potenza e capacità alattacide

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

La quantità di energia spesa per

effettuare un dato compito

(lavoro, esercizio fisico, attività

sportiva, etc.)

IL COSTO ENERGETICO

Ottimizzare la

programmazione

dell’allenamento

Perché

misurare il

Costo

energetico?

Il modello di gara

Monitoraggio dell’allenamento

IL COSTO ENERGETICO

Ottimizzare

l’apporto

nutrizionale

Perché

misurare il

Costo

energetico?

Quantità dei substrati

Differenziazione dei substrati

IL COSTO ENERGETICO

Come

misurare il

dispendio

energetico?

Calorimetria diretta

IL DISPENDIO ENERGETICO

O2 H2O

Come misurare il dispendio energetico?

Energia = ossigeno (+ PC e lattato)

Calorimetria indiretta


poiché l’ossigeno è necessario alla produzione di

energia, se aumenta l’intensità dello sforzo deve

aumentare anche l’ossigeno consumato

dall’organismo


V’O2 Assoluto =

litri per minuto =

l * min -1

V’O2 dipende dalla quantità

di massa muscolare

attivata

il V’O2 assoluto deve

essere normalizzato

Perciò, specie nelle

attività

antigravitarie,

al peso corporeo

ml * kg-1 * min -1

UNITA’ DI MISURA DEL V’O2

FATTORI CENTRALI E PERIFERICI

V’O2 = Q’ * (CaO2 – CvO2) (Fick)

PERCHE’ AUMENTA IL V’O2 DALLA CONDIZIONE

DI RIPOSO AL MASSIMO SFORZO?


V’O2max/V’O2peak

QUALI SONO GLI INDICI PIU’ IMPORTANTI

DEL METABOLISMO AEROBICO?

Massima produzione ATP per via aerobica

è una misura globale ed

integrata di tutti quei

meccanismi responsabili del

trasporto di ossigeno e della

sua utilizzazione nei

mitocondri a livello cellulare

IL MASSIMO CONSUMO DI

OSSIGENO

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

IL V’O2 max E’ L’INDICE PIU’ UTILIZZATO PER VALUTARE

LA FUNZIONALITA’ CARDIO-RESPIRATORIA E

METABOLICA


OSSIGENO

• Determinazione diretta del V’O2max

•Metabolimetri

•Specificità dell’esercizio

•Durata: 7 - 10/12 minuti

•Tipo di test: onda quadra, incrementale, step


OSSIGENO

Determinazione indiretta del V’O2max Double Step test

FC

(b

pm

)

Vel (km/h) 0 6 12 18

50

100

150

200

6 min 6 min

Time

Lo

ad

Principi ed assunzioni

•Si assume una relazione

lineare tra Q’ e V’O2 e,

quindi, tra FC e V’O2

• In realtà si utilizza la

relazione WL-FC

•Si calcola la Fcmax teorica

del soggetto

a. 220 - età (aa)

b. 208 - 0.7 • età (aa)

•Si assume che la relazione

tra WL e V’O2 sia lineare ed

a rendimento dell’esercizio

costante

220-età


OSSIGENO:TEST INDIRETTI

Vel max

IL V’O2 MAX: VALORI DI RIFERIMENTO

vmax = Ėmax

C Di Prampero “La locomozione umana su terra, in acqua, in aria”, 1985

te m p o ( s )

0 6 0 1 2 0 3 0 0

Po

ten

za

(m

l/K

g/

min

)

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

1 4 0

1 6 0

1 8 0A 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

CONSUMO DI OSSIGENO determinanti fisiologici

VO2 = Q * (CaO2 - CvO2)

Q = FC * Gp

CaO2 = [Hb] * 1,34 * SaO2

CvO2 = [Hb] * 1,34 * SvO2

.

.

. _

_ _

Misura del VO2max

Attraverso un test massimale:

misura del VO2max

relazione VO2/W

FCmax

Wmax

relazione individuale FC/VO2

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

La valutazione indiretta del VO2max

basata su FC assume:

misura del VO2 o VO2 “noto”

FC ad equilibrio

relazione lineare tra FC e costo energetico

costante relazione individuale FC/VO2

stima accurata della FCmax

Test incrementali, continui

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40

tempo (min)

ca

ric

o (

W)

Test a onda quadra

Tempo (min)

0 1 2 3 4 5 6

ca

ric

o (

W)

0

100

200

300

400

50W

100W

150W

200W

250W

300W

Test ad onda quadra, discontinui

Attraverso un test massimale:

misura del VO2max

relazione VO2/W

FCmax

Wmax

relazione individuale FC/VO2

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

La valutazione indiretta del VO2max

basata su FC assume:


FC ad equilibrio



stima accurata della FCmax

Test incrementali, continui

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35 40

tempo (min)

ca

ric

o (

W)

Test a onda quadra

Tempo (min)

0 1 2 3 4 5 6

ca

ric

o (

W)

0

100

200

300

400

50W

100W

150W

200W

250W

300W

Test ad onda quadra, discontinui

Sogg. 1 Sogg.2 Sogg. 1 Sogg.2

W VO2 VO2 FC FC

0 0.129 0.118 70 60

50 0.800 0.970 90 75

100 1.500 1.429 110 90

150 2.200 2.104 130 105

200 2.800 3.100 150 120

250 3.560 3.458 170 135

300 4.300 4.500 190 150

350 4.700 165

carico (W)

0 50 100 150 200 250 300 350 400

VO

2 (l/

min

)

0

1

2

3

4

5

6

soggetto 1soggetto 2


tem po (s)

-60 0 60 120 180 240 300

FC

(b

/m

in)

60

80

100

120

140

160

180

150 W

180 W

270 W

FC ad equilibrio

carico (W)

0 50 100 150 200 250 300 350 400

FC (

b/m

in)

60

80

100

120

140

160

180

200soggetto 1

soggetto 2


VO2 (l/min)

0 1 2 3 4 5

FC (

b/m

in)

60

80

100

120

140

160

180

200soggetto 1

soggetto 2


• composizione dell’aria

• ora del giorno

• idratazione • composizione della dieta

• distanza dal pasto

• temperatura ambiente

• umidità relativa

• tipo di esercizio • sonno

• pressione barometrica


Stima accurata di FCmax

From: “Age-predicted HRmax revisited” Tanaka et al., J Am Coll Cardiol, 37(1): 153-6, 2001

130

140

150

160

170

180

190

200

20 30 40 50 60 70 80 90

age (yrs)

HR

ma

x (

b/m

in)

Traditional

Tanaka

age 20 30 40 50 60 70 80 90

Traditional 200 190 180 170 160 150 140 130

Tanaka 194 187 180 173 166 159 152 145

difference 6 3 0 -3 -6 -9 -12 -15

From: “Age-predicted HRmax revisited” Tanaka et al., J Am Coll Cardiol, 37(1): 153-6, 2001

HRmax (b/min)=220-age (yrs)

HRmax (b/min)=208-(0.8*age)

accurate estimation of HRmax

carico (W)

0 50 100 150 200 250 300 350 400

FC (

b/m

in)

60

80

100

120

140

160

180

200soggetto 1

soggetto 2

soggetto 1: y=70+0.4(x) soggetto 2: y=60+0.3(x)

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

VO2 (l*min-1

)

FC

(b

*min

-1)

Conoscere la relazione individuale FC/VO2 consente di:

stimare FC e VO2 di carichi intermedi non testati

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

VO2 (l*min-1

)

FC

(b

*min

-1)



stimare il costo energetico di altre attività

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

VO2 (l*min-1

)

FC

(b

*min

-1)




stimare il VO2max

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

VO2 (l*min-1

)

FC

(b

*min

-1)




stimare il VO2max

allenamento

è un indice di fitness


SOGLIA ANAEROBICA

QUALI SONO GLI INDICI PIU’ IMPORTANTI

DEL METABOLISMO AEROBICO?

La

ttate

mia

minuti

Bassa intensità

dello sforzo

Media intensità

dello sforzo

Alta intensità

dello sforzo

La concentrazione del lattato

nel sangue aumenta

con l’incremento dello sforzo

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

LA SOGLIA ANAEROBICA

SA

L’aumento della

concentrazione

del lattato nel

sangue

inizia prima che il

soggetto

abbia raggiunto il

V’O2max

LA SOGLIA ANAEROBICA

Perché il lattato aumenta???

Incremento velocità della glicolisi

Maggiore uso delle fibre IIb

Riduzione della PO2 cellulare

Metodi per misura Soglia Anaerobica

OBLA Onset of blood lactate accumulation

LT Lactate threshold at 4 mM

MSSL Maximal steady state lactate

Soglia anaerobica /Anaerobic Threshold ????

Produzione lattato

Smaltimento lattato

Accumulo lattato

Soglia “vera” 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5 10 15 20

100

200

250

275

Risposta ventilatoria in relazione ad AT

Il destino dell’acido lattico

LA-H+ + Na HCO3- H2O +

CO2

Quale effetto dell’incremento del CO2

rispetto a quello che deriva dal ciclo di Krebs?

E cosa succede quando si esaurisce la capacità

tampone?

Effetti diretti dell’acidosi

VO 2

(

l/m

in)

0

1

2

3

4

5

VE

(

l/m

in)

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

c a r i c o ( W )

PE

TO

2 (

mm

Hg

)

9 0

1 0 0

1 1 0

1 2 0

PE

TC

O2 (

mm

Hg

)

3 0

3 2

3 4

3 6

3 8

4 0

4 2

4 4

4 6

4 8

5 0

VE

/V

O2

2 0

2 5

3 0

3 5

0 . 6

0 . 8

1 . 0

1 . 2

VC

O2 (

l/m

in)

VE

/V

CO

2

R

3 0 01 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 08 0 3 2 0

v e lo c ità d i c o r s a ( K m / h )

1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6

FC

(b

/m

in)

1 3 0

1 4 0

1 5 0

1 6 0

1 7 0

1 8 0

1 9 0

2 0 0

V d

Test di Conconi: determinazione del punto di flesso tra FC e Carico

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

potenza e capacità alattacide

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