Adattamenti della respirazione e della circolazione all' esercizio fisico
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Adattamenti della respirazione e della circolazione all' esercizio fisico

Il processo di adattamento cardiaco e polmonare all'esercizio fisico. La captazione di ossigeno in situazioni di metabolismo aerobico massimale.

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Il normale consumo di ossigeno è di circa 250ml/minuto nell'uomo adulto a riposo. Sia la ventilazione polmonare, che il consumo di ossigeno, aumentano fino a 20 volte durante l'attività sportiva di massima intensità.
Durante tale tipo di attività la ventilazione polmonare è di circa 100/110 litri/minuto, di appena il 50% inferiore alla capacità respiratoria massimale (150/170 litri al minuto). La superiorità della capacità respiratoria massimale, consente di intraprendere attività sportive in situazioni difficoltose (in altitudine, in ambienti caldi ed in caso di alterazioni dell'apparato respiratorio).

La captazione di ossigeno a livello polmonare in situazioni di metabolismo aerobico massimale (VO2Max), tende a migliorare con l'allenamento di circa il 10%, ma arrivando ad essere superiore alla norma di anche il 45% nei maratoneti. Anche la capacità di diffusione dell'ossigeno dagli alveoli al circolo ematico migliora con la pratica sportiva, passando dai 23 ml/min di un sedentario a riposo, agli 80 ml/min di un canottiere in attività massimale (situazione in cui tutti i capillari polmonari sono perfusi al massimo).

Anche durante un'intensa attività fisica, il sistema respiratorio è in grado di fronteggiare le variazioni della pressione di ossigeno e anidride carbonica nel sangue, mantenendole a livelli normali nonostante la tendenza della prima ad abbassarsi in favore della seconda. Non a caso, nell'attività fisica, la stimolazione all'incremento della respirazione non è dovuta a variazioni di pressione dei gas, ma da meccanismi neurogeni.

Adattamenti dell'attività cardiaca all'esercizio fisico

Nei muscoli al lavoro l'afflusso di sangue, e conseguentemente il ritmo cardiaco, aumentano considerevolmente, per fronteggiare le aumentate richieste di ossigeno e nutrienti da parte dei muscoli stessi. Il flusso sanguigno all'interno del muscolo (normalmente pari a 3,6 ml per 100 grammi di muscolo) può aumentare anche di 25 volte nel corso di un'attività sportiva particolarmente intensa. Tutto questo per mezzo di un insieme di fattori tra i quali l'aumento della pressione arteriosa di circa il 30%. La variazione di tutti i valori, dal consumo di ossigeno all'aumento della frequenza cardiaca, passando per la dilatazione dei vasi sanguigni e la portata venosa, è di tipo lineare, essendo i suddetti eventi concatenati.
Per far fronte alla maggior richiesta di sangue e quindi ad una necessaria gittata cardiaca di entità maggiore (sino anche al 40% in più nei maratoneti), negli sportivi (soprattutto fondisti) il cuore tende ad ipertrofizzarsi. Ne deriva che, a riposo, la frequenza cardiaca di uno sportivo è assai inferiore rispetto a quella di un sedentario.

Del resto le prestazioni cardiache sono il primo e più importante fattore limitante delle prestazioni sportive. Più nel dettaglio i fattori limitanti sono la massima potenza aerobica in un individuo sono i seguenti:

  • polmonari: a) ventilazione alveolare (consente gli scambi gassosi a livello degli alveoli); b) capacità di diffusione dei gas attraverso la membrana alveo-capillare; c) PpO2 è un importante fattore limitante il calo di pressione atmosferica dell'ossigeno. Situazione comune in alta quota
  • ematici: capacità di trasporto di ossigeno e CO2 che è generalmente costante, salvo in alcune patologie (es.: anemia dell'atleta). Nei fondisti ad esempio, il continuo impatto dei piedi con il suolo, determinano insulti meccanici ai globuli rossi, diminuendone la vita media e la rottura. Cala il valore di eritrociti del sangue e conseguentemente la capacità di trasporto di ossigeno ai tessuti
  • cardiocircolatori: gittata cardiaca, maggiore è la gittata cardiaca, maggiore sarà la quantità di O2 mandata in circolo e quindi la possibilità di utilizzo da parte delle cellule. Anche la circolazione capillare assume rilevanza fondamentale. Entrambi questi fattori sono allenabili
  • tissutali: velocità di diffusione dei O2 e CO2 dal contatto diretto fra sangue e cellula. Dipende dallo spessore dei capillari e da fattori genetici. Sempre in questa categoria rientra la capacità di utilizzo di O2 della catena respiratoria, ed è imputabile alla quantità di enzimi che catalizzano reazioni. Si tendono ad avere variazioni genetiche fra gli individui