MA9 - univr dsnm

METODOLOGIA ALLENAMENTO
MA9
A.A. 2009/20010
Marterdì 2 Febbraio 8:30÷10
II metodologico
Nel corso di esercizio muscolare di intensità elevata (> 80 %VO’2max)
si assiste ad un progressivo declino del contenuto di glicogeno
muscolare che può diminuire in 45 minuti dell’85 % rispetto ai valori
pre-esercizio.
Il tempo di esaurimento coincide con il punto in cui si raggiunge la
deplezione delle scorte di glicogeno muscolare. E’ quindi possibile
dimostrare una relazione grosso modo proporzionale tra il tempo di
esaurimento e la concentrazione di glicogeno muscolare all’inizio del
lavoro muscolare.
Per esempio, il tempo di esaurimento aumenta da un’ora circa a più di
due ore quando si passa da una concentrazione di glicogeno nel
quadricipite di 6.3 g per kg di muscolo ad una di 35.1 g per kg
Fonti energetiche aerobiche
Potenza aerobica:
10-25 W/kg
Capacità aerobica:
4000-8000 kJ/kg
È il VO’2max
5 l/min *20.9/60/75 = 23.2 W/kg
Le fonti energetiche sono costituite da
tutto il materiale “ossidabile” presente
nell’organismo
Fonti energetiche anaerobiche lattacide
Un esercizio muscolare che comporti lo sviluppo di una potenza
superiore a quella che può essere sostenuta dal massimo tasso di
resintesi dell’ATP per via ossidativa è definito “sovramassimale”. In tali
condizioni parte dell’energia necessaria per la risintesi dell’ATP, oltre
che dalle reazioni ossidative e dall’idrolisi della PCr viene sostenuta
dalla glicolisi anaerobica
Esercizio massimale
(fuori tutto): parte del
debito contratto
all’inizio dell’esercizio è
di origine lattacida:
“early lactate”
Questa componente del
debito NON è facile da
misurare
La variabile di interesse per effettuare un BILANCIO ENERGETICO
è il lattato muscolare, NON quello ematico
Solo dopo “un certo tempo” la
concentrazione del lattato nel sangue è
indicativa della concentrazione a livello
muscolare.
Dopo 15 minuti c’è equivalenza tra la
concentrazione di lattato muscolare ed
ematico ma quest’ultimo non è una
misura della quantità accumulata “in
partenza”
Il picco di lattato misurato alla
fine di un esercizio (nel sangue) è
però PROPORZIONALE alla
quantità totale di lattato prodotto
durante l’esercizio (nel muscolo)
Lattato precoce: esercizio sovra-massimale di breve durata
La velocità di accumulo del lattato nel sangue (d[La]b/dt) (pendenza della relazione
lineare) non aumenta all’aumentare dell’intensità di esercizio
L’intervallo di tempo dopo il quale [La]b inizia ad aumentare (intercetta sull’asse dei
tempi) si accorcia all’aumentare dell’intensità di esercizio.
corsa a 18 km/h a diverse
pendenze: l’esaurimento
viene raggiunto in tempi di
5-30 secondi: maggiore è
l’intensità dell’esercizio più
precoce è la comparsa del
lattato nel sangue.
I primi secondi di esercizio
sono comunque compiuti
senza accumulo di lattato
(solo PCr)
La velocità di accumulo del lattato
(d[La]b/dt = La’s) nel sangue è correlata
con l’intensità dell’esercizio:
E’ = 0.85 . VO’2max + 2.72 La’
s
Quando l’intensità supera l’85% del
VO’2max l’esercizio diventa parzialmente
anaerobico
La pendenza di questa regressione (mlO2
pro kg/mM) NON dipende (dipende poco)
dal tipo di esercizio e indica che l’energia
resa disponibile dall’organismo ogni volta
che la concentrazione di lattato nel
sangue aumenta di 1 mM è di 3 mlO2 per
kg dipeso corporeo:
3 ml O2 kg-1 mM-1
Gli assi sono entrambi normalizzati per il VO’2max
E’ quindi possibile stimare il dispendio energetico totale da misure di
consumo di ossigeno e di lattato (conoscendo il suo equivalente energetico)
L’equivalente energetico del lattato in vivo consente di calcolare la
massima potenza metabolica ottenibile utilizzando la via anaerobica
glicolitica
La massima potenza anaerobica lattacida può essere calcolata in ogni
singolo individuo moltiplicando per l’equivalente energetico del lattato
la massima velocità di accumulo di lattato ematico misurata nel corso
di esercizi sovra massimali che portano ad esaurimento nel corso di 2 45 secondi.
E’ all’incirca uguale ad una volta e mezzo quella massimale aerobica.
Moltiplicando la massima [La]b per l’equivalente energetico del lattato è
possibile stimare anche la massima quantità di energia ottenibile per
via glicolitica anaerobica.
La capacità lattacida è di circa 40 ml O2/kg in atleti di ottimo livello.
Fonti energetiche anaerobiche lattacide
Potenza lattacida:
20-30 W/kg
Capacità lattacida:
0.9-1.1 kJ/kg
75 ml O2 kg-1 min -1
(~1.5 volte il V’O2max)
45 - 55 ml 02 /kg (14 - 17 mM)
Risposta:
Esercizio:
determinare la capacità
(mlO2/kg) e la potenza
lattacida (W/kg) di due
atleti che hanno
accumulato
14 mM x 3 x 20.9 / 1,000 = 0.88 kJ /kg
Capacità lattacida
(42 mlO2/kg)
0.88/30 x 1,000 = 27 W/kg
Potenza lattacida
14 mM di lattato durante
un test della durata di 30 s
7 mM x 3 x 20.9 / 1,000 = 0.44 kJ /kg
Capacità lattacida
(21 mlO2/kg)
7 mM durante un test della
durata di 10 s
0.44/10 x 1,000 = 44 W/kg
Potenza lattacida
Nel secondo test il lattato accumulato è
minore ma lo è anche la durata del test:
la potenza lattacida è maggiore che nel
primo caso
Esercizi MASSIMALI e “continui”
di durata inferiore a 10 secondi:
impegno anaerobico “alattacido”
di durata pari a 20-45 secondi:
impegno anaerobico “lattacido”
In questo tipo di esercizio la componente alattacida è
comunque presente e quella aerobica inizia a giocare un ruolo
di durata pari a 45s-5 minuti:
impegno aerobico-anaerobico massivo
In questo tipo di esercizio la componente alattacida, lattacida e
aerobica hanno tutte una grande importanza
di durata superiore ai 4-5 minuti:
impegno prevalentemente aerobico
CANOA OLIMPICA
In valori “assoluti” (mM) la
quantità di lattato prodotta
è ± la stessa.
AnL (mlO2/mM kg) quindi
cambia poco
AnL’ (mlO2/mM kg al
secondo) invece cambia
molto
Il contributo lattacido viene
“diluito” su di un tempo via
via maggiore tanto
maggiore è la distanza
percorsa
la potenza lattacida (e
alattacida) diminuisce in
funzione della durata della
prova (da 1 a 6 minuti)
In funzione della distanza percorsa
(tempo): diminuisce la potenza
metabolica totale
diminuisce la potenza lattacida
diminuisce la potenza alattacida
aumenta la potenza aerobica
In valori ASSOLUTI
In funzione della distanza percorsa (tempo) aumenta la % di energia
proveniente da fonti energetiche aerobiche e diminuisce quella di
provenienza anaerobica (alattacida e lattacida)
Esercizio massimale “all out” nel nuoto su diverse distanze
(50-100 e 200m): le % dipendono SOLO dal tempo di gara e
non dalla specialità praticata
Fonti energetiche “teoriche”
(per 30 s di gara)
Aerobiche: 25 %
Anaerobico-lattacide: 35 %
Anaerobico-alattacide:40 %
Fonti energetiche “teoriche”
(per 90 s di gara)
Aerobiche: 52 %
Anaerobico-lattacide: 26 %
Anaerobico-alattacide: 22 %
Ciclismo: gara di inseguimento individuale e a squadre
Front crawl sulle diverse distanze
http://it.wikipedia.org/wiki/Record_del_mondo_del_nuoto
50 m stile libero
20”91
100 m stile libero
46”91
200 m stile libero
1'42”00
400 m stile libero
3'40"07
800 m stile libero
7'32”12
1500 m stile libero
14'34"56
Nota: dati aggiornati al 21 gennaio 2010
Calcolare le % di energia di provenienza aerobica e anaerobica per
ogni “distanza”
Test di valutazione funzionale
Fonti energetiche aerobiche: determinazione del V’O2max (diretta o
indiretta), del rapporto V’E / V’O2, del rapporto V’O2 / FC, della
cinetica del V’O2, del Costo metabolico, della soglia aerobica ed
anaerobica...
Fonti energetiche anaerobiche lattacide: determinazione del lattato
ematico o muscolare, dell’attività enzimatica muscolare e/o di
variabili indirette (deficit e debito di ossigeno, MAOD [maximal
accumulated oxygen deficit]…)
Fonti energetiche anaerobiche alattacide: biopsia muscolare per
[ATP] e [PCr] ed attività enzimatica o NMR oppure…
Variabili indirette di lavoro meccanico esterno…
L’effettiva energia metabolica consumata dipende dal rendimento
La capacità anaerobica alattacida (AnAl)
Calcolare l’energia che deriva dalla completa utilizzazione
delle “scorte” di PCr assumendo che, nella transizione tra
riposo ed esaurimento, la concentrazione di PCr diminuisca
di 18.5 mM . kg-1 (di muscolo), che le masse muscolari
coinvolte siano pari al 30% della massa corporea.
Si ipotizzi un rapporto P/O2 di 6.25 ed un equivalente
energetico di 468.2 J / mM
(18.5/6.25 . 0.3 . 468.2) = 416 J . kg
-1
Troppe ipotesi per essere utilizzato per predire la prestazione
Test per la valutazione della massima potenza muscolare
(W) e della capacità anaerobica alattacida (J)
Esercizi massimali di 5-10 s al massimo: il meccanismo lattacido viene
coinvolto ma solo marginalmente. Il test di elezione è il salto a piè pari.
La maggior parte di questi test danno dei valori di “pseudo-potenza” (e.
g. una velocità, un dislivello, un tempo di esecuzione) oppure valutano il
LAVORO MECCANICO ESTERNO e non la vera produzione di energia di un
meccanismo metabolico
FONTI ENERGETICHE ANAEROBICHE ALATTACIDE
Esercizio massimale (fuori tutto): man mano che la durata dell’esercizio
aumenta la componente aerobica cresce e quella anaerobica diminuisce
La massima potenza anaerobica alattacida
Come si misura la massima potenza anaerobica
alattacida esprimibile da un soggetto?
Fonti energetiche anaerobiche alattacide:
biopsia muscolare per [ATP] e [PCr] e attività enzimatica
oppure… variabili indirette di LAVORO o FORZA “ESTERNI”:
P = W/t
P=F.v
In tal caso però l’effettiva energia metabolica consumata dipende dal
rendimento
TEST DI VALUTAZIONE DELLA FORZA “DINAMICA”???
Dato che nel campo della valutazione funzionale spesso non è
possibile misurare direttamente una qualità o perché essa non è
misurabile (es. visione di gioco) o per impossibilità di misurare
direttamente i fattori costituenti la qualità indagata (es. enzimi della
glicolisi dai quali dipende la potenza anaerobica lattacida) o perché il
test è troppo costoso (es. risonanza magnetica nucleare) o perché la
misura non è ripetibile (es. biopsia muscolare), allora si ricorre ad
una misura indiretta della qualità che abbiamo bisogno di indagare
periodicamente.
In pratica uno se la “inventa”…
Però…
I test devono soddisfare 3 criteri fondamentali per essere considerati
“scientifici”:
ｷ un test deve essere valido, nel senso che il grado dell’accordo tra
la misura ed il valore “vero” del fenomeno deve essere elevato. La
valutazione della validità necessita di uno standard esterno di
riferimento.
ｷ un test deve essere riproducibile, cioè deve concordare tra
misure ripetute dello stesso fenomeno. La riproducibilità dà una
misura della “precisione” di una metodica di rilevamento. Si ottiene
misurando più volte la stessa cosa, nelle stesse condizioni
(strumenti, tempo, luogo) ed ottenendo gli stessi risultati.
ｷ un test deve essere attendibile, nel senso che deve essere ridotta
al minimo la variabilità dell’osservatore e dello strumento, la
variabilità biologica dello stesso fenomeno in condizioni ed in
tempi diversi e le differenze biologiche tra soggetti diversi.
Salto in alto a piè pari su
piattaforma delle forze
W’(t) = F(t) x v(t)
F(t)
questa è la variabile misurata
dalla strumentazione
v(t) = a(t) dt
questa è la variabile da
calcolare
a(t) è influenzata da due forze:
la forza di gravità (F = M g,
dove M è la massa del soggetto
e g = 9.81 m/s2)
e la forza muscolare esercitata
dal soggetto (F = M a)
La forza normale
La Forza Normale si esercita su un corpo che
viene a contatto con il terreno
Se una persona sta in piedi ferma (in quiete) su
un terreno (non inclinato) esercita una forza
uguale e contraria alla forza di reazione
esercitata sul corpo dal terreno (Principio
Azione – Reazione, 3° principio della dinamica,
principio/legge di Newton), questa viene
chiamata forza di contatto (o forza NORMALE)
È data da tutte le forze al suolo che
impediscono al soggetto di sprofondare
F normale = - Forza peso
In termini più generali la forza normale è data
dalla componente perpendicolare al suolo della
forza di gravità
La Forza Normale non è necessariamente
uguale alla forza peso
La Forza Normale si esercita su un
corpo che viene a contatto con il
terreno
L’intensità della forza normale
dipende non solo dalla forza con cui
una persona preme sul pavimento
(cioè dal suo peso) ma anche dal
grado di attivazione dei muscoli
dell’arto inferiore
(per esempio del movimento di
preparazione e stacco durante un
salto…)
F N = F peso + F muscolare
FN = mg + ma
La forza NON è costante
La forza è maggiore della
forza peso prima dello
stacco
Dato che ricavo W’ da F x v,
la potenza è zero quando v
è zero
V è la v del cm: al momento
dello stacco inizia a
scendere in modo lineare
(dipende da g) perché
durante il salto il moto del
cm è parabolico
Al momento dell’atterraggio
la forza è “IMPULSIVA”
supera di parecchie volte il
peso corporeo
(allungamento dei tendini)
Vertical jumps
SJ (squat jump) In questo salto si parte da una posizione standardizzata
di piegamento delle ginocchia (~90°), piedi pari alla larghezza delle spalle
e talloni aderenti al suolo, si mettono le mani sui fianchi, il tronco rimane
verticale rispetto al suolo; da questa posizione si effettua un salto
verticale alla massima intensità. L’errore più comune nell’esecuzione di
questo test è quello di effettuare dei contromovimenti verso il basso, che
vanno assolutamente evitati (occorre ‘pulsione verso l’alto’).
CMJ (salto con contromovimento) Nel CMJ invece si parte dalla
posizione eretta e si esegue prima un veloce piegamento, sempre con le
mani sui fianchi ed i talloni aderenti al suolo, di ~90° per poi saltare verso
l’alto. La caduta deve essere effettuata con le ginocchia distese, sulla
punta dei piedi con successiva ammortizzazione per evitare traumi. È
importante che durante l’azione di piegamento il busto rimanga il più
eretto possibile per evitare ogni possibile influenza sulla prestazione degli
arti superiori. Il test può essere effettuato sia con le mani sui fianchi che
con le braccia libere di muoversi (CMJ arm swing). In questo secondo tipo
di test CMJ le capacità coordinative intervengono nel determinare il
risultato del test che risulterà così più utile per valutare atleti di discipline
sportive nelle quali l’intervento delle braccia favorisce l’elevazione del
corpo (per esempio il colpo di testa nel calcio).