Il punto di vista del cardiologo
ADATTAMENTI
CARDIOCIRCOLATORI
Cristiano Novelli
Specialista in Cardiologia
e Medicina dello Sport
U.O. Cardiologia – UTIC
Padre Antero Micone
Arenzano (GE),
24.09.2011
ADATTAMENTO
(singolo individuo)
EVOLUZIONE
(specie)
La funzione dell’apparato
cardiovascolare
Il mantenimento di un adeguato flusso
ematico ai muscoli scheletrici durante lo
sforzo è la condizione fondamentale per
rifornirli di combustibili (metaboliti) e
di comburente (ossigeno), per garantire
una sufficiente produzione energetica
…un po’ di vocabolario….
PARAMETRI CHE ESPRIMONO
LA FUNZIONE CARDIACA
Gittata Sistolica (GS) = VTDVS-VTSVS
Portata Cardiaca (PC) = GS x FC
Frazione di Eiezione VS = GS/VTDVS
Resistenze Vasc. Periferiche (RVP)= PA/PC
V02 (PC x ∆ a-v O2)
FATTORI DETERMINANTI LA RISPOSTA
CARDIOVASCOLARE ALL’ESERCIZIO
LEGATI al TIPO di ATTIVITA’:
• Tipo di contrazione muscolare (statica o dinamica)
• Intensità della contrazione
• Posizione del corpo
• Entità delle masse muscolari coinvolte
• Livello e tipo di allenamento
LEGATI al SOGGETTO:
• Età e sesso
• Anzianità sportiva
• Farmaci e/o patologie
RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
all’ESERCIZIO DINAMICO e ISOMETRICO
Riposo
Esercizio
dinamico
Esercizio
isometrico
FC (b/min)
70
180
125
GS (ml)
80
140
88
PC (L/min)
5.6
25
11
PAS (mm/Hg)
120
180
210
PAD (mm/Hg)
80
80
140
Delta a-v 02
(ml/dL)
5
16
7
V02 (L/min)
0.28
4.0
2.8
Attività aerobiche con
alternanza contrazione - rilasciamento
(marcia, nuoto, ciclismo)
-riduzione resistenze vascolari (distretto muscolare e cutaneo)
-aumento modesto di PA (140-160)
Massima PA 200
PA dipendente da > gittata cardiaca
PECULIARITA’ del NUOTO
CLINOSTATISMO
ORTOSTATISMO
• Incremento
proporzionato di
VTDVSn e FC
• Minore incremento
del VTDVSn (basale
già aumentato per il
ritorno venoso)
• Maggiore utilizzo
dell’incremento della
FC
DIFFERENZE tra ESERCIZIO DINAMICO
degli ARTI SUPERIORI e INFERIORI
Aumento della
Aumento della
sistolica
Aumento della
cardiaca
Aumento della
sistolica
F.C.
gittata
Arti superiori
++++
++
Arti inferiori
++++
+++
portata
+++
++++
P.A.
+++
++
Distribuzione della GC
a riposo e durante lavoro strenuo
ELEMENTI di REGOLAZIONE DISTRETTUALE
- vasomotilità
- curva di dissociazione dell’emoglobina
-ipossia
-temperatura
-CO2
-Ph
-Adenosina-ADP
-K+
-NO
1) > flusso
2) > area capillare
3) scambi
VARIABILI DETERMINANTI
il CONDIZIONAMENTO FISICO
(aerobico)
•continuità dell’esercizio
•durata delle sedute
•intensità dell’esercizio
•frequenza e progressione dell’allenamento
• Endurance training
• Interval training
(recuperi brevi rispetto all’esercizio)
VARIABILI DETERMINANTI
il CONDIZIONAMENTO FISICO
(aerobico)
•continuità dell’esercizio
•durata delle sedute
•intensità dell’esercizio
•frequenza e progressione dell’allenamento
Minimo 30’
(attivazione di tutti i sistemi metabolici
aerobici)
VARIABILI DETERMINANTI
il CONDIZIONAMENTO FISICO
(aerobico)
•continuità dell’esercizio
•durata delle sedute
•intensità dell’esercizio
•frequenza e progressione dell’allenamento
Mantenimento dell’attività in
regime aerobico:
60-85% di:
• VO2 max
• FC max (teorica o verificata)
• Carico fisico (in Watt)
• Fatica percepita (Borg)
VARIABILI DETERMINANTI
il CONDIZIONAMENTO FISICO
•continuità dell’esercizio
•durata delle sedute
•intensità dell’esercizio
•frequenza e progressione dell’allenamento
Sedute settimanali
(ottimale: 6 - minimo: 3)
con carichi progressivi
(supercompensazione)
Effetti fisiologici del training fisico
sull’apparato cardiovascolare
(…alcuni…)
INCREMENTA:
• Il flusso muscolare e
l’estrazione di O2
• La gittata sistolica
• Il rilascio dell’ NO
• La capacità
aerobica
RIDUCE:
• Il VO2 miocardico
• La FC e la PA a riposo e
durante sforzo
• La produzione muscolare
di acido lattico
• La trigliceridemia
• La soglia ischemica
• L’aggregabilità piastrinica
• La capacità lavorativa
• La produzione di
catecolamine
• Il microcircolo
• Il colesterolo HDL
Adattamenti cardiaci all’allenamento: la FC
Riduzione del tono ortosimpatico
Aumento del tono parasimpatico
+ componente genetica
Risultante: bradicardia
RIDUZIONE della FC a RIPOSO:
- inizia dopo 10-15 gg
- precoce anche nel sedentario
- talora marcata nell’atleta ben allenato
(<40 bpm)
RIDUZIONE della FC da SFORZO
(“beta-bloccante naturale")
- “bradicardia relativa” da sforzo (vs.
sedentario)
- Proporzionale all’ ↑ di gittata sistolica
• Bradicardia "fisiologica":
- Assenza di pause sinusali > 3,5”
- Scomparsa della bradicardia durante
test da sforzo e dopo disallenamento
- Assenza di sintomi di tipo sincopale.
• Ritardi della conduzione atrioventricolare:
- Mediati da ipervagotonia
MASSIMO CONSUMO di O2
ml/kg/min
18
16
P<.005
P<.005
14
12
10
Middle-Aged Middle-Aged Elderly PRE
PRE
POST
Elderly
POST
PROGETTO
UN TUFFO NELLA SALUTE
Cristiano NOVELLI
Andrea D’ALEO
Stefania CANU
Viviana FARAOLFI
Orietta FERRETTI
Stefano DOMENICUCCI
ASL 3 - Genovese
Nuotatori Rivarolesi
RISULTATI
PRE
Peso
POST
73.8
73.2
Circonferenza vita
96
95.7
PA sistolica
137
135
PA diastolica
81
73.5
FC
76.1
72.9
EFFETTI dell’ESERCIZIO FISICO
AEROBICO sui MUSCOLI SCHELETRICI
Aumento delle fibre ossidative tipo I
Aumento della densità degli enzimi mitocondriali
Effetti dell’allenamento
aerobico sulla GS
Aumento della gittata sistolica dovuto a :
- cavità cardiache grandi (ipertrofia eccentrica) = > riempimento
diastolico (aumentato rilasciamento del miocardio)
- maggiore durata della diastole conseguente alla riduzione della
frequenza
- aumento da massa plasmatica (riduzione ematocrito)
- modificazioni contrattilità (?)
Meccanismi generali
della cardiomegalia
• Stimolo meccanico: stiramento e aumento
di tensione
• Stimolo neuroendocrino: catecolamine
Altri adattamenti del cuore all’esercizio
> flusso coronarico
> capillarizzazione
< resistenze
> mitocondri ed enzimi
• Aumento del calibro delle coronarie
elemento differenziale dell'ipertrofia
fisiologica
• Aumento del tempo diastolico
• Negli atleti visualizzabili (e misurabili)
almeno i tratti iniziali di C. Dx e TC
( incremento > 100% ! )
• ↓ sensibilità agli stimoli vasocostrittori
Adattamenti vascolari sistemici
Incremento della riserva vascolare
↑ distretto vascolare muscolare
(capillarizzazione-angiogenesi)
calibro grossi vasi
conseguenza: ↓ PA ; non aumentata
pressione di perfusione
ASPETTI MORFOLOGICI
- premessa
• Adattamenti fisiologici peculiari di
atleti di elevato livello agonistico
• In atleti di basso livello o non agonisti
anatomia cardiovascolare
sostanzialmente sovrapponibile ai
soggetti sedentari.
Fattori che inducono le
modificazioni morfofunzionali
("cuore d'atleta“)
(1)
Allenamento: carichi ed anzianità sportiva
(il più importante)
Fattori che inducono le
modificazioni morfofunzionali
("cuore d'atleta“)
(2)
• Sesso: Femmina < Maschio
- minor incremento PA e GS
- assetto ormonale
(…più semplice DD con patologia...)
Fattori che inducono le
modificazioni morfofunzionali
("cuore d'atleta“)
(3)
• Età: pre < post adolescenziale
- carichi lavorativi
- assetto ormonale
Fattori che inducono le
modificazioni morfofunzionali
("cuore d'atleta“)
(4)
• Genotipo: fattori ereditari
• Almeno il 10% dei maschi: SIV > 12
mm (Pelliccia – Maron)
• 10 settimane di training sufficienti
per incrementare la massa V.Sn.
del 18% (Montgomery)
CARATTERISTICHE del c.d.
“CUORE
d’ATLETA”
• La dilatazione del V.Sn. può
raggiungere i 70 mm - DTD (limite fisiologico
dell'ingrandimento)
• Spessore delle pareti normale o aumentato
• Conservata funzione contrattile
CARATTERISTICHE del c.d.
“CUORE d’ATLETA”
• Spessore di parete ventricolare generalmente <
15 mm (98% Maron - Pelliccia) - limite
dell'ipertrofia fisiologica –
• Distribuzione dell'ipertrofia RELATIVAMENTE
simmetrica e omogenea
CARATTERISTICHE del c.d.
“CUORE d’ATLETA”
• Trabecolature fibrose o fibro-muscolari tese tra
le pareti del V.Sn. (“false corde”)
• FE nella norma funzione diastolica
nettamente aumentata e migliorata (riempimento
ventricolare completo in protodiastole)
...DD con IVS patologica
CARATTERISTICHE del c.d.
“CUORE d’ATLETA”
• Aumentate dimensioni anche di
- atrio sinistro
- sezioni destre (AD; VVCC; VD: parete e cavità)
CARATTERISTICHE del c.d.
“CUORE d’ATLETA” - valvole
• 90% di incidenza di rigurgito ad almeno una
valvola (20% a tre valvole)
• Correlazione con anzianità sportiva e dimensioni
delle camere cardiache
CARATTERISTICHE del c.d.
“CUORE d’ATLETA” - valvole
• Aspetti ecografici:
- non alterazione strutturale valvolare
- non turbolenza o "aliasing" al Doppler
- area di rigurgito limitata alla zona mediana
sottovalvolare (segnale Doppler <1-2 cm)
DETRAINING
(destino dei parametri acquisiti
con l’allenamento prolungato)
Sia le modificazioni cardiache (inclusa ipertrofia),
che microcircolatorie tendono a regredire in modo
completo
- rapido per le funzionali (bradicardia)
- rapido per le ultrastrutturali (↓50% dei
mitocondri in 1 settimana)
- più lento per le strutturali (ipertrofia)
• Quanto più è datato l’adattamento, tanto
più “persistente” nel tempo
• In caso di dilatazione / IVS estreme:
parziale permanenza della caratteristica
EFFETTI a LUNGO TERMINE
degli ADATTAMENTI C.C.
(…”prognosi”…)
• Stato di salute di ex atleti uguale o migliore
dei coetanei sedentari
• Stato di salute correlato con: durata della
pratica sportiva; epoca della cessazione
…..adattamenti benefici
sul cuore….?
?
