COMPONENTI LATTACIDE DELLA RESISTENZA NEL CALCIO E NEGLI ALTRI GIOCHI DI SQUDRA

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1 COMPONENTI LATTACIDE DELLA RESISTENZA NEL CALCIO E NEGLI ALTRI GIOCHI DI SQUDRA Enrico Arcelli Facoltà di Scienze Motorie Università degli Studi di Milano

2 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio Quando nei muscoli si genera energia con il meccanismo energetico anaerobico lattacido, si ricaricare l ATP, ma si produce anche acido lattico. Nelle fibre muscolari, su 1250 molecole di acido lattico ben 1249 sono dissociate in: ioni lattato (LA-); ioni idrogeno (H+).

3 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio - lo ione LA- (lattato), carico negativamente; è quello che si misura nel sangue; - lo ione H+ (ione idrogeno), carico positivamente: è quello che crea più problemi (disturba l efficienza del muscolo), poiché acidifica l ambiente acquoso del sarcoplasma.

4 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio Il grado di acidità (ph) è proprio in funzione della concentrazione di ioni H+: ph = - log <H+> Più aumenta il grado di acidità (più basso è il ph) maggiori sono i problemi della fibra; anche i tempi del recupero per esempio quelli di ricostruzione del CP si allungano. Quando si arriva al ph critico in una certa fibra, essa non può più lavorare.

5 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio Nel sangue, il ph è di solito 7,4; dopo sforzi lattacidi molto intensi (ripetute) scende a 6,9. Nei muscoli il ph è di solito 7,2-7,3; dopo sforzo lattacidi molto intensi scende sotto 6,5 in certe fibre. Il ph critico è più basso nelle fibre veloci che nelle fibre lente.

6 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio Gli H+ rendono le fibre muscolari più acide, ossia abbassano il ph; ad un certo punto ( ph critico ) bloccano gli enzimi e non si produce più energia lattacida.

7 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio Si pensi alla carne cruda su cui si mette il succo del limone: l acidità determina cambiamenti strutturali molto evidenti. L organismo cerca di evitare tali degenerazioni proteiche (che sono irreversibili). Usa una valvola di sicurezza : mette fuori uso alcuni enzimi che permettono la glicolisi.

8 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio Le alte concentrazioni di H+ (i bassi valori di ph) impediscono, infatti, il funzionamento di enzimi quali la fosforilasi e la fosfofruttochinasi. Quando si arriva ad un certo ph, la fibra va momentaneamente fuori uso e ci rimane fino a quando il ph non ritorna al di sopra del ph critico.

9 Le componenti lattacide della resistenza nel calcio L allenamento ben fatto aiuta la fibra a difendersi dagli ioni H+: 1) a parità di sforzo prodotto, se ne produce meno; 2) gli effetti negativi degli ioni H+ sono limitati dai tamponi che aumentano con l allenamento; 3) gli ioni H+ (e LA-) vengono allontanati più rapidamente dai carriers.

10 Quando si arriva al ph critico Vasca piena = ph critico Se l impegno dura poche decine di secondi (corse di m), pochi ioni H+ riescono ad uscire; se dura vari minuti (partita di calcio), c è il tempo per la fuoriuscita di ioni LA- e H+.

11 L allenamento ben fatto aiuta la fibra a difendersi dagli ioni H+ 1) A parità di sforzo prodotto, se ne produce meno: - se il meccanismo aerobico funziona meglio, il debito lattacido è inferiore; - se il meccanismo aerobico funziona meglio, il debito lattacido viene pagato più rapidamente.

12 L allenamento ben fatto aiuta la fibra a difendersi dagli ioni H+ 2) Gli effetti negativi degli ioni H+ sono limitati dai tamponi che aumentano con l allenamento: - i tamponi nella fibra sono i fosfati, la carnosina, la creatina e altre proteine contenenti istidina; - i tamponi, in pratica, agiscono così: tampone- + H+ = tampone-h - ci sono tamponi anche nei liquidi extracellulari e nel sangue (specie bicarbonati).

13 L allenamento ben fatto aiuta la fibra a difendersi dagli ioni H+ 3) Gli ioni H+ (e LA-) vengono allontanati più rapidamente dai carriers: - un tempo si pensava che il passaggio fosse legato soltanto alla differenza di concentrazione e che gli ioni H+ uscissero più rapidamente dalle fibre perché sono più piccoli; - oggi si sa che ci sono anche i carriers che aumentano con l allenamento e che portano fuori contemporaneamente LA- e H+.

14 Come mai si produce acido lattico nel calcio? Quando l aerobico non è al massimo dell efficienza (come invece succede quando si fa uno sforzo lungo) e quando l ATP preformato e il CP sono stati già utilizzati, la fibra non va in crisi: va comunque avanti a lavorare. Da dove può arrivare, dunque, l energia che una fibra utilizza? Dal meccanismo anaerobico lattacido (che è meno potente dell alattacido).

15 Come mai si produce acido lattico nel calcio? Di solito si dice che ci sono due possibilità. La prima è questa: - se lo sforzo è intenso e dura vari secondi (per esempio uno scatto di 30 metri), in successione, dopo l ATP preformato e il CP, ecco che entra necessariamente in scena anche il meccanismo lattacido e questo può far produrre lattato anche con un solo impegno.

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17 Come mai si produce acido lattico nel calcio? La seconda possibilità (la più comune) è data dalla somma di due o più impegni: - se il primo sforzo è breve, anche se molto intenso (per es. uno scatto di meno di 10 metri), non si produce lattato; - ma se subito dopo ne devo fare un altro, non ho tempo per ricostruire CP e ATP, né a restituire l ossigeno alla mioglobina.

18 Come mai si produce acido lattico nel calcio? Per avere le idee più chiare, può essere utile fare riferimento ai 100 m dell atletica. Già dai 40 metri non si usa più CP (è stato sfruttato totalmente); da quel punto in poi si utilizza soltanto il meccanismo lattacido. Nel tratto lanciato, il centometrista usa il meccanismo lattacido (conta la potenza lattacida, vale a dire la quantità di ATP prodotta per minuto con tale meccanismo).

19 Nuova proposta di energetica per i 100 m (Arcelli e Mambretti, 2007)

20 Nuova proposta di energetica per i 100 m Il meccanismo alattacido funziona subito al massimo, ma già dopo 2 s ha ridotto drasticamente la sua potenza; dopo 4-5 s è esaurito; Anche il meccanismo lattacido entra subito in funzione e arriva subito al massimo; dopo 4-5 s è l unico a funzionare, assieme all aerobico (il cui apporto non è però elevato).

21 Come mai si produce acido lattico nel calcio? Nella seconda parte dei 100 m il corridore è molto più veloce che nella prima. Ma la potenza sviluppata è inferiore. Nel primo tratto, infatti, deve accelerare. Nel primo tratto intervengono meccanismi energetici più potenti (ATP preformato e CP), capaci cioè di fornire una maggiore quantità di energia nell unità di tempo.

22 Nuova proposta di energetica per i 100 m Nella figura dei 100 m, l aria corrispondente al lattacido è divisa da linee verticali che delimitano uno spazio corrispondente alla produzione di 1 mmol.l -1 di lattato. A seconda della capacità del meccanismo alattacido e a seconda della potenza del meccanismo lattacido, la produzione di lattato può essere minore o maggiore.

23 Lo scatto del calciatore

24 Lo scatto del calciatore Durante uno scatto, il calciatore utilizza molto l alattacido, ma ricorre sempre anche al lattacido. A parità di efficienza, ne produce in quantità tanto maggiore quanto più lungo é lo scatto e quanto più veloce esso è. In ogni scatto contrae un debito di ossigeno sia alattacido che lattacido.

25 Come mai si produce acido lattico nel calcio? - per ridare tutto l ossigeno alla mioglobina, possono servire 80 secondi o più; per ricostruire totalmente il CP ancora di più: ma pause così lunghe raramente ci sono nei giochi di squadra (spesso per tutto il tempo di una partita un giocatore è in debito ); - e allora il calciatore deve ricorrere necessariamente al meccanismo lattacido.

26 Dove finiscono gli ioni H+ e LA- Gli ioni LA- che vanno nel sangue: sono trasformati in acido piruvico e bruciati dal cuore e da altri muscoli; sono ritrasformati in glucosio dal fegato e dai reni. Gli ioni LA- che vanno nelle fibre di tipo I: sono ritrasformati in piruvato e bruciati.

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28 Dove finiscono gli ioni H+ e LA- Il destino di H+ (e LA-) è: escono dalla fibra e vanno nei liquidi extracellulari; vanno in un altra fibra; vanno nel sangue.

29 Dove finiscono gli ioni H+ e LA- Gli ioni LA- che vanno nel sangue: dal cuore e da altri muscoli sono trasformati in acido piruvico e bruciati ; dal fegato e dai reni sono ritrasformati in glucosio. Gli ioni LA- che vanno nelle fibre di tipo I: sono ritrasformati in piruvato e bruciati.

30 Il turn over delle fibre Si è detto che quando in una certa fibra gli ioni H+ arrivano ad una certa concentrazione (un certo ph, il ph critico), vari enzimi non possono più lavorare e la fibra è fuori uso. Il muscolo può continuare a lavorare se un altra fibra prende il suo posto ( turnover ). Se non ci sono più fibre altrettanto valide, la potenza espressa si riduce.

31 Le componenti lattacide centrali Le componenti lattacide centrali comprendono le caratteristiche che non riguardano i muscoli che producono l acido lattico; esse sono: il potere tampone del sangue; la capacità di eliminare rapidamente il lattato dal sangue da parte dei vari organi che intervengono nello smaltimento di esso: cuore, fegato, reni, altri muscoli.

32 Le componenti lattacide periferiche Le componenti lattacide periferiche si riferiscono ai muscoli che hanno prodotto l ATP con il meccanismo lattacido; esse sono: la capacità dei muscoli di produrre tanto ATP lattacido per secondo ( potenza lattacida ); ciò vale, per esempio, nella seconda parte dei 100 m oppure nella volata finale in una gara di mezzofondo dell atletica o di ciclismo;

33 Le componenti lattacide periferiche il potere tampone riferito ai muscoli produttori di acido lattico, ossia la possibilità di eliminare gli H+ non appena si formano; esso va riferito: (a) all interno della fibra muscolare produttrice, (b) ai liquidi extracellulari, (c) alle fibre vicine;

34 Le componenti lattacide periferiche la possibilità di smaltire rapidamente il lattato all interno del muscolo che lo ha prodotto da parte sia di fibre produttrici (nelle fasi di impegno ridotto), sia di fibre non produttrici; la capacità della fibra muscolare di continuare a lavorare nonostante gli abbassamenti del ph; l uscita rapida dal lattato dalle fibre.

35 Le latticodeidrogenasi Le LDH costituiscono una famiglia di enzimi che agiscono sull equilibrio fra priruvato e lattato, l ultima tappa della trasformazione del glucosio in lattato. Per favorire l eliminazione del lattato (fibre rosse) è utile avere molte H-LDH. Per favorire la produzione di energia con il meccanismo lattacido (fibre pallide) è utile avere molte M-LDH

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37 Le latticodeidrogenasi Per i giocatori è utile possedere: Tante M-LDH per produrre molta energia con il meccanismo lattacido (sono abbondanti nelle fibre di tipo II); Tante H-LDH per eliminare rapidamente il lattato che si forma durante la partita (sono abbondanti soprattutto nelle fibre di tipo I).

38 I 400 metri Quanto più la prova è breve (400 m dell atletica) tanto maggiormente importanti sono i tamponi interni alla fibra (anzi: a molte fibre). In allenamento è importante che vengano raggiunti livelli elevati di acidità (bassi valori di ph) nei muscoli impegnati nella gara, per esempio con ripetute ad alta intensità e lunghi intervalli.

39 I 5000 metri Nelle prove più lunghe dell atletica in pista (5000 e m) é importante che gli H+ siano allontanati rapidamente dalla fibra: contano molto i carriers. In allenamento è importante che si compiano lavori in cui si alternano momenti di produzione di lattato (non altissima) a momenti di recupero, cioè ripetute a discreta intensità e intervalli brevi.

40 Il lattato e gli sport ciclici In alcuni sport ciclici i livelli di lattato ematico sono molto più alti che nei giochi di squadra. I valori massimi si trovano nei 400 e negli 800 m dell atletica leggera: anche più di 25 mmol/l. Nel canottaggio i valori sono simili a quelli della corsa con durata simile.

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42 Il lattato e gli sport ciclici Nel nuoto e nel kayak la massa muscolare molto impegnata ( muscolatura limitante ) è di volume limitato, anche se gli atleti di tale sport hanno un ipertrofia localizzata. Nel pattinaggio i muscoli sono più impegnati a mantenere la posizione aerodinamica che a creare il movimento; il tempo di spinta, inoltre, è molto lungo (le contrazioni muscolari non sono esplosive).

43 Il lattato e gli sport ciclici Nella corsa le masse muscolari impegnate rappresentano una percentuale molto elevata della massa muscolare totale e la durata della spinta è ridotta. Le contrazioni sono esplosive (specie nelle prove veloci) e c è certamente l intervento di una grande quantità di fibre di tipo II, comprese quelle II b, le più tipicamente produttrici di lattato.

44 Il lattato e i giochi di squadra Nei giochi di squadra i livelli massimi di lattato sono molto inferiori (meno della metà) dei livelli massimi di lattato nei 400 o negli 800 m dell atletica leggera. Questo significa che il meccanismo anaerobico lattacido conta poco? Vediamo i valori di Ekblom del 1981 su calciatori di livelli diversi.

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46 Il lattato e i giochi di squadra Dai dati di Ekblom (1981) si evince: che in media le concentrazioni del lattato sono maggiori nelle squadre di livello più elevato; che al termine del primo tempo i livelli sono superiori a quelli che si hanno alla fine della partita.

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48 L importanza del glicogeno muscolare Se c è poco glicogeno nei muscoli, si forma anche poco ATP con il meccanismo lattacido. La ridotta efficienza nel finale della partita è soprattutto dovuta a ciò. Ad essa è dovuta anche la difficoltà dei giocatori a fare partite a pochi giorni di distanza l una dall altra. E molto importante l alimentazione corretta!

49 Il lattato e i giochi di squadra Nel rugby i valori massimi di lattato ematico sono stati di 12 mmol/l; i valori medi di 6-7 mmol/l (Duthie, Pyne e Hooper, 2003). Nel basket le punte di lattato sono attorno a 7 mmol/l (Martelli, 1995). Perché nei giochi il lattato è meno che nei 400 o negli 800 m?

50 Il lattato e i giochi di squadra I giocatori di calcio si mantengono ad una intensità di sforzo a cavallo della soglia anaerobica: la superano nei momenti di impegno elevato; sono al di sotto nelle fasi di impegno ridotto. Nel primo caso è probabile che producano acido lattico; nel secondo caso tendono ad eliminarlo.

51 Il lattato e i giochi di squadra Nei giochi di squadra è come se il rubinetto (produzione di lattato) si aprisse ad intermittenza, mentre lo scarico (eliminazione del lattato dal sangue) continuasse a funzionare.

52 Il lattato e i giochi di squadra Gli elevati livelli di lattato e di ioni H+, inoltre, allungano i tempi di riflesso, peggiorano l efficienza del sistema nervoso centrale, riducono la forza muscolare e così via. Questo è compatibile con l effettuazione di un gesto ciclico (comunque anche nei 400 m la velocità cala nel finale), ma non con la possibilità di giocare bene!

53 Il lattato e i giochi di squadra Di solito si dice che nei giochi di squadra serve la capacità lattacida. Va intesa come capacità di sopportare livelli elevati di H+ (senza avere effetti negativi) e di smaltirli il più velocemente possibile. Certamente si tratta di caratteristiche che possono essere migliorate compiendo un allenamento adeguato.

54 La scomparsa del lattato dal sangue La scomparsa del lattato dal sangue ha un andamento esponenziale: all inizio è più veloce, poi è più lenta. Con ti/mezzi o tempo di semipagamento si intende il tempo necessario per avere un dimezzamento della concentrazione del lattato nel sangue. Il ti/mezzi varia con l allenamento.

55 La scomparsa del lattato dal sangue Nel soggetto non allenato (A) il ti/mezzi è, per esempio di 15 ; in quello allenato (B) di 7. Di conseguenza sia ha: A B 12 mmol/l 8 mmol/l 4 mmol/l ,

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57 Il lattato e i giochi di squadra Il ritorno al livello basale (1 mmol/l), insomma, è molto diverso nei soggetti in rapporto al grado di allenamento: partendo da 12 mmol/l si passa da quasi 60 (non allenato) a circa 26 (allenato); partendo da 8 mmol(l: da 45 a 21 ; partendo da 4 mmol/l: da 30 a 14.

58 Il lattato e i giochi di squadra Secondo Krustrup et al. (2006), nel calcio la quantità di lattato che passa dal muscolo al sangue è, a parità di tempo, sette volte superiore a quella che se ne va dal sangue. Il lattato ematico, insomma, risente molto delle entrate e delle uscite e non indica quello che è successo poco prima nei muscoli.

59 Il lattato e i giochi di squadra In questo modello, la vasca di sinistra rappresenta il muscolo, quella di destra il sangue. Il deflusso dell acqua (degli ioni H+) dalla vasca di sinistra e assai più veloce (sette volte di più) che dalla vasca di destra.

60 Il lattato e i giochi di squadra Per allenare le componenti lattacide, si deve insegnare al corpo a smaltire in fretta il debito lattacido: il lattato, insomma, deve essere trasformato velocemente in piruvato. A parità di caratteristiche aerobiche, nel muscolo ci devono essere tante H-LDH.

61 Il lattato e i giochi di squadra Lo stimolo allenante per aumentare lo smaltimento del lattato è la produzione di quantità di lattato elevate, superiore a quelle che si producono normalmente nella partita di calcio e superiore a quelle che servono per allenare l aerobico periferico (in cui si deve stare attorno alla soglia anaerobica).

62 Il lattato e i giochi di squadra I mezzi che si possono utilizzare (a secco) per allenare il meccanismo lattacido sono: un tratto unico di corsa da a 45-50, per esempio m in linea o in va-e-torna; sprint in salita da 30 a m; servono anche per allenare l aerobico centrale perché fanno salire molto rapidamente la frequenza cardiaca.

63 Il lattato e i giochi di squadra Le ripetizioni di tratti brevi alla massima intensità con un intervallo di pochi secondi fra un tratto e l altro, per esempio accelerazioni da 15 a m, tratti di tira e molla, tratti da 3 a 6-7 con corsa in avanti, ma anche indietro, di lato, in scivolamento con intervalli sempre piuttosto brevi

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69 Il lattato e i giochi di squadra In ogni seduta vanno inseriti vari momenti di elevata produzione di acido lattico, anche 5 o 6, per esempio: 1 x 200 m in linea, r=5 ; 1 x 150 m a navetta, r=5 ; 2 x triangolo 40, r=3, R=5 ; 2 x tira-e-molla, r=3, R=5 ; 2 x va-e-torna, r=3.