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ALLENAMENTO - Il massimo consumo di ossigeno e l'esercizio fisico

Con il movimento, il fabbisogno di ossigeno da parte dell'organismo aumenta.
Aumentando l'impegno, la difficoltà di un esercizio, il consumo di ossigeno aumenta proporzionalmente all'intensità dell'esercizio, fino a raggiungere una soglia: il massimo consumo di ossigeno.

Il massimo consumo di ossigeno (VO2max)

Dopo aver raggiunto, e superato la soglia corrispondente al massimo consumo di ossigeno (VO2max) l'organismo, per poter continuare a produrre lavoro, deve avvalersi dei metabolismi anaerobici (anaerobico lattacido e alattacido). L'intervento di un metabolismo piuttosto che l'altro dipende dal grado di potenza richiesta:

  • il meccanismo anaerobico alattacido è in grado di erogare una potenza maggiore ma il suo tempo di intervento è estremamente ridotto (erogazione di una grande potenza ma di contro presenta una bassa capacità);
  • Il metabolismo anaerobico lattacido ha un'erogazione inferiore di potenza rispetto all'anaerobico alattacido, ma il tempo totale di erogazione è maggiore. Viene prodotto però acido lattico, uno scarto del metabolismo il quale, se il lavoro si protrae nel tempo, può aumentare di concentrazione fino al punto da bloccare la contrazione muscolare.

Fattori limitanti il VO2max

I fattori teorici che limitano il VO2max sono:

  • gittata cardiaca;
  • la capacità del sistema respiratorio di apportare ossigeno al sangue;
  • la capacità di utilizzare l'ossigeno da parte del tessuto muscolare.
Questi tre fattori sono particolarmente evidenti negli atleti molto allenati, in particolare delle discipline di resistenza. Normalmente, il fattore che determina il VO2max è sola la gittata cardiaca.
Se la gittata cardiaca è il principale fattore di miglioramento del massimo consumo di ossigeno e uno dei principali fattori che influenzano il livello atletico per il miglioramento della performance, come è possibile aumentarla?
Innanzitutto, essendo la gittata cardiaca il prodotto tra gittata pulsatoria e frequenza cardiaca, se non è possibile tanto agire sull'innalzamento dei valori di fc massima, si può agire per ridurre le fc a riposo, instaurando la condizione di bradicardia. In questo modo, si ha a disposizione un range di pulsazioni maggiore. 
Ad esempio, teoricamente la fc max è pari in due individui dello stesso sesso e della stessa età, ed il valore è poco dipendente dal grado di allenamento. Se uno dei due soggetti ha, a riposo, una fc di 40 bpm (riscontrabile in alcuni ciclisti professionisti), il fattore di aumento della frequenza cardiaca avrà un valore pari a 5, corrispondente a:
200 (fc max)/40 (fc a riposo) = 5
Invece, in un soggetto con una fc a riposo di 70 battiti al minuti, il fattore di aumento della frequenza cardiaca sarà paria a 2,86 volte:
200 (fc max)/70 (fc a riposo) = 2,86
Questi sono soltanto due esempi. Sopratutto nel primo caso si va a considerare una situazione difficilmente riscontrabile in sportivi amatoriali. Una fc a riposo di 40 battiti è riscontrabile solamente in persone innanzitutto predisposte geneticamente a questo adattamento, e che praticano discipline di resistenza da molti anni e con un regime di allenamento molto intenso (tipicamente i ciclisti professionisti, i fondisti dell'atletica leggera o dello sci).
Comunque, frequenze cardiache a riposo nell'ordine dei 55, anche 50 battiti al minuto, non è difficile trovarle anche negli amatori ben allenati. 
per quanto riguarda la frequenza cardiaca massima, possiamo prendere anche valori pari a 190 - 185 battiti al minuto, corrispondenti a persone intorno ai 30, 35 anni. A questo punto otterremo che, il fattore di aumento della frequenza cardiaca sarà:
190 (fc max)/55 (fc a riposo) = 3,45
oppure: (190 / 50 = 3,8)
Valori comunque di tutto rispetto per atleti di livello amatoriale.
Se poi, per entrambi ii soggetti, il valore di gittata pulsatoria è il medesimo, il valore della gittata cardiaca sarà:
1,2 (gittata sistolica) x 5 = 6
125 ml (gittata pulsatoria) x 200 (fc max) = 30 litri di sangue/minuto (che corrisponde al valore della gittata cardiaca)
(La gittata pulsatoria è la quantità di sangue movimentata ad ogni singolo battito).
Se moltiplichiamo il risultato del prodotto tra la gittata sistolica ed il fattore di aumento della frequenza cardiaca (6) per i litri di sangue pompati dal cuore al minuto in condizioni di riposo, otteniamo lo stesso risultato ottenuto nella seconda operazione: 30 litri.

30 litri di sangue che in un minuto vengono pompati verso i tessuti dell'organismo. Potenzialmente molto ossigeno e sostanze nutritive per le cellule.

Massimo consumo di ossigeno e allenamento sportivo

I massimo consumo di ossigeno è fortemente dipendente dal livello di attività fisica praticata dal soggetto. Ad esempio, una prolungata permanenza a letto (come nel caso di un ricovero ospedaliero), può portare ad un decremento del massimo consumo di ossigeno anche di valori compresi tra il 15 ed il 25%, mentre l'esercizio fisico di lunga durata praticato a intensità elevata, può incrementarlo degli stessi valori percentuali prima riportati.

Per incrementare il massimo consumo di ossigeno, l'allenamento sportivo deve essere di resistenza (endurance) con livelli minimi di

  • durata;
  • frequenza;
  • intensità.

Ad esempio, correre per 30 minuti tre volte alla settimana a una velocità di 5 minuti al kilometro, produce significativi aumenti del massimo consumo di ossigeno.

Gli adattamenti biologici che determinano l'aumento del massimo consumo di ossigeno

La gittata sistolica. La bradicardia

In soggetti geneticamente predisposti e particolarmente allenati (sopratutto per performance di endurance), in condizioni di riposo si registrano valori di frequenza cardiaca inferiori alla media. Questo fenomeno, conosciuto con il nome di bradicardia, sta ad indicare che, il cuore, proprio come adattamento all'allenamento di endurance, ha subito delle modificazione che lo hanno portato ad essere più grande, perché le dimensioni delle cavità interne sono aumentate. 
In questo modo, ad ogni battito, la quantità di sangue che metterà in circolo sarà maggiore, rispetto a prima (di quando la persona era sedentaria). Per questo, quando la persona è in condizioni di riposo il cuore, per mettere in circolo la stessa quantità di sangue al minuto (gittata cardiaca), sarà sufficiente battere un numero inferiore di volte rispetto a quanto non facesse prima.

Sembra essere questo il fattore determinante dell'aumento del massimo consumo di ossigeno.

L'aumento degli enzimi del metabolismo aerobico e dei mitocondri cellulari

Questi adattamenti non sembrano essere determinanti per l'aumento del massimo consumo di ossigeno, ma è utile parlane.
A livello della cellula muscolare, avvengono degli adattamenti che interessano il metabolismo aerobico. Aumentano gli enzimi ossidati permettendo un aumento della velocità e dell'efficienza del metabolismo aerobico permettendo un notevole incremento della performance in esercizi di endurance.

 

LA VASCOLARIZZAZIONE DEL MIOCARDIO
  • Durante l'esercizio fisico è molto elevata, certamente. Ma comunque non si registrano elevate variazioni tra riposo ed esercizio fisico: anche durante il riposo rimane comunque elevata.

LA VASCOLARIZZAZIONE DELLA PELLE
  • A livello dell'epidermide, si può avere un importante aumento del flusso sanguigno legato sia al processo della sudorazione che allo scambio di calore che avviene tra il sangue caldo e la temperatura esterna utilizzando la superficie corporea come un "radiatore" di calore. Sistemi che il nostro organismo mette in atto per raffreddare la temperatura corporea innalzatasi per via del lavoro muscolare.
  • In questo caso, una certa quantità di sangue, invece di raggiungere i muscoli, raggiunge la cute. questo non è molto buono, perché questa quantità di sangue avrebbe invece contribuito ad apportare una quantità maggiore di ossigeno e di nutrienti verso i muscoli impegnati nel lavoro.
  • Questo è uno dei fattori per i quali, con una temperatura dell'ambiente elevata (o quando si è troppo coperti), la performance ne risente in maniera negativa.
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