5/ ) = 416 J. kg -1 Troppe ipotesi per essere utilizzato per predire la prestazione

19 Test per la valutazione della massima potenza muscolare (W) e della capacità anaerobica alattacida (J) Esercizi massimali di 5-10 s al massimo: il meccanismo lattacido viene coinvolto ma solo marginalmente. Il test di elezione è il salto a piè pari. La maggior parte di questi test danno dei valori di pseudo-potenza (e. g. una velocità, un dislivello, un tempo di esecuzione) oppure valutano il LAVORO MECCANICO ESTERNO e non la vera produzione di energia di un meccanismo metabolico

20 FONTI ENERGETICHE ANAEROBICHE ALATTACIDE Esercizio massimale (fuori tutto): man mano che la durata dell esercizio aumenta la componente aerobica cresce e quella anaerobica diminuisce

21 La massima potenza anaerobica alattacida

22 Come si misura la massima potenza anaerobica alattacida esprimibile da un soggetto? Fonti energetiche anaerobiche alattacide: biopsia muscolare per [ATP] e [PCr] e attività enzimatica oppure variabili indirette di LAVORO o FORZA ESTERNI : P = W/t P = F. v In tal caso però l effettiva energia metabolica consumata dipende dal rendimento

23 TEST DI VALUTAZIONE DELLA FORZA DINAMICA??? Dato che nel campo della valutazione funzionale spesso non è possibile misurare direttamente una qualità o perché essa non è misurabile (es. visione di gioco) o per impossibilità di misurare direttamente i fattori costituenti la qualità indagata (es. enzimi della glicolisi dai quali dipende la potenza anaerobica lattacida) o perché il test è troppo costoso (es. risonanza magnetica nucleare) o perché la misura non è ripetibile (es. biopsia muscolare), allora si ricorre ad una misura indiretta della qualità che abbiamo bisogno di indagare periodicamente. In pratica uno se la inventa Però

24 I test devono soddisfare 3 criteri fondamentali per essere considerati scientifici : un test deve essere valido, nel senso che il grado dell accordo tra la misura ed il valore vero del fenomeno deve essere elevato. La valutazione della validità necessita di uno standard esterno di riferimento. un test deve essere riproducibile, cioè deve concordare tra misure ripetute dello stesso fenomeno. La riproducibilità dà una misura della precisione di una metodica di rilevamento. Si ottiene misurando più volte la stessa cosa, nelle stesse condizioni (strumenti, tempo, luogo) ed ottenendo gli stessi risultati. un test deve essere attendibile, nel senso che deve essere ridotta al minimo la variabilità dell osservatore e dello strumento, la variabilità biologica dello stesso fenomeno in condizioni ed in tempi diversi e le differenze biologiche tra soggetti diversi.

25 Salto in alto a piè pari su piattaforma delle forze W (t) = F(t) x v(t) F(t) questa è la variabile misurata dalla strumentazione v(t) = a(t) dt questa è la variabile da calcolare a(t) è influenzata da due forze: la forza di gravità (F = M g, dove M è la massa del soggetto e g = 9.81 m/s 2 ) e la forza muscolare esercitata dal soggetto (F = M a)

26 La forza normale La Forza Normale si esercita su un corpo che viene a contatto con il terreno Se una persona sta in piedi ferma (in quiete) su un terreno (non inclinato) esercita una forza uguale e contraria alla forza di reazione esercitata sul corpo dal terreno (Principio Azione Reazione, 3 principio della dinamica, principio/legge di Newton), questa viene chiamata forza di contatto (o forza NORMALE) È data da tutte le forze al suolo che impediscono al soggetto di sprofondare F normale = - Forza peso In termini più generali la forza normale è data dalla componente perpendicolare al suolo della forza di gravità

27 La Forza Normale non è necessariamente uguale alla forza peso La Forza Normale si esercita su un corpo che viene a contatto con il terreno L intensità della forza normale dipende non solo dalla forza con cui una persona preme sul pavimento (cioè dal suo peso) ma anche dal grado di attivazione dei muscoli dell arto inferiore (per esempio del movimento di preparazione e stacco durante un salto ) F N = F peso + F muscolare F N = mg + ma

28 La forza NON è costante La forza è maggiore della forza peso prima dello stacco Dato che ricavo W da F x v, la potenza è zero quando v è zero V è la v del cm: al momento dello stacco inizia a scendere in modo lineare (dipende da g) perché durante il salto il moto del cm è parabolico Al momento dell atterraggio la forza è IMPULSIVA supera di parecchie volte il peso corporeo (allungamento dei tendini)

29 Vertical jumps SJ (squat jump) In questo salto si parte da una posizione standardizzata di piegamento delle ginocchia (~90 ), piedi pari alla larghezza delle spalle e talloni aderenti al suolo, si mettono le mani sui fianchi, il tronco rimane verticale rispetto al suolo; da questa posizione si effettua un salto verticale alla massima intensità. L errore più comune nell esecuzione di questo test è quello di effettuare dei contromovimenti verso il basso, che vanno assolutamente evitati (occorre pulsione verso l alto ). CMJ (salto con contromovimento) Nel CMJ invece si parte dalla posizione eretta e si esegue prima un veloce piegamento, sempre con le mani sui fianchi ed i talloni aderenti al suolo, di ~90 per poi saltare verso l alto. La caduta deve essere effettuata con le ginocchia distese, sulla punta dei piedi con successiva ammortizzazione per evitare traumi. È importante che durante l azione di piegamento il busto rimanga il più eretto possibile per evitare ogni possibile influenza sulla prestazione degli arti superiori. Il test può essere effettuato sia con le mani sui fianchi che con le braccia libere di muoversi (CMJ arm swing). In questo secondo tipo di test CMJ le capacità coordinative intervengono nel determinare il risultato del test che risulterà così più utile per valutare atleti di discipline sportive nelle quali l intervento delle braccia favorisce l elevazione del corpo (per esempio il colpo di testa nel calcio).