ADATTAMENTO AEROBICO

M. Marella

CAPACITA’ AEROBICA• LA RESISTENZA ORGANICA O AREOBICA E’

LA CAPACITA’ DI SOPPORTARE IL PIU’ A LUNGO POSSIBILE UNO SFORZO DI LIEVE INTENSITA’ (SE NELLA CORSA AL 50 -60% DELLA VELOCITA’ (Ferràndez Sebastian 1994)

• si creano adattamenti• CARDIORESPIRATORI• RESPIRATORI• METABOLICI - ORMONALI

MASSIMA POTENZA AEROBICA

• IL VO2 MAX. E’ LA QUANTITA’ MASSIMA DI O2 CHE VIENE UTILIZZATA IN VALORI MASSIMALI (di Prampero)

• TANTO PIU’ ELEVATA SARA’ LA QUANTITA’ MASSIMA DI O2 AL 1’TANTO PIU’ ELEVATA SARA’ LA POTENZA AEROBICA DELL’INDIVIDUO (F.Conconi)

MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO

• Il massimo consumo di ossigeno Il massimo consumo di ossigeno rappresenta il valore funzionale di rappresenta il valore funzionale di tutto il sistema. Pur tuttavia la tutto il sistema. Pur tuttavia la consumazione massimale di ossigeno consumazione massimale di ossigeno non è sufficiente come indicatore non è sufficiente come indicatore della capacità di endurance.della capacità di endurance.

Valori medi del VO2 max

4

3

2

1

00 10 20 30 40 50 60 70anni

VO2 Max l.min1

50

40

30

20

00 10 20 30 40 50 60 70

anni

M M

F

F

VO2 Max ml.Kg.min-1

La differenza tra maschi e femmine si riduce del 30% al 15% quando sitenga conto del peso corporeo, fino ad annullarsi quando si esprima il VO2 Max per kiolgrammo di peso magro o di muscolo Cerretelli 1980

Correlazioni tra il VO2 max e:• Sesso:gli uomini hanno valori più elevati

rispetto alle donne (15-30%) questo dipende da:– Maggior massa muscolare dell’uomo– Maggior quantità di emoglobina nell’uomo– Minor massa grassa nell’uomo 10-15%

rispetto alla donna (20-25%)(American councile on Exercise)

Correlazioni tra il VO2 max e:

• Età: la massima espressione si ha intorno ai 15-17 anni (Fox 1995) poi cala dell’1% per anno (American councile on Exercise)

• Modalità di allenamento: è correlata al volume dei gruppi muscolari impiegati.

nastro trasportatore: i valori del VO2 max sono più

elevati (10-15%).rispetto a quelli ottenuti sul cicloergometro (tranne che per i ciclisti).

Il nastro trasportatore è il miglior ergometro per la popolazione normale, mentre gli atleti vanno valutati con prove a secondo

dello sport che praticano

DEGRADAZIONE DELL’OSSIGENO 3°

• (Piehl 1975 ) una intensità fino al 90% del Max VO2 sono le fibre lenti sollecitate

• per una intensità superiore le fibre veloci.sono sollecitate per prime

• quando le fibre reclutate per prime hanno esaurito le loro riserve di glicogeno e dunque vicino all’esaurimento, vengono reclutate le seconde

Sistema energetico

Secondo di Prampero e Ferretti (1999), il rendimento del processo aerobico è:L’ossidazione di 2 molecole di lattato si sintetizzano 36 ATP (porta alla formazione di 6 H2O e 6 CO2) il cui rendimento energetico delle 2 molecole di lattato sarà:

(50 • 36) • 100/2683 = 67% e che attraverso la via aerobica il 100% di energia viene fornita in 2 –3 minuti.

Consumo di Ossigeno in funzione della potenza meccanica (di Prampero 1985)

5

4

3

2 100 200 300 400

VO2 max= 4.051/min

Soggetto in buone condizioni di allenamento, sul cicloergometro. Il massimo consumo di ossigeno viene raggiunto ad una potenza di 350 W ed ammonta a 4.05 l.min –1 al di sopra di questo richiede un continuo intervento dei meccanismi anaerobici (di Prampero Modificato 1985)

W

VO2(1/min)

Esaurimento in minuti in funzione dell’intensità metabolica espressa in minuti

240

180

120

60

0 65 75 85

0.86 =QR

0.88=QR

0.9 =QR

0.92= QR

% VO2 max

Tempo (min) Tempo di esaurimento in funzione dell’intensitàmetabolica dell’esercizio espressa in % di VO2

Quoziente respiratoriomedio di tutto l’esercizio

Intensità costante 75% di VO2 max.: =75%VO2 ;il QR da un valore basso 0.92 fino a 0.87 con un esaurimento in 180 min.Durata 60’ intensità crescente: inizialmente t=0 QR =0.88 per una intensità del 66% del VO2 per arrivare a 0.92 per una intensità di circa 90% non portà essere sostenuta per 60’QR costante 0.9: bisogna lavorare per molto tempo seguendo la linea continua

RESISTENZA: BASI FISIOLOGICHE

• ESISTE UNA CORRELAZIONE TRA LA

PERCENTUALE DI FIBRE LENTE ED IL

CONSUMO DI OSSIGENO (Bergh 1978,

Farrel 1979, Inbar e Tesch 1981 )

CONSUMO DI O2 E FIBRE

• FIBRE

1 2A 2B

AEROBICO

ANAEROBICOALATTACIDO

CAPACITA’ OSSIDATIVE DEI MUSCOLI

• ATTUALMENTE LE SCIENZE BIOLOGICHE AFFERMANO CHE LA RESISTENZA VIENE DETERMINATA:

NON TANTO DALLA QUANTITA’ DI OSSIGENO NEI MUSCOLI QUANTO DALL’ADATTAMENTO DEI MUSCOLI AD UN LAVORO INTENSO E DI DURATA

LE CAPACITA’ OSSIDATIVE DEI MUSCOLI

• IN UN LAVORO INTENSO, NELL’ORGANISMO, SI ACCUMULANO SOTTOPRODOTTI DEL MECCANISMO NON COMPLETAMENTE OSSIDATI (LATTATO E ACIDO PIRUVICO) QUESTI ALTERANO L’EQUILIBRIO ACIDO-BASICO DEL SANGUE CHE PORTANO AD UNA DEPRESSIONE DI TUTTI I SISTEMI FISIOLOGICI CHE INFLUISCONO NEGATIVAMENTE SULLE CAPACITA’ CONTRATTILI,

• IL GRADO DI DEPRESSIONE DIPENDE DIRETTAMENTE DALL’INTENSITA’ E DURATA

Frequenza cardiacaGli atleti allenati alla resistenza sono in possesso 1) una frequenza cardiaca sia a riposo che nel corso di esercizio submassimale inferiore a quanto rilevato in soggetti pari età ma sedentari

2) sono in possesso di un massimo consumo di ossigeno più elevato

3) Hanno un sistema di regolazione cardiovascolare autonomo migliore.

Dato che negli atleti l’attività efferente di origine vagale del cuore non può essere misurata in maniera diretta, l’attività del sistema nervoso parasimpatico può essere valutata esaminando le variazione degli intervalli R-R mediante l’analisi battito per battito. R-R sembra essere associata alla regolazione dell’equilibrio del sistema autonomo, è interessante per il controllo dell’intensità dell’allenamento e per determinare latenti sintomatologie da overtraining.

ADATTAMENTIL’adattamento ad un lavoro di tipo aerobico avviene dopo circa 10 giorni e dipendente dal controllo motorio, ( Neumann 1993) In sintesi abbiamo una sequenza: le fibre inserite nel complesso: SNC-SNP- Fibre- Proteine:

AdattamentiNegli adattamenti all’allenamento di resistenza, sempre secondo Neumann 1993, entrano però in gioco molti sistemi e cioè: il lattato, la creatinchinasi, gli acidi grassi, il cortisolo, ecc.il lattato, la creatinchinasi, gli acidi grassi, il cortisolo, ecc. i quali hanno tutti tempi di recupero diversi.

Il ritorno all’equilibrio è diverso per i vari sistemi e varia, da pochi minuti (per la FC) a poche ore (per il lattato) fino ad alcuni giorni (Creatinchinasi, Urea, Proteina C….).

Altri adattamenti

Secondo Hinkner e Fisher (1997) sembra che l’allenamento di resistenza porta ad avere un incremento di glicogeno muscolare dopo l’esercizio Hanno sottoposto 6 ciclisti ad un carico di lavoro di 2 ore al 75% di intensità con scatti di 1 minuto. Tutti avevano assunto 10g/Kh di carboidrati prima e dopo 48 e 72 ore. l Il glicogeno era:Il glicogeno era:•    dopo 6 ore 31 ± 9dopo 6 ore 31 ± 9D dopo 72 ore 15dopo 72 ore 15

 

Ancora adattamentiUn altro studio su calciatori effettuato da Rico Sanz, Zehnder, Buchini (1999) seguendo un modello che avrebbe dovuto simulare una partita, consisteva in:5’ di riscaldamento (3’ di corsa, 2’ di stretching)una navetta di m.30 (15-15)36” di corsa a 2.5 m/s18” a 1.7 m/sec.6” a 5 m/sec150 m. in 1 minuto da ripetere per 3 volte;

hanno osservato il degrado ed il tempo di esaurimentohanno osservato il degrado ed il tempo di esaurimento

Ancora adattamentiPoiché i fondisti (Costill 1976) hanno una prevalenza di fibre di tipo I, ha portato ad interpretazioni diverse:

•secondo Howald (1982) l’allenamento intenso e prolungato porta alla trasformazione delle fibre rapide in lente, •per Komi (1977)la distribuzione di queste sarebbero una caratteristica genetica.

Komi P.V. Rusko H., Vos J., Vihko V., Anaerobic performance capacity in atlhetes, Acta Phisiol Scand, 100: 107- 114 1977)

  Hoppeler (1973) dimostrò che l’allenamento aerobico conduce ad un aumento sia del numero che alla dimensione dei mitocondri, le fibre di tipo I sono più sensibili alle modificazioni mitocondriali anche se le fibre di tipo IIB acquisiscono le caratteristiche di fibre IIA cioè di elevata capacità ossidativa (Jansson e Kraijser 1977)[1].

Hoppeler H., Exercise-induced changes for training and sports performance, Sports Med. 3: 187-204 1986)

Ancora adattamentiSecondo Maughan (1997) un allenamento di lunga durata porta a variazioni della densità capillare a secondo del tipo di fibra muscolare. La ricerca è stata fatta sul vasto laterale prima e dopo l’allenamento.

Specificità del massimo consumo d’ossigeno

• I dati sperimentali disponibili consigliano che l’allenamento per discipline aerobiche devono coinvolgere da un lato la muscolatura specifica dall’altro comportare un sovraccarico per il sistema cardiovascolare (Coggan ’92; DeLorme ’51; Housh ’93)

• I miglioramenti prestativi si realizzano principalmente nei muscoli direttamente coinvolti e non si tratta di adattamenti cardiovascolari generali (Magel ’75)

Ancora adattamentiLe modificazioni della densità mitocondriale però secondo Maughan (1997) risentono del periodo di allenamento rispondendo con un incremento, ma anche del periodo di allontanamento dall’allenamento  

Dopo sei mesi di attività la Dopo sei mesi di attività la densità mitocondriale è densità mitocondriale è incrementata del 80% ma se incrementata del 80% ma se si interrompe dopo un mese si interrompe dopo un mese si è già ridotta del 40% e con si è già ridotta del 40% e con una sequenza costante dopo 4 una sequenza costante dopo 4 mesi è ritornata alla mesi è ritornata alla situazione iniziale. situazione iniziale. Se però dopo un mese si Se però dopo un mese si ricomincia ad allenarla ricomincia ad allenarla ritorna recupera ritornando ritorna recupera ritornando al 80%al 80%

Il deallenamento

• Avviene molto velocemente 1-2 settimane e coinvolge l’aspetto metabolico e le capacità prestative (Mc Ardle’94)

• Il punto da rimarcare è che anche per gli atleti ben allenati, gli effetti di anni di allenamento sono transitori e reversibili (Bucci ’92; MacIntosh ’95)

• Per questo si consiglia di iniziare la preparazione aerobica molti mesi prima dell’inizio della stagione agonistica(Mainwood e Worsley-Brown ’75)

2,2

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,00 1 2 6 12 18 24 6

VALORI

DI

POTENZA

Mesi di allenamento deallenamento

EnzimiCiclo di Krebs

Miglioramento del potenziale ossidativo ST

capillari

VO2 max

Dimensione trasv. fibre ST

Modificato Saltin ‘77

Deallenamento aerobico• Il deallenamento aerobico avviene con un ritardo

di qualche mese(*) e si può mantenere con pochi allenamenti dell’intensità raggiunta(**)

(*)Neufer PD The effect of detraining and reduced on the training on the physiological adapations to exercise training Sports Med. 1989

(*)Mujika I., Padilla S. Cardiorespiratory and metabolic characteristics of detraining in Humans Med. Sci, Sport. Exersc.2001

(*)Madsen K., Pedersen PK, Djurhuus MS, Klitgaard NA Effects of detraining on endurance capacity and metabolic changes during prolonged exhaustive exercise. J.Appl.Physiol. 1993

(*)Hickson RC et al. Time training of the adptive response of aerobic power and heart rate to training. Med. Sci. Sports Exerc. 1981

(**) Hickson RC et alt. Reduced training and loss of aerobic power, endurance, and cardiac growth. J Appl. Physiol. 1985

Decremento1) un gruppo di soggetti sani è stato allenato per 10 settimane con un allenamento misto al cicloergometro e corsa per 40 minuti al giorno per 6 giorni consecutivi. Il massimo consumo d’ossigeno era aumentato del 25%.Il massimo consumo d’ossigeno era aumentato del 25%. Al termine sono stati divisi in due gruppi un gruppo si allenava per 2 giorni la settimana, il secondo per quattro, mantenendo invariata l’intensità. Ambedue i gruppi non hanno subito alcuna deflessione. (

Hickinson, R.C., Rosenkoetter, M. A., Reduced training frequencies and mantenance of aerobic exercise, Med. Sci. Sports Exerc., 13:13, 1981)

Con lo stesso protocollo di allenamento sono state variate le modalità della seconda fase. Prima variante la stessa frequenza di allenamento ma ridotta la durata (da 40 26-13 minuti);Seconda si manteneva la durata e la frequenza ridotta di un terzo l’intensità. In ambedue i casi si è osservato una riduzione del In ambedue i casi si è osservato una riduzione del miglioramento iniziale miglioramento iniziale

RELAZIONE TRA LIVELLO DI CONDIZIONE FISICA E TEMPO DI RECUPERO DOPO LO SFORZO (Volgelaere P.,S’Jongers J.J (1984)

• In un lavoro su cicloergometro con prova esaustiva (60 watt iniziali con incremento di 30 ogni minuto) abbiamo:

• I soggetti con forte capacità aerobica possono sviluppare una grande potenza di lavoro ma hanno un recupero alattacido della stessa durata degli individui poco allenati

CONTINUA

SOGGETTI AD ALTA CAPACITA’ AEROBICASEMBRANO RECUPERARE PIU’ RAPIDAMENTENELLA FASE LATTACIDA. QUESTI LEGAMI NON SONO SISTEMATICI

Nel recupero è stato osservato che:+ la fase di recupero alattacido è lungo+ il periodo del recupero lattacido sarà breve

Risposta adattativaLa ricaduta che questi due studi possono offrire all’allenamento è l’importanza della intensità che sembrerebbe il fattore determinante per il mantenimento del massimo consumo d’ossigeno.L’allenamento e quindi la risposta adattativa avvieneL’allenamento e quindi la risposta adattativa avviene;•per Baldwin (1972) perché si assiste ad un aumento di enzimi responsabili del piruvirato;

Baldwin K.M., Klinkerfuss G.H., Terjung R.L., Mole R.., Holloszy J.O. Respiratory capacity of white, red and intermediate muscle: adaptive responses to exercise, Am J Physiol, 222: 373-378, 1972)

per Holloszy (1970), per Henrikson Reitman (1977),e Shantz (1983), per l’aumento del trasporto e della ß-ossidazione degli acidi grassi, dei corpi chetonici e dell’attività degli enzimi del ciclo dell’acido citrico;

 

Risposta adattativaPer Holloszy Reitman (1977) l’aumento dei componenti della catena respiratoria coinvolti nell’ossidazione del NADH e del succinato;

 

Risposta adattativaOscai (1971Oscai (1971)) per l’aumento dell’attività dell’adenosinfosfatasi e della creatinfosfochinasi.

Holloszy e Coyle (1984Holloszy e Coyle (1984)) gli adattamenti del muscolo portano all’aumento della massima potenza aerobica (sempre che non ci sia un fattore limitante nel trasporto dell’ossigeno);

Holloszy, J.O., and Coyle, E. E: Adaptations of skeletal muscle to endurance training and their metabolic consequences. /. Appi. Physiol., 56:831, 1984

MaughanMaughan (1997) (1997)gli esercizi submassimali di tipo aerobico portano ad un ridotto tasso di deplezione delle riserve di glicogeno, ad un aumento dell’ossidazione dei grassi con riduzione del quoziente respiratorio e una ritardata insorgenza della fatica.

Risposta adattativa

In un lavoro intenso, nell’organismo, si accumulano sottoprodotti In un lavoro intenso, nell’organismo, si accumulano sottoprodotti del meccanismo non completamente ossidati: del meccanismo non completamente ossidati:

lattatolattatoacido piruvicoacido piruvico

questi alterano l’equilibrio acido-basico del sangue che portano ad una depressione di tutti i sistemi fisiologici che influiscono negativamente sulle capacità contrattili.

Il grado di depressione dipende direttamente dall’intensità e dalla Il grado di depressione dipende direttamente dall’intensità e dalla durata.durata.

Differenze nel lavoro

È interessante sapere che se viene eseguito un esercizio con le È interessante sapere che se viene eseguito un esercizio con le bracciabraccia

1) il massimo consumo di ossigeno è inferiore del 20-30% rispetto a uno che impegna la muscolatura delle gambe

2) Ugualmente sono inferiori anche i massimi valori di ventilazione polmonare e di frequenza cardiaca

Felig, P et al., Plasma glucagon levels in exercising man, N. Engl. J. Med., 287-184,1972).

Farfell, P.A., Decreased insulin response to sustained hyperglycemia in exercise trained rats.,Med. Sci. Sports Exerc.,22:496, 1988

Kannel, W.B., and McGee, D.L., Diabetes and cardiovascular risk factors: the Framingham study,Circulation, 59:8,1979).

Conseguenze nel lavoroLe conseguenze sull’allenamento portano a considerare che:

       il lavoro submassimale eseguito con le braccia diventa più oneroso sia per il consumo d’ossigeno sia per l’impegno cardiovascolare

       non si possono estendere con la stessa logica i lavori eseguiti con le braccia a quelli forniti dal cicloergometro o dall’ergometro trasportatore

la correlazione tra massimo consumo d’ossigeno misurato con le braccia e quello eseguito con le gambe ha una bassa correlazione.

Massima velocità aerobica

Harling e coll. (2001) hanno a tal riguardo studiato la cinetica del consumo di ossigeno nel corso di corse condotte al Tlim.

Nel caso l’obbiettivo dell’allenamento fosse quello di massimizzare il tempo trascorso al VO2max:

Hill e Rowell (1997) raccomandano corse condotte per tempi superiori al 60% del limite massimo di tempo sostenibile alla MVA (Tlim).

Massima velocità aerobica

Questi risultati hanno un importante valore pratico dato che indicano che per corridori aventi un VO2max pari a 50ml/kg/min la MVA tra le occasioni di valutazione può oscillare tra 15km/h ed i 17km/h. Con le stesse considerazioni il VO2Max può oscillare tra i 45.8 ml/kg/min ed i 53.6 ml/kg/min. Harling e coll. (2001) concludono affermando che i valori del consumo di ossigeno alla MVA ottenuti correndo sono variabili con parecchi dei soggetti non in grado di correre per un periodo di tempo sufficientemente lungo da ottenere consumi di ossigeno massimali. Questo gruppo di ricerca mette in questione il criterio del Tlim e della MVA nella prescrizione di allenamenti per la massimizzazione del tempo speso al VO2max.

Università del Galles determinarono in 11 corridori (a livello ricreativo) la VMA in due test a distanza di una settimana l’uno dall’altro (T1 e T2).Il protocollo di lavoro Nastro trasportatore velocità iniziale 10 km/h incremento di 1 km/h ogni minuto sino ad esaurimento:

La velocità nel corso dell’ultimo step completato Harling e collaboratori (2001) =MVA.

Lo scopo della loro ricerca l’equipe gallese fece correre 11 soggetti fino ad esaurimento sul nastro trasportatore ad una intensità pari alla MVA.

Nel corso di questa terza prova (T3) vennero registrati il tempo di esaurimento, quello utile per raggiungere il VO2Max. Nel corso del test al Tlim solamente sei ottenne dei valori pari a quelli del proprio VO2max.

Il tempo medio necessario per raggiungere il VO2max risultò essere pari al 66.5% del tempo di esaurimento (237 ± 35 s).5 degli 11 partecipanti non raggiunsero un responso metabolico pari a quello del VO2max non furono rilevate differenze significative tra i valori del VO2max nel corso delle tre sessioni di valutazione (T1 = 51.6 ±6.1 ml/kg/min; T2 = 50.7 ± 5.5 ml/kg/min; test 3 = 51.2 ± 5.3 ml/kg/min). I valori della MVA e del V02max risultarono alquanto riproducibili tra T1 e T2 (p=.99 e p=.67).