Bartolomei - La resistenza

La Resistenza.
Sandro Bartolomei Ph.D.
Capacità condizionali
Forza: capacità di vincere una resistenza o di esprimere una tensione
mediante contrazione muscolare
Resistenza: capacità psicofisica dell’atleta di opporsi all’affaticamento
Rapidità: capacità di eseguire un gesto motorio nel minor tempo
possibile
Le capacità condizionali
Forza
Resistenza
Rapidità
Resistente
Tipi di forza
Dinamica
Massima
Isometrica
Esplosiva
Rapida
Esplosivo-elastica
Reattivo-elastica
La Resistenza
Capacità psicofisica di opporsi
all’affaticamento.
Fisiologica
Biomeccanica
Psicologica
Forme di resistenza (Harre)
RESISTENZA ALLA VELOCITA’
Resistenza ad esercizi svolti a velocità massimale o submassimale, con impegno quasi esclusivo dei
meccanismi ANAEROBICI.
RESISTENZA ALLA FORZA
Resistenza ad una prestazione prolungata di forza. Impegno prevalentemente a livello locale.
RESISTENZA DI BREVE DURATA
Resistenza ad esercizi svolti submassimale, con durata compresa tra 45˝ e 2’con impegno massiccio
del meccanismo ANAEROBICO-LATTACIDO.
RESISTENZA DI MEDIA DURATA
Impegno compreso tra 2’ e 8’submassimale, con intervento dei meccanismi ANAEROBICI ed
AEROBICI.
RESISTENZA DI LUNGA DURATA
Impegno superiore agli 8’, con intervento prevalente dei meccanismi AEROBICI.
Resistenza alla velocità
 Intervento quasi esclusivo del meccanismo anaerobico alattacido e
lattacido (in base alla durata) in esercitazioni con gesti rapidi di intensità
massimale o sub-massimale. Durata possibile fino ai 45 secondi.
Alattacida: capacità di resistere a sforzi fino a 5-6 sec ripetuti nel tempo con
recupero più o meno completo.
Lattacida: capacità di resistere a sforzi protratti compresi tra i 6-8 sec ed i 45 sec
con produzione e accumulo di acido lattico.
Resistenza di breve durata:
 attività con predominante impegno del meccanismo
anaerobico-lattacido. Richiede un buon sviluppo della
resistenza alla forza e della resistenza alla velocità. Il lavoro p
essere protratto per 45-120 secondi circa.
Resistenza di media durata:
coinvolge sia il meccanismo
aerobico che anaerobico
lattacido. Il lavoro può durare
tra 2’-8’ circa.
Resistenza di lunga durata:
Oltre gli 8’ per proseguire anche
per più ore di attività aerobica con
prevalente impegno degli
apparati cardiocircolatorio e
respiratorio.
E’ divisa in RLD di 1°,2°, 3°e 4° tipo.
 Resistenza di lunga durata I (8-35 minuti circa): il substrato
energetico utilizzato è essenzialmente il glicogeno muscolare mentre il
consumo dei grassi è molto limitato. Lo sforzo supera la soglia
anaerobica. Quindi viene prodotto anche acido lattico che condiziona
l’intensità e la durata del lavoro.
 Resistenza di lunga durata II (35-90 minuti circa): viene utilizzata
una miscela di grassi e glucidi, con prevalenza di questi ultimi. Le tensioni
muscolari sono prossime alla soglia anaerobica.
 Resistenza di lunga durata III (da 90 a 360 minuti circa): l’utilizzo
dei grassi è prevalente. Le tensioni muscolari si allontanano dalla soglia
anaerobica e le caratteristiche psicologiche e motivazionali assumono
un ruolo importante nella prosecuzione dell’attività.
 Resistenza di lunga durata IV (oltre 360 minuti circa): l’energia
viene fornita quasi esclusivamente dai grassi. Le tensioni muscolari sono
basse e le caratteristiche psicologiche e motivazionali assumono un
ruolo predominante.
Volume VS Intensità
FORZA
n. ripetizioni
n. serie
n. Esercizi
Durata allenamento
RESISTENZA
VOLUME
% 1-RM
INTENSITA’
Velocità di contrazione
Km percorsi
Ore di allenamento
Velocità
Freq. Cardiaca
Lattato ematico
Carico interno VS carico esterno
Resistenza
Carico Esterno
Km percorsi
Ore di allenamento
Velocità
Carico Interno
Frequenza cardiaca
Lattato
Consumo di ossigeno
Sistema anaerobico alattacido.
ATP-Pcr
Alta potenza
6-7 sec
Bassa capacità
Sistema Glicolitico
Potenza medio-alta
Glycogen
Media capacità
Produzione di acido lattico e
Accumulo lattato
Sistema aerobico
Fat-Glycogen
Bassa potenza
Altissima capacità
I meccanismi energetici
GLICOLISI:
scissione del glucosio in piruvato, processo anaerobico
Glicogeno: riserva di glucosio
100g nel fegato
400g muscoli
3 ATP x mole di GLICOGENO
2ATP per mole di GLUCOSIO
(deve essere convertito in
glucosio 6-fosfato
consumando 1 ATP)
PIRUVATO, aerobia o anaerobia?
Citoplasma
Glicolisi anaerobica: 2/3 ATP
Mitocondrio
Ciclo di Krebs
Da glucidi, protidi e lipidi:
Acetil Co-A per il ciclo di Krebs
Più ossigeno necessario per
utilizzare i lipidi rispetto ai
Glucidi.
Energia da diversi substrati.
Glucidi:
4 Kcal/g
Glicogeno: 500g (fra muscoli e fegato)
Circa 2000 Kcal
Lipidi: 9 kcal/g
8 kg di massa grassa:
72000 kcal
Riserve corporee: in individui non in sovrappeso la massa grassa
è del 10-15% della massa corporea.
L’organismo cerca sempre di
utilizzare i
lipidi come substrato energetico.
La ß-ossidazione degli acidi grassi richiede molto ossigeno.
Proteine
4 kcal/g
Processi gluconeogenetici.
Catabolismo proteine muscolari.
Questo processo diventa significativo
in attività prolungate.
Nessuna riserva di proteine nel corpo: i muscoli costituiscono la
maggior fonte di proteine per la gluconeogenesi.
Proteine
Azoto utilizzato per nuovi AA
o convertito in urea
Aminoacidi
Piruvato
Acetil Co-A
Prodotti intermedi del ciclo di Krebs
La gluconeogenesi produce glucosio da fonti non glucidiche
(AA e Lipidi). Da lipidi e glucidi non si possono costituire proteine.
Lactate Threshold
Aerobic Threshold
2 mmol/L
Carbs
Fat
Intensità
dell’eserci
zio
aerobico e
substrati
energetici.
L’intensità della corsa aerobica
La soglia aerobica (SAE)
E’ il valore minimo della velocità alla quale vi è
costanza di valori di lattato nel sangue
(2mmol)/l per alcune decine di minuti.
Rappresenta la velocità oltre la quale aumenta
la concentrazione basale di lattato. Si trova a
ca il 50-55% del VO2max ed al 70% del Max FC.
L’intensità della corsa aerobica
La Soglia Anaerobica (SAN)
E’ il valore massimo della velocità alla quale vi è
costanza di valori di lattato (4mmol/l) nel sangue
per alcune decine di minuti. C’è ancora equilibrio
tra lattato prodotto e smaltito. Oltre c’è accumulo.
Si trova ca al 80% della FC max.
La Velocità Aerobica Massima(VAM)
E’ il valore a partire dal quale si ha il massimo
consumo dell’ossigeno. Si trova al 95-100% della FC
max.
Cosa succede alla soglia
anerobica?
 Una fibra muscolare comincia ad
utilizzare il met. lattacido
 Una fibra muscolare comincia a
produrre acido lattico.
 Una fibra muscolare utilizza questo
lattato
 La quantità di acido lattico prodotto
è eccessiva e rompe questo equilibrio
(≤ 4 mmol/L)
Sistemi tampone
Bicarbonato
Sistema anaerobico lattacido
H+
Inibizione dell’enzima
PFK (phosphofructokinase)
Acido lattico
Ioni lattato
Jarmila Kratochvilova (400-800m World Champion 1983)
Accumulo di ioni lattato
(mmol/L)
Soglia anaerobica
 La soglia anaerobica è allenabile.
 E’ utilizzata frequentemente come indicatore di
performance aerobica.
 E’ spesso usata per definire intensità di esercizio.
 Relativamente facile da determinare.
EPOC: excess postexercise
oxygen consumption
DEBITO DI OSSIGENO
Il sistema di trasporto
dell’O2 necessita di alcuni
minuti per attivarsi appieno.
Componente rapida
(ATP-Pcr)
Componente
Lenta (mioglobina,
smaltimento
lattato)
CALORIMETRIA DIRETTA
CALORIMETRIA INDIRETTA
Analisi dei volumi di gas
inspirato
e volume e composizione
di quelli espirati.
RER: VCO2 / VO2
I FATTORI DELLA RESISTENZA
-ANTROPOMETRICI
L’atleta resistente ha una costituzione longilinea e leggera.
Rapporto peso/potenza favorevole.
-PSICHICI
Dal punto di vista psicologico è necessaria una forte capacità di
applicazione e sopportazione della fatica: fondamentale sia
nella gara che, soprattutto, in fase di allenamento.
-FISIOLOGICI
Predisposizione centrale e periferica.
I FATTORI DELLA RESISTENZA
GARANTISCE L’APPORTO DI OSSIGENO AL MUSCOLO E DIPENDE DA:
-RESPIRAZIONE (VENTILAZIONE POLMONARE – DIFFUSIONE ATTRAVERSO LA
FATTORE CENTRALE
MEMBRANA ALVEOLARE – LEGAME CON EMOGLOBINA)
-FREQUENZA E GITTATA SISTOLICA
-CIRCOLAZIONE CENTRALE E PERIFERICA
SI RIFERISCE ALL’UTILIZZO DELL’OSSIGENO DA PARTE DEL MUSCOLO
E DIPENDE DA:
FATTORE PERIFERICO
-PASSAGGIO DELL’OSSIGENO DAL SANGUE ALLE FIBRE MUSCOLARI
-UTILIZZAZIONE DELL’OSSIGENO NELLA CELLULA MUSCOLARE.
FORTE CORRELAZIONE TRA MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO E
PERCENTUALE DI FIBRE LENTE.
FATTORE MUSCOLARE
-ATLETI
PRATICANTI
SPECIALITA’ (VELOCISTI- MEZZOFONDISTI)
PRESENTANO DIFFERENZE NELLA PERCENTUALE DI FIBRE
NELL’ORDINE DEL 20-25%
-ASPETTI LEGATI ALLA TECNICA DI CORSA.
FATTORE COORDINATIVO -FLUIDITA’ DELL’ASPETTO CONTRAZIONE/DECONTRAZIONE
MUSCOLARE.
EVOLUZIONE DELLA RESISTENZA VO2 MAX
(quantità massima di ossigeno che l’organismo è in grado di utilizzare nell’unità di tempo in ml/kg/min)
Aumenta progressivamente fino all’età di 16-17 anni circa in
maschi e femmine poi tende a diminuire.
-La minore capacità aerobica delle femmine è dovuta soprattutto
alla taglia più ridotta ed alla maggiore percentuale di grasso
corporeo.
Fasi sensibili dello sviluppo (Martin 1982).
un approccio graduale
nell’adolescente
MATURAZIONE ED ACCRESCIMENTO
Maturazione: processo di
sviluppo verso
la conformazione adulta;
Dimensione
Maturazione ossea
Neuromuscolare
Riproduttiva
Emozionale
Fletck- Kraemer 2005
Notevoli differenze
interindividuali
nella maturazione e
nell’accrescimento
Età Cronologica VS età Biologica.
L’inizio della pubertà amplifica gli adattamenti all’allenamento di forza
e resistenza.
Comincia la fase
sensibile per le
capacità
condizionali
10-12 anni ♀
12-15 anni ♂
Impatto dell’allenamento di forza
sui processi anabolici:
effetto preventivo e performance.
Adattamenti cardiovascolari
Aumento gittata sistolica
Diminuzione frequenza
cardiaca a riposo.
Aumento gittata cardiaca
Increase in blood volume and hemoglobin concentration
Emoglobina
Prodotta dal midollo spinale e
stimolata dall’eritropoietina secreta dal rene.
♂14.0-17.5 g/dl
♀12.3-15.3 g/dl
Blood Volume, >20% atleti di resistenza
Allenamento aerobico
Fase iniziale: aumento volume plasmatico
Diminuzione delle resistenze periferiche
Diminuzione ematocrito
Aumento emoglobina
Aumento ematocrito
Adattamenti metabolici e
muscolari
1. Aumento numero e dimensione mitocondri
2. Aumento degli enzimi ossidativi della catena di
trasporto degli lettroni (succinato deidrogenasi).
3. Maggior densità capillare.
4. Aumento nell’utilizzo di acidi grassi.
5. Possibile aumento nel contenuto di mioglobina
Allenamento di resistenza
Allenamento di forza
Durante la seduta
Stimolo catabolico
 Cortisol
 Adrenalina
 Glucagon
Risposta anabolica
Crescita muscolare
Adattam. cardiovascolare
Adattamento metabolico
Enzimi
Fattori fisiologici
determinanti la
performance di endurance
Massima potenza aerobica
Tipologia di fibre muscolari
Soglia anaerobica
Economia del gesto
Massimo consumo di ossigeno
Massima possibilità di trasporto ed utilizzo di ossigeno nel corso
di un esercizio.
 VO2max è considerato
il fattore di predizione
più importante della
performance di
resistenza
In atleti:
100% del VO2 max per 10min;
95% per 30min;
85% per 60min
80% per 120min
Gli atleti di endurance
Possiedono valori di elevati di potenza aerobica.
Possono protrarre l’esercizio a percentuali elevate del VO2 max
Il VO2 max è influenzato da:
Genere
Gittata sistoloca, Volume ematico
Tipologie di fibre musc.
presenti
Densità di capillari
Funzione ossidativa mitocondriale : fattore limitante
Adattamenti all’allenamento di
resistenza
AumentoVO2max.
Incremento del 15-30% del VO2max nei
primi 3 mesi e del 50% in 2 anni di
allenamento.
VO2max Values for Young (20-29
years) Sedentary Individuals and
Elite Level Endurance Athletes
VO2max (mlkgmin-1)
Sedentary Individuals
Males
Females
44 – 51
35 – 43
71 – 90
60 - 75
with Average Fitness
Elite Level Distance
Runners
Bjørn Dæhlie, cross country skiers from Norway.
Highest Vo2 max ever recorded: 93-95 mlO2/kg.
(8 gold medals in 3 Olympic Games)
Tipologie di fibre muscolari
Tipologia di fibre muscolari
 Fibre di tipo I importanti
per la performance di
endurance
 Gli atleti di endurance
hanno alte % di fibre I
 Alta densità capillare,
molti mitocondri ed enzimi
ossidativi nelle fibre di I
tipo.
% Type I Fibers
Presenza di fibre di I tipo in atleti di
diverse specialità.
80
60
40
20
0
Distance
Runners
Middle Distance
Runners
Sprinters
Type I Fiber Type
 La possibilità di mutare la tipologia di una
fibra muscolare non è provata nell’uomo.
 Le fibre tuttavia possono diventare più
ossidative
 Gli atleti di endurance hanno forti
predisposizioni genetiche.
Economia del gesto
Può spiegare la variabilità nelle performance in atleti con VO2max
simili.
La TECNICA corretta ed individualizzata diminuisce il costo
Energetico.
Oxygen
Consumption
(ml/kg/min)
Comparison of Running Economy
Between Two Subjects With
Similar Aerobic Capacities
80
60
40
20
0
Maggior economia
del gesto
200 220 240 260 280 300 320
Running Velocity (m/min)
Runner 1 with poor exercise economy
Runner 2 with good exercise economy
Consumo di ossigeno inferiore per il Sogg.2
alla stessa intensità.
(Atletica Leggera)
Fonte: Gigliotti 2004
Parametri di allenamento della
resistenza
3 variabili principali
da considerare:
Frequenza di
allenamento
Durata dell’esercizio ,
distanza (volume)
Intensità dell’esercizio
Frequenza di allenamento
 Nessuna differenza sostanziale nell’incremento del
VO2max allenandosi 2 o 5 volte/settimana.
 Incremento più correlato all’intensità dell’esercizio.
◦  intensity =  frequency
◦ Per mantenere gli adattamenti ottenuti è sufficiente una
frequenza inferiore.
 La frequenza di allenamento è fondamentale per il
dispendio energetico ed il controllo del peso.
 Importante parametro per la riduzione della massa grassa.
Durata dell’allenamento
 La durata è in relazione all’intensità.
 All’aumento dell’intensità la durata diminuisce.
 In persone sedentarie 5 min/giorno di attività
comportano adattamenti misurabili.
 Fondisti dell’atletica corrono 10-15 km ogni
allenamento.
 ACSM consiglia 20-30 min di attività aerobica al 70%
di FCmax per ciascuna seduta.
Intensità di allenamento
 Rappresenta la variabile più importante.
 Tutte le altre variabili dell’allenamento dipendono
dall’intensità.
 Variando l’intensità si concentreranno gli adattamenti sui
vari aspetti della performance aerobica.
Oxygen Consumption
(ml/kg/min)
% del VO2 max e % della FC max
70
60
50
40
30
20
10
0
100
110
120
130
140
150
Heart Rate (beats/min)
160
170
Relazione lineare
fra FC e Vo2 in
esercizi aerobici.
FC non è un valido
parametro di carico
interno durante
esercizi anaerobici.
Ratings of
Perceived
Exertion
RPE Scale
6
7 Very, very light
8
9 Very light
10
11 Fairly light
12
13 Somewhat hard
14
15 Hard
16
17 Very hard
18
19 Very, very hard
Test di resistenza
Test di Cooper: misura della massima distanza percorsa di corsa in 12 min.
Suggerire all’atleta di raggiungere gradualmente quella che egli ritiene possa essere la velocità
di crociera.
Tener presente il fondo sul quale il test viene effettuato e le condizioni ambientali:
Test massimale per stimare la capacità aerobica
Protocollo e Norme di
riferimento nel Cooper test
Fare più metri possibile in 12’
Sandro Bartolomei PhD
Previsione del
VO2 max
La misura del test è in
Metri, Miglia o giri di pista
VO2 =
Test di Cooper (13 - 20 anni)
V (Km/h)*3,5
Molt
o
bene
Bene
Norma
le
Male
Mali
ssim
o
1
3
1
4
M
2700
+m
2400 2700
m
2200 2399
m
2100 2199
m
210
0- m
F
2000
+m
1900 2000
m
1600 1899
m
1500 1599
m
150
0- m
1
5
1
6
M
2800
+m
2500 2800
m
2300 2499
m
2200 2299
m
220
0- m
F
2100
+m
2000 2100
m
1900 1999
m
1600 1699
m
160
0- m
1
7
2
0
M
3000
+m
2700 3000
m
2500 2699
m
2300 2499
m
230
0- m
F
2300
+m
2100 2300
m
1800 2099
m
1700 1799
m
170
0- m
Test di Leger
Test a navetta effettuato sulla distanza dei 20m.
Una lepre sonora scandisce il ritmo da mantenere nel corso della prova.
Dopo un primo minuto a 7,5 km/h ed un secondo minuto a 8,5 km/h la velocità aumenta
di 0,5 km/h ogni 2 minuti fino a che il partecipante non riesce più a mantenere il ritmo.
Sulla base della velocità raggiunta si stima il VO2 max
Test di Leger: VO2max=3.5 *
Vmax (dell’ultimo step)
Sandro Bartolomei PhD
Test di Conconi
Test incrementale che mette in relazione la frequenza cardiaca ed il carico di lavoro.
Aumento di 0,2-0,5 km/h ogni 200m percorsi partendo da un tempo di 60-70 sec sui 200 m.
Le versioni più recenti (Conconi 1996) prevedono un incremento graduale e libero durante
tutto il test. Ogni 200m si rileva la frequenza cardiaca.
L’intensità dell’esercizio aumenta linearmente
mentre la FC spesso identifica un punto di
deflessione oltre il quale l’aumento della FC non
è più corrispondente a quello dell’intensità.
Sandro Bartolomei PhD
Frequenza Cardiaca e Velocità di Soglia Anaerobica
FC
massima
FC alla
Soglia AN
44
150
VAM
Calcolo della
Velocità di deflessione
o di Soglia Anaerobica
Velocità
Interpolata
graficamente
4.
Vm/s = metri/secondi
VKm/h = Vm/s *3,6
Sandro Bartolomei PhD
4.45
Range di velocità e relativi aspetti fisiologici
Aerobic/anaerobic
Vo2 max
ANAEROBIC
AEROBIC
Lactic Acid
FC
Speed
1
Soglia
aerobica
Speed
2
Soglia
anaerobica
Speed
3
Velocità
massima
aerobicaPiero Incalza – [email protected]
Interval training viene svolto solitamente al 90% del Vo2 max
3
2
Le variabili dell’ HIT
1
6
4
5
7
Il contributo relativo del sistema aerobico cresce con l’aumento del
numero delle prove.
Endurance Training Programs
Più lunga è la gara più importanti sono gli aspetti aerobici.
Il volume di allenamento di corsa è un buon predittore della
prestazione nella maratona.
130-150 miglia/settimana di corsa
per maratoneti professionisti
Anche nella maratona la tendenza è quella di allenarsi ad
intensità maggiori di quelle di gara.
Interval Training
Estensivo: 90-100% VAM (3-7 mmol/L), R 50% tempo di corsa
Intensivo: 100-105% VAM, R 50%-100% tempo di corsa
Intermittent Training: prove brevi al massimo e recupero fra
20 sec e 5 minutes.
Nei metodi intervallati l’intensità dovrebbe essere superiore alla
soglia anaerobica. Se non lo è si può optare per metodi continui.
Esempi di:
Interval Training estensivo:
5 x 1min at 90% della VAM. R 30sec
Interval Training Intensivo
4 x 30 sec at 105% VAM. R 1min
Intermittent training
 100% VAM: 10”/10”

20”/20”

30”/30”
 aerobic
 aerobic
 aerobic
 105% VAM: 10”/10”

20”/20”

30”/30”
 slightly anaerobic
 slightly anaerobic
 slightly anaerobic
 110% VAM: 10”/10”

20”/20”

30”/30”
 slightly anaerobic
 anaerobic lactacid
 very anaerobic
 115% VAM: 10”/10”

20”/20”

30”/30”
 anaerobic lactacid
 very anaerobic
 very anaerobic
Adattamenti alla resistenza
Capacità


Potenza
 Adattamenti cardiovascolari
uso maggiore di acidi grassi  Volume ematico, emoglobina, ematocrito
 Adattamenti vascolari
economia del gesto
Numero e dimensione dei mitocondri
 Enzimi ossidativi
 Adattamento delle fibre veloci
Lunghe distanze ad
intensità medio basse
Distanze brevi ad intensità medio-alta
Concurrent Training
Alcuni sport necessitano sia di prestazioni di endurance che di potenza
(rugby, soccer, field hockey….).
Allenare la forza e la resistenza contemporaneamente influenzano
Negativamente gli adattamenti alla forza e potenza
(Hennessy et al. 1994).
I muscoli sono stimolati in un modo differente e opposto.
Ipertrofia o adattamento mitocondriale?
Sintesi proteica o adattamenti enzimatici?
Risposte ormonali opposte.
Resistenza specifica negli sport di
combattimento.
Corsa lenta e prolungata?
Potenza o capacità necessaria?
Order of training contents:
Better if resistance and endurance workouts are performed in different days
Endurance training before resistance training
or
Endurance training after
resistance training?