“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
“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.
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
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
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FATTORI CHE MIGLIORANO LA PRESTAZIONE
Dispendio Energetico (C)
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FATTORI CHE CONDIZIONANO LA PRESTAZIONE
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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
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)
48
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