“Bioenergetica”

“Istruttore - Allenatore” Roma, 18 Febbraio 2017

Ivan Cirami Istituto di Medicina e Scienza dello Sport C.O.N.I. - Roma

Resp. Regionale Pallavolo Csain Lazio ASD Fisio&Sport - Decimo Roma Pallavolo

METABOLISMI ENERGETICIIl muscolo in attività richiede un costante

rifornimento di ATP

1. dal citoplasma = ATP —> ADP …quindi la Fosfocreatina (PCr) ADP —> ATP (15 sec.)

2. altre molecole, provenienti dal tessuto epatico e adiposo, sono mobilizzate attraverso la circolazione (CARBOIDRATI E LIPIDI)

3. Se le richieste energetiche muscolari superano la produzione di ATP possibile tramite la fosforilazione ossidativa, interviene la glicolisi anaerobica a produrre ATP a partire dal glicogeno.

METABOLISMI ENERGETICIalcune nozioni…

• il metabolismo anaerobico produce ATP con velocità 2,5 superiore a quello aerobico;

• per molecola di glucosio: anaerobico 2 ATP, aerobico 36-38 ATP;

• i metabolismi lavorano in concomitanza ma con impegno percentualmente variabile in funzione dell’intensità dell’esercizio.

• il glicogeno accumulato nel fegato e nei muscoli fornisce energia per circa 2000 Kcal (pari a 20 miglia di corsa)

• i maratoneti per soddisfare la richiesta energetica utilizzano gli acidi grassi che riescono a fornire circa 70000 Kcal

METABOLISMI ENERGETICICOMPORTAMENTO ORMONALE

Alcuni ormoni influenzano il metabolismo dei grassi e del glucosio: AUMENTANO il Glucagone (Insulina), il Cortisolo, le Catecolamine (epinefrina e norepinefrina), il GH.

Cortisolo, Catecolamine e Gh, convertono i Trigliceridi in Acidi Grassi e Glicerolo…

Cortisolo, Catecolamine e Glucagone, mobilizzano il glicogeno epatico e aumentano il glucosio plasmatico.

….e l'insulina ???

…sappiamo che l’insulina agisce come regolatore abbassando i livelli plasmatici di glucosio , sappiamo anche che i muscoli hanno bisogno di glucosio…

METABOLISMI ENERGETICI

COMPORTAMENTO ORMONALE

Durante l’esercizio l'attività simpatica (probabilmente) delle cellule beta del pancreas

inibiscono la secrezione d’insulina limitando così la captazione di glucosio da cellule non muscolari

METABOLISMI ENERGETICICOMPORTAMENTO

CARDIOCIRCOLATORIO Portata cardiaca25 L/min

Portata cardiaca5 L/min

METABOLISMI ENERGETICI

METABOLISMO ANAEROBICO ALATTACIDO

METABOLISMO ANAEROBICO LATTACIDO

METABOLISMO AEROBICO

METABOLISMI ENERGETICINella produzione d’energia avremo un diverso impiego dei diversi metabolismi in base alla durata (capacità) ed all’intensità (potenza) del gesto atletico richiesto

capacità Quantità totale d’energia sviluppabile: 0.6 moli d’ATP per l'alattacido, 1.2 moli d’ATP per il lattacido infinita quella del sistema aerobico.

potenza Quantità massima d’energia sviluppata nell’unità di tempo Massima nell’ alattacido (3.5 M ATP/min.), Intermedia nel lattacido (1.5 M ATP/min.) Bassa nell’ aerobico (1.0 M ATP/min.).

ANAEROBICO ALATTACIDO

1. Sfrutta il CREATINFOSFATO (CP) presente nel muscolo, che per effetto dello stimolo nervoso si scinde liberando fosforo, creatina, energia. 2. Avviene in assenza di ossigeno e non produce acido lattico.

ANAEROBICO ALATTACIDO

E’ Caratterizzato Da: • Elevata potenza. • Rapidissima risposta senza ritardi. • Ridotta autonomia (< 10 sec.). • Nessuna produzione di scorie. • Funzionamento indipendente dall’O2. • E’ più efficiente nelle fibre di tipo II. • Utilizzato nelle discipline in cui c’è necessità di un gesto potente e breve come: scatto, velocità, salto, lancio. • Dopo lo sforzo subentra la fase di recupero (“fiatone”) in cui l’ossigeno introdotto aiuta il muscolo a ripristinare le condizioni prima dello sforzo

ANAEROBICO LATTACIDO

1. Sfrutta il glicogeno che proviene dagli zuccheri. 2. Produce acido lattico, che intossica il muscolo(sensazione di fatica e dolore). 3. Avviene in assenza di ossigeno

Glicogeno + ADP 2ATP + acido lattico

ANAEROBICO LATTACIDO

E’ Caratterizzato Da: • Elevata potenza. • Risposta rapida con ritardo iniziale. • Autonomia di circa 45 secondi. • Accumulo di scorie (che lo limitano). • Funzionamento indipendente dall’O2 • E’ più efficiente nelle fibre di tipo II

AEROBICO

•Sfrutta zuccheri (glucosio) e grassi (lipidi): i primi quando la richiesta di ossigeno è critica; viceversa gli altri.... • Si avvale dell’ossigeno presente nel sangue. • Produce anidride carbonica (espirazione) e acqua(sudorazione).

Glu/Lipidi + O2 + ADP 36 ATP + H2O+CO2

E’ CARATTERIZZATO DA: • Potenza ridotta. • Risposta lenta che si innesca con ritardo. • Autonomia illimitata. • Produzione di H2O e CO2 • Dipendenza dall’O2 • E’ più efficiente nelle fibre di tipo I.

AEROBICO

AEROBICOIl meccanismo aerobico: •Comincia ad entrare in azione dopo 10 sec. • Va a regime lentamente • Raggiunge uno stato stazionario dopo 3-5 minuti. • Fornisce tutta l’energia per esercizi prolungati di intensità inferiore al max consumo di O2 .

Limitazioni del mecc. aerobico • Fornitura di ossigeno. Quando la necessità di O2 eccede la capacità di fornitura, l’esercizio può essere sostenuto solo grazie al meccanismo anaerobico lattacido, con accumulo di acido lattico. • Disponibilità di substrati energetici. • Caratteristiche dell’organismo: attività dell’apparato cardio-respiratorio, quantità di capillari nel muscolo, capacità’ del muscolo di reclutare ossigeno, TALI CARATTERISTICHE FISICHE SONO MIGLIORABILI CON L’ALLENAMENTO.

METABOLISMI A CONFRONTO

FATTORI LIMITANTI

ASPETTO METABOLICO: veloce e continua resintesi della fosfocreatina; Adeguato smaltimento del lattato prodotto; Continuo rifornimento energetico per tutta la durata della prestazione.

ASPETTO NEUROMUSCOLARE: Fenomeni di fatica nella trasmissione dell'impulso nervoso; Capacità della fibra muscolare di rispondere allo stimolo (squilibrio elettrolitico intercompartimentale).

0

2

4

6

8

10Perdita di acqua (% peso)

2%

2-4 %

4-6 %

> 6 %

Alterata regolazio

Ridotta resistenza

Calo di forza.

Crampi

Colpo di calore

DISIDRATAZIONE

Il Consumo di OssigenoVolume di Ossigeno consumato durante l'esercizio

Classificazione Bioenergetica degli sport TIPO DI SPORT DURATA MEDIA

DEL GESTO SPORT DI POTENZA (alattacidi) 100 e 110 hs atletica, lanci, salti, sollevamento pesi 10"- 15"SPORT prevalentemente ANAEROBICI 200 e 400 atletica, 100 nuoto stile libero 15"- 45"SPORT ANAEROBICI - AEROBICI MASSIVI 800 e 1500 atletica, 200 nuoto 45"- 180"SPORT prevalentemente AEROBICI 5000 e 10000 atletica, maratona, ciclismo su strada, 800 e 1500 nuoto,marcia, canottaggio, sci fondo > 180"SPORT ANAEROBICI - AEROBICI ALTERNATI tennis, sport di squadra (calcio, basket, volley, rugby), sport di combattimento (pugilato, lotta, arti marziali)

SPORT di DESTREZZA Scarso impegno muscolare tiro con armi da fuoco, bocce, bowling

Intenso impegno muscolare scherma, ginnastica, windsurf, alpinismo

Impegno muscolare posturale e direzionale sport di guida (auto, moto, motonautica, aerei con e senza motore, deltaplano), surf, equitazione, sport subacquei, arco

SPORT COMBINATI pentathlon, decathlon, biathlon

FISSIAMO I CONCETTI

1. QUALI SONO GLI ORMONI COINVOLTI NEGLI ADATTAMENTI DELL’ESERCIZIO

FISICO?

2. POSSO PRENDERE UNA BUSTINA DI ZUCCHERO SE HO UN CALO ENERGETICO?

3. DA DOVE PRENDONO ENERGIA I MUSCOLI?

4. QUAL’E’ IL METABOLIMO PIU’ EFFICENTE A LIVELLO ENERGETICO?

5. ...E QUELLO PIU’ RAPIDO AD ENTRARE IN AZIONE?

6. CHE COS’ E’ IL MASSIMO CONSUMO D’OSSIGENO?

7. QUALI SONO I FATTORI LIMITANTI LA PRESTAZIONE?

8. QUAL’E’ LA CLASSIFICAZIONE BIOENERGETICA DEGLI SPORT?

V = E/C

Potenza (E) Costo energetico (C)

Vmax = Cmin

Emax

Prestazione (V) =

MEZZI E MOTODI DI VALUTAZIONE FISIOLOGICA

Potenza (E)

Condizione Tecnica Tattica

FOR

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FATTORI CHE MIGLIORANO LA PRESTAZIONE

Dispendio Energetico (C)

ESTERNI

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TE

O

ME

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ZAT

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FATTORI CHE CONDIZIONANO LA PRESTAZIONE

INTERNI

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GA

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TAB

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Vmax = Cmin

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Dispendio Energetico (C)

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FATTORI CHE CONDIZIONANO LA PRESTAZIONE

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I

Valutazione Funzionale

FORNISCE INDICAZIONI SUI FATTORI ORGANICO-FUNZIONALI AL FINE DI OTTIMIZZARE LA

PERFORMANCE

1) IL MODELLO FUNZIONALE DELLA PRESTAZIONE

2) IL MODELLO FUNZIONALE DELL’ALLENAMENTO

PRESTAZIONESELEZIONE

TALENTI

ALLENAMENTO

IL MODELLO FUNZIONALE DELLA PRESTAZIONE

(COSA ALLENARE)

IL MODELLO FUNZIONALE DELL’ALLENAMENTO

(COME ALLENARE)

IN GARA (aggiustamenti) IN ALLENAMENTO (aggiustamenti)

DI BASE (genetiche)

POST ALLENAMENTO (adattamenti)

Valutazione Funzionale RISPOSTE FISIOLOGICHE

ALL’ESERCIZIO FISICOQUALITA’ ORGANICO FUNZIONALI

DELL’ATLETA

Prestazione

IL MODELLO FUNZIONALE DELLA PRESTAZIONE

(COSA ALLENARE)

IL MODELLO FUNZIONALE DELL’ALLENAMENTO

(COME ALLENARE)

definisce le caratteristiche fisiologiche dell’atleta in relazione della disciplina

definisce i mezzi e i metodi utilizzabili per il

miglioramento delle capacita’ funzionali

Metodi di Valutazione Funzionale I TEST

DIRETTI INDIRETTI

> PER AVERE RISPOSTE PRECISE SUI PARAMETRI DA INDAGARE

> PER AVERE VISIONE DEGLI AGGIUSTAMENTI / ADATTAMENTI

possibilita’ di misurare

direttamente il parametro indagato

misurazione attraverso un

indicatore riconosciuto

DIRETTI INDIRETTI

PARAMETRO DA INDAGARE:

VO2 max

METODO: TEST INCREMENTALE

MASSIMALE

MEZZO: METABOLIMETRO

CARDIOFREQUENZIMENTRO NASTRO TRASPORTATORE

PARAMETRO DA INDAGARE:

VO2 max

METODO: TEST DI COOPER

MEZZO: CRONOMETRO

ASPETTI DA CONSIDERARE

VALIDITA’: INDAGA REALMENTE UNA CERTA PROPRIETA’?

RIPRODUCIBILITA’: MISURANDO 2 VOLTE LA STESSA COSA NELLE MEDESIME CONDIZIONI HO GLI STESSI RISULTATI?

(ATTENDIBILITA’ E OBIETTIVITA’)

SPECIFICITA’: ...PER SPORT O PRESTAZIONE

Valutazione Fattori Meccanico Muscolari

DIRETTI INDIRETTI

1) Biopsia 2) RM 3) EMG

1) Dinamometria Isomet.

2) Jump Test (CMJ, SJ) 3) Abalakov, Sargeant,...

LIMITI: INVASIVA, POCO PRATICA, ...

VANTAGGI: PRECISIONE DELL’INFORMAZIONE

LIMITI: ATTREZZATURA, MASSIVA,

VANTAGGI: PRATICITA’

Valutazione Fattori Meccanico Muscolari

Curva F/V

vengono effettuati sprint con diversi carichi impostati su cicloergometro o ciclomulino, rilevando i picchi dei parametri si

ricostruisce la curva F/V

Valutazione Fattori Anaerobici Alattacidi

DIRETTI INDIRETTI

1) Biopsia 2) RM

1) Wingate 10” 2) Test di Bosco 15” 3) Test di Sprint (40/60 mt)

LIMITI: INVASIVA, POCO PRATICA, ...

VANTAGGI: valutazione diretta ATP e CP

LIMITI: valutazione carico esterno e non della produzione dell’ energia metabolicaVANTAGGI: test FUORI TUTTO (5”/10”)

difficolta’ di discriminare il contributo del meccanismo Lattacido

Valutazione Fattori Anaerobici Lattacidi

DIRETTI INDIRETTI

1) Lattatemia 2) Equilibrio Acido/Base

1) Lattatemia 2) 120% VO2 max (ciclo)

LIMITI: legale, costi...

VANTAGGI: indice preciso del contributo metabolico lattacido

LIMITI: Discriminazione del contributo Aerobico

VANTAGGI: (VO2), dati soglia.

attendibilita’

Valutazione Fattori Aerobici

DIRETTI INDIRETTI

1) Massimo consumo d’Ossigeno

1) test di Cooper 2) test di Leger 3) Walking test (anziani)

LIMITI: apparecchiatura costosa, praticita’VANTAGGI: indice preciso dei vari aggiustamenti fisiologici

LIMITI: assunti dei calcoli matematici

VANTAGGI: eseguibilita’, praticita’ nella costruzione di metodologie di allenamento specifiche ed individuali

Valutazione Fattori Aerobici METODO INDIRETTO 1

test di Cooper:

corsa o camminata di 12 minuti coprendo la massima distanza possibile, quindi comparazione della distanza con tabelle di riferimento del VO2

Allenati: VO2 max = 22,351 * dist(km) - 11,288

NON Allenati: VO2 max = 11 * dist(km) + 21,9

Valutazione Fattori Aerobici METODO INDIRETTO 2

test di Leger:

test ad intensita’ crescente, si corre tra riferimenti posti sul terreno a distanza fissa (20 mt). La velocita’, quindi la scansione del tempo viene data da un segnale sonoro, l’atleta al segnale aucustico deve trovarsi in prossimita’ del riferimento sul terreno.

Formula: VO2 max (ml/min/kg) = 3,5 * vel max (km/h)

OPPURE:

VO2 max = 23,4 + (5,8 X)

3,5 = CE (standard running) X = vel max in m/s

YO-YO RECOVERY TEST

Valutazione Fattori Aerobici METODO INDIRETTO 3

test di Conconi:

Test Incrementale Massimale, si parte da una velocità iniziale relativamente contenuta e, a intervalli regolari, si aumenta

costantemente, sino ad effettuare nelle fasi finali della prova, uno sprint massimale.

METTENDO IN RELAZIONE FREQUENZA CARDIACA E VELOCITA’ SI PUO’ DETERMINARE LA “SOGLIA ANAEROBICA”

LIMITI: CONCONI

Il cuore risponde all'esigenza di sangue da parte dei muscoli tramite la gittata cardiaca (GC), ovvero la quantità di sangue che il

cuore pompa in un minuto.

GC = GS * fc Aumentando l'intensità dell'esercizio, per incrementare la GC,

aumentano sia la fc che la GS; una recente ricerca dimostra che la deflessione cardiaca rifletta (quando rilevabile) un comportamento cardiaco, più precisamente il valore di fc alla quale la GS ottiene il

suo massimo valore.

“... la capacità di ripetere (un certo numero di volte), ad un determinato livello d’impegno e per una durata di tempo, una

prestazione particolare” Bellotti, prog. in Med. Sport, Aulo Gaggi ed. 1988

“... nel tennis... capacità di resistere ad una serie innumerevole di azioni esplosive avendo a disposizione tempi di recupero in cui il

gioco non si sviluppa oppure momenti in cui la velocità del gioco è tenuta volontariamente bassa.”

Gallozzi, Suppl. SDS n. 26, 1992

Valutazione Fattori Aerobici Anaerobici Alternati (RESISTENZA SPECIFICA)

Valutazione Fattori Aerobici Anaerobici Alternati 1

(RESISTENZA SPECIFICA)

test Alternato

9 serie di 10 salti (CMJ), con 20” di recupero tra una serie e l’altra (ad eccezione tra 3 e 4, e 6 e 7 in cui il recupero è di 30”

VALUTA L’EFFICENZA DEI METABOLISMI ANAEROBICI CHE LIMITANO LA POTENZA SVILUPPATA E SOPRATTUTTO L’EFFICENZA DEI MECCANISMI DI

RECUPERODELL’ENERGIA SPESA NEI SALTI

Valutazione Fattori Aerobici Anaerobici Alternati 2

(RESISTENZA SPECIFICA)

Push 5 x 5 (Test delle 25 spinte)

Consiste in 5 serie di 5 spinte massimali ciascuna con partenza a gambe tese intervallate da 10 secondi di recupero tra una serie e

l’altra

VALUTA L’EFFICENZA DEI METABOLISMI ANAEROBICI CHE LIMITANO LA POTENZA SVILUPPATA E SOPRATTUTTO L’EFFICENZA DEI MECCANISMI DI

RECUPERODELL’ENERGIA SPESA NEI SALTI

Valutazione Fattori Aerobici Anaerobici Alternati 3

(RESISTENZA SPECIFICA)

Test a Navetta

Effettuato direttamente sul campo. Si eseguono 9 serie di scatti, con 20 s di recupero. Ogni serie 4 scatti di 8,30 m (tot 33 m.). Si misura il

TEMPO impiegato per ogni ripetizione.

Il risultato è fortemente influenzato dal grado di accelerazione e di decelerazione dell’atleta.

Tennis - Test consigliati

...AEROBICI VO2 max (diretto e/o indiretto)

...ANAEROBICI Resistenza Specifica

Sprint Test

...DI FORZA Forza Massimale

Jump Test Curva F/V (ciclistica)

43

CONTROLLO ALLENAMENTO“Forza Massima Isometrica”

44

CONTROLLO ALLENAMENTO“Misura della Potenza Esplosiva”

45

CONTROLLO ALLENAMENTO“Misura della Forza Reattivo-Elastica”

46

CONTROLLO ALLENAMENTO“Misura della Resistenza (watt)”

47

CONTROLLO ALLENAMENTO“Misura della Resistenza (% del max)”

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MEZZI…1) CARDIOFREQUENZIMETRO

2) CRONOMETRO

3) LEPRE SONORA

4) LATTACIDOMETRO

5) BIRILLI O CINESINI

6) ROTELLA O FETTUCCIA METRICA

7) ERGOMETRI

8) METABOLIMETRI

9) OPTOJUMP

10) FOTOCELLULE

49

CONCLUSIONI

1) SPECIFICITA’ 2) INDIVIDUALITA’ 4) ACCURATEZZA 3) METODOLOGIA

The reasonable man adapts himself to the world; the unreasonable one persists in trying to adapt

the world to himself. Therefore all progress depends on the unreasonable man.

George Bernard Shaw

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