Massimo Consumo di Ossigeno (VO 2 max) Limite più elevato nell abilità di una persona di aumentare il consumo di ossigeno Buon indicatore della resistenza cardiorespiratoria e della fitness aerobica Può variare a seconda del genere, taglia, corporea, età ed è fortemente influenzato dal livello di allenamento aerobico Viene espresso relativamente al peso corporeo in ml di O 2 consumato per kg di peso corporeo per min (ml kg -1 min -1 ) 1 1 INTENSITA DELL ESERCIZIO E CONSUMO DI OSSIGENO 2 2 Fattori limitanti il Massimo Consumo di Ossigeno L equazione di Fick quantifica la relazione fra il consumo di ossigeno dell organismo (VO 2 ), la differenza arterovenosa di ossigeno (a-vo - 2 diff) e la gittata cardiaca (Q); VO 2 = Q a-vo - 2 diff 3 3 1
Volume di Scarica Sistolica e Gittata Cardiaca Volume di Scarica Sistolica (Stroke Volume - SV) Volume di sangue eiettato ogni contrazione Volume tele-diastolico (end-diastolic volume - EDV) volume di sangue nel ventricolo prima della contrazione Volume tele-sistolico (end-systolic volume - ESV) volume di sangue nel ventricolo dopo la contrazione SV = EDV ESV Gittata Cardiaca (Cardiac Output - Q) Volume totale di sangue eiettato dal ventricolo al minuto Q = HR SV 4 4 La differenza a-vo 2 Riposo Esercizio massimale 5 5 Soglia Lattato Il punto al quale il lattato nel sangue comincia ad accumularsi al di sopra dei livelli di riposo durante un esercizio di intensità crescente, laddove la produzione di lattato eccede la sua rimozione Un aumento improvviso della concentrazione di lattato ematico con l aumentare dell intensita dell esercizio può essere il risultato di un aumento nella produzione di lattato o di una diminuzione nella rimozione del lattato dal sangue E uno degli indici migliori per indicare il potenziale di un atleta nelle discipline di resistenza 6 6 2
INTENSITA dell ESERCIZIO ed ACCUMULO di LATTATO nel SANGUE 7 7 Sapevate che? La soglia lattato (lactate threshold, LT), quando viene espressa in percentuale del VO 2 max, è uno dei migliori determinanti della velocita di un atleta in eventi di resistenza come la corsa o il ciclismo Mentre individui sedentari tipicamente hanno la LT intorno al 50-60% del loro VO 2 max, atleti di elite potrebbero non raggiungere la LT fino a circa il 70-80% del VO 2 max 8 8 Soglia Ventilatoria? 9 9 3
Soglia Ventilatoria Punto durante un esercizio ad alta intensità al quale il metabolismo diventa progressivamente più anaerobico Rispecchia la soglia del lattato la maggior parte delle volte, sebbene questa correlazione non sempre sia esatta Identificata osservando un aumento nel V E /VO 2 senza un aumento concomitante nell equivalente ventilatorio per l anidride carbonica (V E /VCO 2 ) 10 10 V E /VCO 2 E V E /VO 2 11 11 Metodo degli Equivalenti 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1 501 140 120 100 080 060 040 020 000 VE/VO2 VE/VCO2 QR 12 4
L'accumulo di lattato 13 13 FABBISOGNO di OSSIGENO di DUE FONDISTI 14 14 Determining Endurance Performance Success (Caratteristiche degli atleti che ottengono buoni risultati nelle discipline di resistenza) Valori di massimo consumo di ossigeno (VO 2 max) elevato Alta soglia del lattato, espressa come % del VO2max Buona economia di lavoro (basso VO2 per la stessa intensita di lavoro) Elevata percentuale di fibre muscolari a scossa lenta (slow-twitch, ST) 15 15 5
Quoziente Respiratorio (Respiratory Exchange Ratio RER) Il rapporto fra CO 2 liberata (VCO 2 ) e ossigeno consumato (VO 2 ) RER = VCO 2 /VO 2 Il valore di RER a riposo e di solito 078-080 Il valore di RER può essere utilizzato per risalire al substrato energetico utilizzato a riposo e durante esercizio, con un valore di 100 che indica l utilizzo di carboidrati e 070 quello di grassi 16 16 Equivalente Calorico del Quoziente Respiratorio (RER) e % di kcal derivanti da Carboidrati e Grassi Energia % kcal RER kcal/l di O 2 Carboidrati Grassi 071 469 00 1000 075 474 156 844 080 480 334 666 085 486 507 493 090 492 675 325 095 499 840 160 100 505 1000 00 17 17 Equivalenti Calorici Equivalenti energetici del cibo Carboidrati: 41 kcal/g Grassi: 94 kcal/g Proteine: 41 kcal/g Energia per litro di ossigeno consumato Carboidrati: 50 kcal/l Grassi: 47 kcal/l Proteine: 45 kcal/l Esempio: VO 2 a riposo = 0300 L/min 60 min/giorno 24 h/giorno = 432 L/giorno 48 kcal/l = 2,074 kcal/giorno 18 18 6
Attenzione! Definizione di ergometro Come si calcola il lavoro sul nastro trasportatore Cos e un metabolimetro portatile Cos e la spirometria a circuito aperto Cos e un elettrocardiografo Cos e un lattacidimetro portatile Quali sono i criteri per il raggiungimento del massimo consumo di ossigeno Come si effettua la calibrazione del metabolimetro Che cosa succede al consumo di ossigeno, frequenza cardiaca e produzione di anidride carbonica durante il test 19 incrementale Adattamenti Metabolici all Allenamento La soglia del Lattato aumenta Il quoziente respiratorio: diminuisce per sforzi sottomassimali (aumento nell utilizzazione di FFAs), e aumenta a livelli massimali Il consumo di Ossigeno (VO 2 ) è: inalterato o leggemente aumentato a riposo, inalterato o leggermente diminuito a carichi di lavoro sottomassimali, e aumentato durante sforzo massimale (VO 2 max aumenta fra lo 0% e il 93%) 20 20 Adattamenti Muscolari Aumento della taglia delle fibre a scossa lenta (ST) Aumento del numero di capillari che irrorano i muscoli Aumento del contenuto di mioglobina nel muscolo (che consente al muscolo di avere più ossigeno) Aumento del numero, taglia, e attività enzimatica ossidativa dei mitocondri 21 21 7
Adattamenti Riguardanti le Fonti Energetiche I muscoli allenati immagazzinano più glicogeno e trigliceridi rispetto ai muscoli non allenati FFAs sono mobilizzati meglio e si rendono quindi piu accessibili ai muscoli allenati L abilità dei muscoli di ossidare i grassi aumenta con l allenamento Il fatto che i muscoli utilizzino prima le scorte di grassi conserva il glicogeno durante l esercizio prolungato 22 22 UTILIZZO delle FONTI ENERGETICHE CON L INCREMENTO DELL INTENSITA 23 23 CAMBIO nella VELOCITA della GARA, NON nel VO 2 MAX 24 24 8
Sapevate che? Una volta che un atleta ha ottenuto il picco geneticamente determinato nel suo VO 2 max, può ancora migliorare la sua prestazione di resistenza a causa dell abilità dell organismo di eseguire la prestazione a percentuali progressivamente maggiori di quel VO 2 max per periodi estesi L aumento nella prestazione senza un aumento nel VO 2 max è il risultato di un aumento della soglia lattato 25 25 CONFRONTO nel VO 2 MAX fra FRATELLI 26 26 Fattori che Influenzano il VO 2 max Livello di condizionamento maggiore è il livello di condizionamento, minore è la risposta all allenamento Ereditarietà contribuisce per poco meno del 50% della variazione così come della risposta dell individuo all allenamento Età diminuzioni con l età sono associate con diminuzioni dei livelli di attività fisica così come con diminuzioni nella funzione fisiologica Genere minore nelle donne rispetto agli uomini (20-25% in individui non allenati; 10% in individui molto allenati) Specificità dell allenamento piu specifico l allenamento è allo sport che deve essere praticato, maggiori sono il miglioramento e la prestazione in quello sport 27 27 9
VARIAZIONI del VO 2 MAX con l ETÀ 28 28 MIGLIORAMENTO nel VO 2 MAX con l ALLENAMENTO 29 29 AUMENTO nel VO 2 MAX nei GEMELLI 30 30 10
VO 2 MAX e SPECIFICITÀ dell ALLENAMENTO 31 31 Allenamento cardiorespiratorio di resistenza Rappresenta per l atleta la miglior difesa contro la fatica, che limita la prestazione ottimale Dovrebbe essere considerato come la componente principale del condizionamento fisico per la salute e la fitness Tutti gli atleti possono trarre beneficio da una massimizzazione della loro capacità di resistenza 32 32 MODELLO per la PRESTAZIONE di RESISTENZA 33 33 11
Classificazione delle attività sportive Attività ad impegno prevalentemente anaerobico LATTACIDO (20-45 s) Attività ad impegno aerobico-anaerobico massivo (45 s - 4, 5 min) Attività ad impegno prev aerobico (>4-5 min) Attività ad impegno aerobico-anaerobico alternato Attività di potenza ad impegno prevalentemente anaerobico ALATTACIDO (1 forza; 2 impulsive; 3 propulsive) Attività di destrezza (1 con notevole imp muscolare; 2 con imp muscolare posturale e direzionale; 3 con scarso impegno muscolare) Attività ad impegno combinato 34 Domande Cos è il massimo consumo di ossigeno? Quali sono i fattori che ne determinano i limiti? Qual è l adattamento forse più importante che l organismo compie in risposta all allenamento per la resistenza e che consente sia un incremento del VO2max che un miglioramento della prestazione fisica? Quali sono gli adattamenti del metabolismo indotti dall allenamento di resistenza? Quanto è importante il potenziale genetico in un giovane atleta in fase di sviluppo? Perchè potrebbe essere importante, per gli atleti che non praticano discipline di resistenza (endurance), allenare la resistenza cardiovascolare? 35 Lettura Consigliata Wilmore and Costill Fisiologia dell Esercizio Fisico e dello Sport Capitolo 9 36 12