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Consumo di ossigeno VO2 max

Valutazione funzionale

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Dott. Giovanni Posabella
Medico chirurgo
Spec.in Medicina dello Sport
Email: gposabe@tin.it

Cell 3403403743
LA VALUTAZIONE FUNZIONALE

Lo studio delle qualità fisiologiche e delle loro modificazioni legate all’allenamento è compito della Valutazione Funzionale, che attraverso l’impiego di mezzi e metodi di analisi fornisce informazioni utili sulle qualità indagate.
Bici stazionaria e ciclismo quali correlazioni sulle capacità funzionali e come esplorarle, il ciclismo, tra le attività sportive, è lo sport più studiato in ragione della facilità con cui il gesto specifico può essere riprodotto in laboratorio.
Infatti l’impiego del cicloergometro permette di controllare in condizioni standard i parametri metabolici, fisiologici e biomeccanici relativi sia del ciclista di alto livello che amatoriale.

Per tests di valutazione funzionale si intendono quindi degli specifici protocolli di lavoro che misurano, quantificano la reazione del nostro corpo a determinati sforzi.
Vanno ricercati dei punti limite, cioè punti che indicano fino a dove potranno e quanto a lungo dovranno spingersi i carichi di allenamento.
Esistono in letteratura test che ci permettono di calcolare con buona approssimazione se quell’atleta è in grado di correre per lunghe distanze o di sprintare, lanciare un peso o saltare in alto.
Servono:
v a misurare come cambiano i limite dell’atleta
v a dosare in modo proporzionale i carichi di allenamento
v a valutare eventuali stati di sovraffaticamento.

Il test atletico si può collocare tra le moderne metodiche di indagine circa le capacità funzionali dell’atleta, nel quale si cerca di individuare e valutare tutte le doti peculiari, senza il cui possesso difficilmente si risulta competitivi.
Il test è uno strumento di indagine, per lo piu’ diretto al quale si ricorre per rilevare e valutare capacità e attitudini, sia esse fisiche psichiche e psicologiche.
I test atletici e cioè prove attraverso le quali può essere determinato quantitativamente ed obiettivamente il grado di efficienza fisica e abilità di una persona.
Vari possono essere i motivi per cui decidiamo di effettuare un test, i principali possono riassumersi in tre punti base:
· Valutare lo stato di forma dell’atleta
· Valutare l’efficacia della metodologia dell’allenamento, facendo riferimento ad eventuali valori ottenuti in test precedenti
· Per determinare, l’eventualità di ricorrere a nuove metodiche o di apportare variazioni nei sistemi e nei ritmi di allenamento


Un test dovrà essere di semplice esecuzione e dovrà avere la capacità di essere ripetuto più volte in maniera sempre identica.
Dovrà essere assolutamente non influenzato da chi è preposto alla sua esecuzione e facilmente interpretabile da chiunque.
Molto importante è decidere dove e come eseguire un test.


Gli spazi, i locali, l’ambulatorio o la strada devono rispondere alle esigenze di esecuzione, come le condizioni climatiche ed ambientali (temperatura, umidità, pressione atmosferica, ventilazione, luce) devono essere quelle più favorevoli, e dovrebbero essere identiche, qualora il medesimo test venga ripetuto a distanza di tempo.
L’ora di esecuzione deve essere scelta con molta attenzione, con la regola secondo la quale un test, ripetuto a distanza di tempo, dovrà effettuarsi alla stessa ora.
Il riscaldamento sarà adeguato allo sforzo che il test richiede, nel corso della stessa seduta, sarà opportuno evitare di sottoporre l’atleta a due test troppo faticosi.
La motivazione dell’atleta che esegue un test e l’informazione circa il motivo per cui si effettua il test saranno di notevole importanza per la buona riuscita di questo.
I parametri esplorati

La frequenza cardiaca

Il parametro più comunemente utilizzato è rappresentato dalla frequenza cardiaca, sia in campo che in laboratorio, riusciamo a valutare l’intensità dello sforzo o l’efficienza dell’apparato cardiocircolatorio.
Il rilievo della frequenza cardiaca può essere effettuato in condizioni di riposo, cioè prima del lavoro muscolare, durante il lavoro e, nella fase di recupero.
La frequenza a riposo prima di un test non è un dato attendibile perché è tanto influenzato dalla emotività, mentre sicuramente può dare più affidamento presa al mattino a digiuno.
La frequenza cardiaca durante il lavoro muscolare appare estremamente utile per indicare il comportamento cardiocircolatorio durante i test ergometrici aspecifici (step-test) o durante quelli specifici dove vengono simulate le discipline praticate o, direttamente sul campo durante gli allenamenti.
La maggior parte degli step-test, si basano tutti sul rilievo della frequenza cardiaca in rapporto all’esecuzione di test composti da una serie di salite e discese da uno sgabello per uno o più gradini.
L’altezza dei gradini è compresa, a seconda del test, tra i 20 e i 50 cm.
La durata dello sforzo è anch’essa differente nei vari test, ma è compresa tra i 3 e i 5 minuti.

Consumo di ossigeno

Rapporto tra il consumo di ossigeno e il peso corporeo
Il rapporto tra il consumo di O2 e il peso corporeo va considerato in modo diverso a seconda degli sport considerati.
E’ più alto nei soggetti che svolgono attività di endurance (ciclismo e podismo) grazie alla leggerezza delle strutture corporee che tali atleti presentano, non essendo necessaria la presenza di grosse e pesanti masse muscolari.
Al contrario non si osserva invece in quegli sport nei quali l’atleta deve sviluppare una rilevante forza muscolare, seppure variamente distribuita nei vari distretti del corpo.
Nel ciclismo, in alcune specialità della pista è richiesta una elevata forza e quindi ipertrofia di rilevanti masse muscolari, a livello della parte inferiore del tronco e degli arti inferiori.


Ventilazione polmonare

La ventilazione polmonare non costituisce un limite alle prestazioni agonistiche di qualsiasi durata ed intensità.
A parità di litri di aria ventilati nell’unità di tempo, il costo energetico della ventilazione polmonare può variare sensibilmente, in rapporto all’ampiezza degli atti respiratori e della frequenza degli atti stessi.
Al massimo dello sforzo atleti di alto livello possono mantenere una frequenza respiratoria che non supera i 40 atti respiratori al minuto.
Con questa frequenza atleti di elevata taglia corporea presentano un’ampiezza di ogni singolo atto respiratorio che può arrivare e superare i 4 litri.
Troviamo al tempo stesso atleti i quali raggiungono la stessa ventilazione/minuto di 160 litri di aria (40X4=160 l/min) con frequenze ventilatorie di 70-80 atti, questo significa che ogni singolo atto ventilatorio ha un’ampiezza non superiore ai 2 litri.
Tutto questo risulta antieconomico, comportando per l’atleta un’eccessivo dispendio energetico.
Dal punto di vista dell’efficienza ventilatoria,ogni atto inspiratorio ed enspiratorio, si compie con un dispendio energetico piuttosto basso, nel momento in cui si intende sfruttare quelle fasce estreme della riserva inspiratoria e della riserva espiratoria, il costo energetico di ogni singolo atto aumenta a causa dell’aumento delle resistenze elastiche e viscose.
Nel lavoro con l’iperventilazione se incrementiamo soltanto la frequenza degli atti respiratori e non l’ampiezza, si verificano due inconvenienti che abbassano il rendimento ventilatorio.
Maggior numero di volte che viene ventilato lo spazio morto (nello spazio morto si trova dell’aria che non partecipa agli scambi gassosi), il volume di questo spazio varia da soggetto a soggetto, va dai 100 ai 250 ml.
Ventilando 30 volte al minuto, la ventilazione dello spazio morto è pari a 30x250=7,5 l/min.
I ciclisti che vengono oggi all’osservazione presentano ventilazioni più razionali di quelle del passato.
Ventilazioni di ampiezza compresa tra i 60-70% fanno si che si annulla la possibilità di raggiungere frequenze respiratorie troppo elevate comprese tra i 60-80 atti respiratori al minuto.

Soglia anaerobica

Nelle prove di lunga durata la capacità di prestazione o “capacità di endurance", è legata, tra gli altri fattori, ad un limite superiore di "steady state" dove la fonte primaria di energia proviene dalla componente aerobica.
Tale limite, indipendentemente dal criterio di valutazione e di interpretazione di questo steady state, rappresenta una percentuale del VO
2max del soggetto.
Questa osservazione è ormai talmente nota, che il parametro più diffuso, e studiato come indice delle capacità di prestazione nella prove di lunga durata non è più il VO
2max ma la cosiddetta Soglia Anaerobica (SA) che del VO2max è una percentuale.
Generalmente, con il termine di
Soglia Anaerobica si intende quell'intensità, la soglia, di ampiezza più o meno ristretta (punto, area), oltre la quale si verifica, non necessariamente per carenza di ossigeno, un accumulo progressivo di acido lattico.
Tale parametro, che viene modificato dall’allenamento, identifica un livello di intensità metabolica in corrispondenza del quale l'energia necessaria all'effettuazione dell'esercizio proviene sia dalle fonti energetiche aerobiche che anaerobiche (zona di transizione aerobico-anaerobica,).
La definizione di tale punto di transizione, tuttavia, varia da autore ad autore: Wassermann e Mac Ilroy identificano la SA come il livello di
intensità di lavoro che precede il rapido incremento della lattacidemia al di sopra dei valori di riposo; Kinderman la identifica nella zona di transizione aerobico-anaerobica, compresa tra i valori ematici di lattato di 2 e 4 mM, considerando il primo valore come il limite superiore del metabolismo esclusivamente aerobico (soglia aerobica = SAe) ed il secondo come il reale valore di soglia anaerobica; Mader pone la SA in corrispondenza di valori di lattacidemia di 4 mM (millimoli).
Quindi il termine di SA, così inteso, costituisce un valore, stabilito arbitrariamente, che identifica solo il punto di inizio di un fenomeno progressivo di accumulo di lattato ematico.
Tuttavia ancora non esiste un’uniforme identità di vedute circa il livello di intensità metabolica corrispondente alla Soglia stessa.
Ciò ha spinto alcuni autori ha preferire utilizzare il termine di
onset of blood lactate accumulation (OBLA) in sostituzione di quello originario di SA.
Ma questa definizione non trova concordi quegli autori che non credono che un evento fisiologico così complesso possa identificarsi con un singolo valore.
Questi autori, infatti, preferiscono definire la SA come
quell’intensità di lavoro che comporta una concentrazione massima stabile di lattato ematico che può essere mantenuta in una condizione di Steady State, per un tempo prolungato.
La SA indica quindi, in definitiva, la percentuale (od il valore assoluto) della massima potenza specifica, meccanica o metabolica, che un individuo può sostenere a lungo.
Questo concetto di SA s'identifica con il termine di
Maximal Lactate Steady State (MLSS) o Massimo Lattato Stazionario, e questa definizione coincide, in sostanza, con quella della SA "individuale" o "reale".
Da un punto di vista biologico il termine
MLSS, non si riferisce più ad un valore fisso “di soglia”, ma ad un fenomeno globale, che descrive meglio la situazione del massimo equilibrio metabolico.
Quest’ultimo varia da soggetto a soggetto, in base alla specialità, al grado di allenamento, alle condizioni ambientali e a quelle interne legate alla produzione muscolare (rate of apparition = Ra) del lattato e al suo smaltimento (rate of disappearance = Rd) .
I valori di lattato corrispondenti al MLSS variano da soggetto a soggetto, oscillando, generalmente, tra le 3 e le 5.5 mM, anche se, per la verità raramente, possono superare le 7 mM.
Tuttavia voler far coincidere il valore di lattato corrispondente al
MLSS ed alla SA individuale con un valore fisso uguale per tutti, come normalmente si fa con le 4 mM, , è biologicamente errato e fisiologicamente non corretto.
A tal proposito basti pensare che secondo la letteratura la soglia anaerobica dei maratoneti è da porsi ad un valore di lattato di 2.5 mM piuttosto che di 4 mM.
Riassumendo, si può stabilire che la SA corrisponde ad un’intensità di lavoro legata ad un valore fisso di lattato ematico mentre MLSS è un fenomeno biologico non è identificabile con un solo valore di lattato.
Tuttavia, la differenza tra i due termini, nell’uso comune, è sempre più indefinibile ed il
termine SA viene normalmente usato proprio per indicare la massima intensità di lavoro che può essere mantenuta indefinitamente nel tempo.
La SA può essere espressa, a seconda delle esigenze, come intensità di lavoro (watt), velocità (km
*h-1), valore assoluto o relativo (per kg di peso) di VO2 o percentuale del VO2max (compresa, in genere, tra il 60%, nei non allenati, ed il 90%, nei più allenati).
La SA, quindi, è un parametro funzionale strettamente legato alla capacità, del tutto periferica (muscolare), di produrre poco acido lattico e, per un buon funzionamento dei meccanismi ossidativi, di smaltire gran parte di quello prodotto grazie alle fibre ossidative ed ai muscoli inattivi.
Tuttavia, in qualche misura, essa è anche espressione della funzionalità dei sistemi: cardiovascolare (per quanto riguarda il trasporto dell'ossigeno e la rimozione del lattato per mezzo del letto capillare), cardiaco, epatico e renale (per una parte della degradazione e del riutilizzo del lattato), nervoso (per una migliore coordinazione inter-intramuscolare).
La SA, quindi, è un parametro integrato che sembra dipendere, principalmente, da tre fattori :
1. il valore di
VO2 max individuale, infatti essendo la SA una percentuale di questo, è chiaro che con un VO2max maggiore sarà più facile avere una SA maggiore.
2. Il
rapporto tra la produzione dell'acido lattico (Ra) da parte dei muscoli ed il suo smaltimento (Rd) in varie sedi; una scarsa formazione di acido lattico, per un buon funzionamento dei meccanismi ossidativi ed un suo buon smaltimento o, ancora meglio, un suo efficace riutilizzo energetico, contribuiscono a mantenerne un basso valore di equilibrio. Tuttavia alcuni autori considerano fondamentale, nello smaltimento del lattato, la capacità delle fibre ossidative, contigue a quelle glicolitiche, di metabolizzarlo; altri autori, al contrario, ritengono fondamentale, specialmente ad alti valori di lattato muscolare, la sua capacità di rimozione da parte del circolo periferico;
3. Il
Costo Energetico (CE) del tipo specifico di locomozione.

A parità di qualità fisiologiche, un migliore rendimento meccanico permette una maggiore capacità di lavoro con un pari dispendio energetico e, quindi, un maggior valore di SA.
La
SA individuale dipende, inoltre, anche dal livello di allenamento, dall'età, dal sesso, dalla percentuale individuale di fibre lente e veloci, dagli enzimi del metabolismo aerobico, ma anche dal grado di deplezione dei substrati o la loro disponibilità qualitativa.
E' ben nota la possibilità di migliorare con l'allenamento specifico, particolarmente se svolto all'intensità di SA, oltre la capacità prestativa sulle lunghe distanze, la SA stessa, in uno o più dei suoi elementi costitutivi.
In particolare appaiono più soggetti all'influenza dell'allenamento (specialmente se confrontati con lo scarso margine di miglioramento ottenibile con il VO
2max) sia la capacità del metabolismo ossidativo muscolare che secondo alcuni, il Costo Energetico (CE), in modo da determinare, a carichi sottomassimali, una minore produzione di Acido Lattico e un suo più rapido smaltimento.
Questo è vero per gli atleti di endurance, in cui la SA sembra il miglior fattore predittivo, anche se è opportuno ricordare che altri fattori concorrono a determinare la prestazione.
La relazione evidenziabile tra la SA e la prestazione in molte discipline sportive di resistenza e l'estrema sensibilità di questo parametro all'allenamento (molto più del VO
2 max) hanno suscitato l'interesse di poterlo rilevare direttamente sul campo, così da fornire agli allenatori un'indicazione specifica, facile da determinare e da utilizzare.
La SA è quindi particolarmente utile, non tanto per prevedere le capacità prestative in un gruppo omogeneo, quanto per seguire nel tempo, con controlli longitudinali, l’allenamento di un soggetto confrontato sempre con se stesso.
Per inciso conviene ricordare che i miglioramenti della SA devono essere sempre interpretati alla luce di possibili variabili di disturbo (ad esempio, la curva lattato/potenza può spostarsi a destra, simulando così un miglioramento, nel caso che il soggetto sia in uno stato di deplezione di glicogeno muscolare).
Il rilievo indiretto della SA consente inoltre, più di quello diretto del VO
2max, un metodo semplice e sicuro per il monitoraggio dello stato di forma cardiocircolatoria di soggetti sedentari e pazienti, necessitando di sforzi di intensità lieve.










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Responsabile Scientifico Dott. Giovanni Posabella | gposabe@tin.it

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