FISIOLOGIA DELL ATTIVITA MOTORIA-SPORTIVA E TEST DI VALUTAZIONE FUNZIONALE

Transcript

1 FISIOLOGIA DELL ATTIVITA MOTORIA-SPORTIVA E TEST DI VALUTAZIONE FUNZIONALE prof. Federico Schena Istituto di Medicina dello Sport FMSI-CONI Verona Facoltà di Scienze Motorie Università di Verona

2 IL COSTO ENERGETICO La quantità di energia spesa per effettuare un dato compito (lavoro, esercizio fisico, attività sportiva, etc.)

3 IL COSTO ENERGETICO Perché misurare il Costo Ottimizzare la programmazione dell allenamento energetico? Il modello di gara Monitoraggio dell allenamento

4 IL COSTO ENERGETICO Perché misurare il Costo Ottimizzare l apporto nutrizionale energetico? Quantità dei substrati Differenziazione dei substrati

5 IL DISPENDIO ENERGETICO Come Calorimetria diretta misurare il dispendio energetico?

6 IL DISPENDIO ENERGETICO Calorimetria indiretta Come misurare il dispendio energetico? Energia = ossigeno (+ PC e lattato) O 2 H 2 O

7 IL DISPENDIO ENERGETICO poiché l ossigeno è necessario alla produzione di energia, se aumenta l intensità dello sforzo deve aumentare anche l ossigeno consumato dall organismo

8 UNITA DI MISURA DEL V O 2 V O 2 Assoluto = litri per minuto = l * min -1 V O 2 dipende dalla quantità di massa muscolare attivata Perciò, specie nelle attività antigravitarie, il V O 2 assoluto deve essere normalizzato al peso corporeo ml * kg-1 * min -1

9 PERCHE AUMENTA IL V O 2 DALLA CONDIZIONE DI RIPOSO AL MASSIMO SFORZO? FATTORI CENTRALI E PERIFERICI V O 2 = Q * (CaO 2 CvO 2 ) (Fick)

10 QUALI SONO GLI INDICI PIU IMPORTANTI DEL METABOLISMO AEROBICO? FATTORI CENTRALI E PERIFERICI V O 2 max/v O 2 peak Massima produzione ATP per via aerobica

11 IL MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO è una misura globale ed integrata di tutti quei meccanismi responsabili del trasporto di ossigeno e della sua utilizzazione nei mitocondri a livello cellulare

12 IL MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO è una misura globale ed integrata di tutti quei meccanismi responsabili del trasporto di ossigeno e della sua utilizzazione nei mitocondri a livello cellulare

13 IL MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO IL V O 2 max E L INDICE PIU UTILIZZATO PER VALUTARE LA FUNZIONALITA CARDIO-RESPIRATORIA E METABOLICA L ANALISI ACCURATA DEI DATI DI UN TEST CARDIO- POLMONARE CONSENTE DI VALUTARE, IN MODO NON INVASIVO, LA FUNZIONALITA DEGLI APPARATI CARDIO-VASCOLARE E RESPIRATORIO E L EQUILIBRIO DEL RAPPORTO VENTILAZIONE- PERFUSIONE POLMONARE

14 IL MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO Determinazione diretta del V O 2max Metabolimetri Specificità dell esercizio Durata: 7-10/12 minuti Tipo di test: onda quadra, incrementale, step

15 FC (bpm) Load IL MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO:TEST INDIRETTI Determinazione indiretta del V O 2max Double Step test Principi ed assunzioni Si assume una relazione lineare tra Q e V O 2 e, quindi, tra FC e V O 2 In realtà si utilizza la relazione WL-FC Si calcola la Fcmax teorica del soggetto a età (aa) b età (aa) Si assume che la relazione tra WL e V O 2 sia lineare ed a rendimento dell esercizio costante età 6 min Vel (km/h) 18 6 min Vel max Time

16 IL V O 2 MAX: VALORI DI RIFERIMENTO

17 v = Ė max max C Di Prampero La locomozione umana su terra, in acqua, in aria, 1985

18 P o te n z a ( m l/ K g / m in ) A N A E R O B IC A A L A T T A C ID A A N A E R O B IC A L A T T A C ID A A E R O B IC A te m p o ( s )

19 CONSUMO DI OSSIGENO determinanti fisiologici.. VO 2 = Q * (CaO 2 - CvO 2 ) Q = FC * Gp. _ CaO 2 = [Hb] * 1,34 * SaO 2 _ CvO 2 = [Hb] * 1,34 * SvO 2 _

20 Misura del VO 2 max

21 Attraverso un test massimale: misura del VO 2 max relazione VO 2 /W FCmax Wmax relazione individuale FC/VO 2

22 Misure indirette (Test da campo) Basate su parametri non-ventilatori e/o test sottomassimali: indici di performance aerobica stime indirette Vantaggi: basso costo tempi di esecuzione rapidi personale/apparecchiatura non tecnici sforzo sottomassimale (minore necessità di motivazione) ridotto rischio medico buona precisione Svantaggi: influenza di variabili ambientali impossibile valutare variabili importanti bassa accuratezza applicati da personale non esperto

23 La valutazione indiretta del VO 2 max basata su FC assume: misura del VO 2 o VO 2 noto FC ad equilibrio relazione lineare tra FC e costo energetico costante relazione individuale FC/VO 2 stima accurata della FC max

24 carico (W) Test incrementali, continui tempo (min)

25 Test ad onda quadra, discontinui carico (W) Test a onda quadra 300W 250W 200W 150W 100W 50W Tempo (min)

26 Attraverso un test massimale: misura del VO 2 max relazione VO 2 /W FCmax Wmax relazione individuale FC/VO 2

27 Misure indirette (Test da campo) Basate su parametri non-ventilatori e/o test sottomassimali: indici di performance aerobica stime indirette Vantaggi: basso costo tempi di esecuzione rapidi personale/apparecchiatura non tecnici sforzo sottomassimale (minore necessità di motivazione) ridotto rischio medico buona precisione Svantaggi: influenza di variabili ambientali impossibile valutare variabili importanti bassa accuratezza applicati da personale non esperto

28 La valutazione indiretta del VO 2 max basata su FC assume: misura del VO 2 o VO 2 noto FC ad equilibrio relazione lineare tra FC e costo energetico costante relazione individuale FC/VO 2 stima accurata della FC max

29 carico (W) Test incrementali, continui tempo (min)

30 Test ad onda quadra, discontinui carico (W) Test a onda quadra 300W 250W 200W 150W 100W 50W Tempo (min)

31 Sogg. 1 Sogg.2 Sogg. 1 Sogg.2 W VO2 VO2 FC FC

32 misura del VO 2 o VO 2 noto 6 5 VO 2 (l/min) soggetto 1 soggetto carico (W)

33 FC ad equilibrio FC (b /m in) W 180 W 150 W te m p o (s)

34 relazione lineare tra FC e costo energetico soggetto 1 FC (b/min) soggetto carico (W)

35 relazione lineare tra FC e costo energetico soggetto 1 FC (b/min) soggetto VO 2 (l/min)

36 costante relazione individuale FC/VO 2 temperatura ambiente umidità relativa tipo di esercizio sonno pressione barometrica composizione dell aria ora del giorno idratazione composizione della dieta distanza dal pasto

37 Stima accurata di FC max From: Age-predicted HR max revisited Tanaka et al., J Am Coll Cardiol, 37(1): 153-6, 2001

38 HRmax (b/min) accurate estimation of HR max age Traditional Tanaka difference HR max (b/min)=220-age (yrs) HR max (b/min)=208-(0.8*age) Traditional Tanaka age (yrs) From: Age-predicted HR max revisited Tanaka et al., J Am Coll Cardiol, 37(1): 153-6, 2001

39 soggetto 1: y=70+0.4(x) soggetto 2: y=60+0.3(x) soggetto 1 FC (b/min) soggetto carico (W)

40 FC (b*min -1 ) Conoscere la relazione individuale FC/VO 2 consente di: VO 2 (l*min -1 ) stimare FC e VO2 di carichi intermedi non testati

41 FC (b*min -1 ) Conoscere la relazione individuale FC/VO 2 consente di: VO 2 (l*min -1 ) stimare FC e VO2 di carichi intermedi non testati stimare il costo energetico di altre attività

42 FC (b*min -1 ) Conoscere la relazione individuale FC/VO 2 consente di: VO 2 (l*min -1 ) stimare FC e VO2 di carichi intermedi non testati stimare il costo energetico di altre attività

43 FC (b*min -1 ) Conoscere la relazione individuale FC/VO 2 consente di: VO 2 (l*min -1 ) stimare FC e VO2 di carichi intermedi non testati stimare il costo energetico di altre attività stimare il VO 2 max

44 FC (b*min -1 ) Conoscere la relazione individuale FC/VO 2 consente di: allenamento VO 2 (l*min -1 ) stimare FC e VO2 di carichi intermedi non testati stimare il costo energetico di altre attività stimare il VO 2 max è un indice di fitness

45 Lattatemia QUALI SONO GLI INDICI PIU IMPORTANTI DEL METABOLISMO AEROBICO? La concentrazione del lattato nel sangue aumenta con l incremento dello sforzo Alta intensità dello sforzo FATTORI CENTRALI E PERIFERICI Bassa intensità dello sforzo Media intensità dello sforzo minuti SOGLIA ANAEROBICA

46 LA SOGLIA ANAEROBICA Il carico di lavoro che può essere sostenuto con la massima concentrazione, in stato stazionario, di lattato ematico, meglio definita come Maximal Lactate in Steady State

47 LA SOGLIA ANAEROBICA SA L aumento della concentrazione del lattato nel sangue inizia prima che il soggetto abbia raggiunto il V O 2 max

48 Perché il lattato aumenta??? Incremento velocità della glicolisi Maggiore uso delle fibre IIb Riduzione della PO2 cellulare

49 Metodi per misura Soglia Anaerobica OBLA Onset of blood lactate accumulation LT Lactate threshold at 4 mm MSSL Maximal steady state lactate

50 Soglia anaerobica /Anaerobic Threshold???? Produzione lattato Smaltimento lattato Accumulo lattato Soglia vera

51

52 Risposta ventilatoria in relazione ad AT

53 Il destino dell acido lattico LA - H + + Na HCO 3 - H 2 O + CO 2 Quale effetto dell incremento del CO 2 rispetto a quello che deriva dal ciclo di Krebs? E cosa succede quando si esaurisce la capacità tampone? Effetti diretti dell acidosi

54 V C O ( l / m i n ) 2 V O 2 ( l / m i n ) V E ( l / m i n ) V E / V C O R V E / V O P E T ( O m m H g ) P E T C ( O m m H g ) c a r i c o ( W ) 30

55 Test di Conconi: determinazione del punto di flesso tra FC e Carico F C ( b / m in ) Vd v e lo c it à d i c o r s a ( K m / h )

56 Fattori che possono influenzare la produzione di LA e quindi la misura di SA: stato nutrizionale scorte intramuscolari di glucogeno stimolo adrenergico ipossia acuta e cronica