RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLESERCIZIO CON LE BRACCIA. Stefano Mazzoni.

RISPOSTE FISIOLOGICHE ALL’ESERCIZIO CON LE

BRACCIA.

Stefano Mazzoni

PREMESSAE’ noto da tempo che esercizi effettuati con la parte superiore del corpo (upper body exercise, UBE) scatenano risposte fisiologiche più accentuate rispetto ad esercizi di pari intensità metabolica effettuati con le gambe (lower body exercise, LBE) (Collett e Liljestrand, 1924).

Campi di interesse:

• attività lavorative in campo industriale, agricolo, militare

• sportivo (Cerretelli et al, 1977 e 1979)

• missioni spaziali (Gazenko et al, 1980)

• disabili in carrozzina

Sawka, 1986

-Ad esaurimento, in soggetti non allenati con le braccia:

la massima potenza aerobica è 30% inferiore per UBE rispetto a LBE, così come la gettata cardiaca (più per una riduzione dei valori massimi di Gs che di FC).

la massima ventilazione polmonare e la lattacidemia sono 80-90% di quelle rilevate durante LBE.

Per carichi di lavoro sottomassimali:

CONSUMO DI OSSIGENO

- - - - UBE____ LBE

Pendergast, 1989

RISPOSTA CARDIACA

- - - - UBE____ LBEPendergast, 1989

Miles, 1989

VENTILAZIONE RISPOSTE METABOLICHE

Pendergast, 1989

Sawka, 1986

- - - - UBE____ LBE

CARICO (watts)

La

(mm

ol

l -1)

VO2 (l·min-1)

0 1 2 3 40

5

10

15

20

25

30

.

gambe supinogambe erettobraccia supinobraccia erettobraccia o gambe erettogambe *braccia *

es. i

som

etri

co

brac

cia

gam

bees. isotonico

(b) (a)

contro

llo

controllo

Q (

l·m

i n-1)

CINETICHE DI ADEGUAMENTO DEL CONSUMO DI OSSIGENO

y = bas + amp . [ 1 - e – (t - TD) / ]

.

LINEA DI BASE (bas)

AMPIEZZA (amp)

TD

- - - - UBE____ LBE

Pendergast, 1989

Si può concludere che l’esercizio con la parte superiore del corpo implica un maggiore impegno cardiovascolare, respiratorio e metabolico per equivalenti carichi di lavoro sottomassimali.

Tali differenze tra parte superiore ed inferiore del corpo divengono meno marcate in soggetti particolarmente allenati con le braccia, come kayaker, canoisti, rematori (Cerretelli, 1979 Shepard, 1987 Tesch, 1976 e Vrijens, 1975).

La Coppa America

America, 1851

UPPER BODY EXERCISE (UBE)

Il motore della barca di coppa America:i Grinder

Gesto atletico specifico di una coppia di Grinder

Disposizione sulla barca

SCOPOè il primo ed unico studio finalizzato alla valutazione degli adattamenti cardiocircolatori, respiratori e metabolici al lavoro effettuato con la parte superiore del corpo nei Grinder

• le caratteristiche aerobiche delle braccia, abituate a svolgere gesti atletici intensi ma di brevissima durata, probabilmente compiuti utilizzando sorgenti energetiche di tipo prevalentemente anaerobico.

• il confronto con atleti abituati a svolgere lavori con la parte superiore del corpo (come i Nuotatori del gruppo di controllo, canottieri, kayaker, etc.) e sedentari.

• il confronto con la parte inferiore del corpo.

Inoltre sono state analizzate le cinetiche VO2-on perchè sembrano essere indici di “fitness aerobica” più sensibili di altre variabili, come ad esempio il VO2peak.

Grinder (n = 8 )età = 33 ± 7 annipeso = 100,6 ± 9,4 kgaltezza = 185 ± 4 cm

Nuotatori (n = 8 )età = 21 ± 3 annipeso = 75,6 ± 5,3 kgaltezza = 180 ± 4 cm

PROTOCOLLO SPERIMENTALE

A B

30 W 90 W 120 W

Ogni soggetto ha eseguito due test ad esaurimento (uno con le braccia, uno con le gambe) e dodici test ai tre carichi

sottomassimali. In totale sono state eseguite 224 prove.

METODISCAMBI GASSOSI

RESPIRO-PER-RESPIROGETTATA CARDIACA

BATTITO-PER-BATTITO (IMPEDENZIOMETRIA)

La concentrazione ematica di lattato è stata determinata a riposo ed in generale dopo 1, 3, 5 e 7 minuti dal termine di ogni test.

Protocollo A: VALORI ALL’ESAURIMENTO

VO2 (L min-1) 3,99 ± 0,68 4,17 ± 0,54

VO2 (ml kg-1min-1) 39,4 ± 3,7 41,7 ± 4,2

GC (L min-1) 26,1 31,9 ± 2,2

VE (L min-1) 154,8 ± 24,7 139,7 ± 21,7

Lattato (mM) 11,2 ± 1,3 11,2 ± 3,1

Fc (b min-1) 185 ± 8 183 ± 17

UBE W = ~180

.

.

.

LBE W = ~335

GRINDER

Protocollo A: VALORI ALL’ESAURIMENTO

VO2 (L min-1) 4,09 ± 0,35 4,38 ± 0,30

VO2 (ml kg-1min-1) 54,5 ± 4,3 59,2 ± 7,4

GC (L min-1) 27,5 ± 4,4 28,3 ± 2,3

VE (L min-1) 144,1 ± 22,5 148,4 ± 24,7

Lattato (mM) 8,2 ± 2,3 10,3 ± 2,2

Fc (b min-1) 185 ± 6 189 ± 8

UBE W = ~180

.

.

.

LBE W = ~330

NUOTATORI

Protocollo B: ESERCIZI A CARICO COSTANTE

0 90 180 270 3600

1

2

3

4

5UBE GrinderLBE GrinderUBE NuotatoriLBE Nuotatori

Carico (watts)

VO

2 (

l min

-1) UBE

LBE

a b c d e f1 2 3 5a b c d e f0

10

20

30


Picco

VO2 (l min-1)

GC

(l

min

-1)

1 2 3 4 50

20

40

60

80

100

120

140

160

180


Picco

VO2 (l min-1)

FC

(b

pm

)


1 2 3 4 50

30

60

90

120

150


Picco

VO2 (l min-1)

VE (

l min

-1)

0 90 180 270 3600.1

1

10


UBE LBE

Carico (watts)

Lo

g1

0(L

a)

1 2 3 4 50

2

4

6

8

10

12


Picco

VO2 (l min-1)

La

(mM

)

Principio di Fick VO2 = GC * C (a-v)O2

0 1 2 3 4 50

5

10

15

20

25

30

35


VO2 (l min-1)

GC

(l

min

-1)

5%10%

15%

20%

Confronti con la letteratura

UBELBE

modificato da Pendergast, 1989

modificato da Miles, 19890 1 2 3 4 50

20

40

60

80

100

120

140

160

180


VO2 (l min-1)

Gs

(ml)

UBE SedentariLBE Sedentari

(da Miles, 1989)


modificati da Pendergast, 1989

Carico (watts)

La (mM)

UBE

UBELBE

LBE

Cinetiche VO2 - on

30 90 120 2100

20

40

60

80

UBE NuotatoriLBE GrinderLBE Nuotatori

UBE Grinder

Carico (watts)

(sec

on

di)

UBE a 120 W

(sec)

La (mM)

non allenati

allenati

modificato da Pendergast, 1989

CONCLUSIONI (1)

I Grinder sono un tipo di atleta molto particolare: massa corporea elevata ( 100 kg; BMI 29.4), altamenti specializzati a svolgere lavori intensi e di breve durata con le braccia, al contrario poco (o per nulla) allenati con le gambe.

Viceversa i Nuotatori sono normopeso ( 75 kg; BMI 23), molto allenati alla resistenza (e meno, in relazione, alla potenza) sia con la parte superiore sia con quella inferiore del corpo.

Nonostante tali premesse, i risultati di questo studio indicano che i Grinder hanno elevate caratteristiche aerobiche con gli arti superiori.

CONCLUSIONI (2)

In particolare i Grinder:

1. Esprimono una massima potenza aerobica in UBE elevata (~ 4 litri al minuto a carichi di 180W).

Il consumo di ossigeno, la risposta cardiaca, ventilatoria e metabolica è molto simile ai Nuotatori, sia per carichi di lavoro costanti sottomassimali sia al picco dell’esercizio. I risultati sono comparabili a quelli ottenuti in atleti praticanti canottaggio ed in kayaker.

2. le risposte fisiologiche in UBE sono molto simili a quelle osservate durante LBE.

Similmente accade nel gruppo di controllo di Nuotatori ed in atleti come kayaker, canoisti, rematori.

CONCLUSIONI (3)

modificato da Cerretelli

CONCLUSIONI (4)

3. In UBE la rapida risposta VO2-on di Grinder e Nuotatori, parallelamente al ridotto accumulo di acido lattico, confermano le spiccate caratteristiche aerobiche dei Grinder, simili a quelle riscontrate in kayaker e canottieri.

Viceversa, con le gambe, per esercizi di intensità pari al 75% di VO2 peak (e in parte per intensità pari al 43% di VO2 peak), si può affermare che la lentezza della risposta VO2-on sia attribuibile ad un’inerzia intrinseca del metabolismo ossidativo muscolare delle gambe (non allenate) dei Grinder, meno efficiente di quello degli arti inferiori dei Nuotatori e meno efficiente anche delle braccia, invece molto allenate. La ridotta C(a-v)O2 rilevata per lo stesso carico rispetto ai Nuotatori confermerebbe tale ipotesi.

DATI PRELIMINARI E PROSPETTIVE DI STUDIO

- Studio della “componente lenta” della cinetica VO2-on

- Studio della cinetica VO2-off

- Determinazione della massima potenza meccanica (picco e media) e della massima capacità lattacida durante esercizi di tipo “tutto-fuori” eseguiti con le braccia

- Determinazione del grado di affaticamento muscolare durante esercizi sopramassimali ripetuti

120W

-180 -60 60 180 300 420 540 6600.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Time (sec)

VO

2 (L

/min

)

0 5 10 15200

400

600

800

1000

1a rip.

10a rip.

5a rip.

2a rip

3a rip

[Lab] mM

riposo

picco

1.2

5.28.0

14.1

Tempo (sec)

Pot

enza

(W

att)

400

600

800

1000

Pot

enza

med

ia (

W)

0 5 10 15200

400

600

800

1000

1a rip.

10a rip.

5a rip.

2a rip

3a rip

[Lab] mM

riposo

picco

1.9

5.3

7.3

13.9

Tempo (sec)

Pot

enza

(W

att)

400

600

800

1000

Pot

enza

med

ia (

W)

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