Gli adattamenti del sistema cardiovascolare indotti dall'allenamento

Come già esposto, un allenamento cardiovascolare regolare e sistematico porta a un aumento della capacità di prestazione fisica e provoca chiari adattamenti nel sistema cardiovascolare e nella muscolatura attiva. In questo processo il fabbisogno di ossigeno, che aumenta durante il lavoro fisico, viene coperto da un sofisticato sistema di trasporto dell'ossigeno. Questo è composto da più livelli, in ognuno dei quali entrano in gioco meccanismi differenti che possono limitare il trasporto di ossigeno. Senza entrare troppo nei dettagli, questi livelli sono

1. i polmoni, ovvero lo scambio gassoso polmonare,
2. il cuore e il sangue,
3. i capillari muscolari e infine
4. i mitocondri.

Componenti dell'assunzione di ossigeno (Bassett e Howley 2000)

In modo semplificato, si possono suddividere i determinanti dell'apporto di ossigeno in una componente centrale e una periferica (tralasciando il primo determinante, ovvero lo scambio gassoso polmonare, poiché nei soggetti sani e «a livello del mare» non limita l'apporto di ossigeno). Secondo la legge già postulata nel 1870 da Adolf Fick, la componente centrale del consumo di ossigeno è la capacità di pompaggio del cuore (quanti litri di sangue pompa il cuore al minuto), mentre la componente periferica è la differenza artero-venosa di ossigeno (quanto è grande la differenza di concentrazione di ossigeno tra il sangue arterioso e quello venoso, o più semplicemente: quanto ossigeno «l'organo preleva dal sangue»).

La formula di Fick è la seguente (tra parentesi le abbreviazioni e le unità di misura):

Consumo di ossigeno (VO2 in ml/min) = gittata cardiaca (Q in l/min) x differenza artero-venosa di ossigeno (avDO2 in ml/dl)

La gittata cardiaca a sua volta si calcola come prodotto tra il volume sistolico (Vs in ml) e la frequenza cardiaca (fH in battiti al minuto).
Quindi: quanto sangue espelle il cuore per ogni battito x quante volte batte il cuore al minuto.

Centrale vs. periferico (Fick 1870)

Riassumiamo: la componente centrale del consumo di ossigeno dipende dalla frequenza cardiaca e dal volume sistolico, la componente periferica dallo sfruttamento dell'ossigeno.

Poiché il volume sistolico aumenta con un allenamento specifico, mentre la gittata cardiaca (e anche il fabbisogno di ossigeno) restano più o meno uguali a un carico submassimale, dopo una fase di allenamento misuriamo, a parità di prestazione, una frequenza cardiaca più bassa. È quindi il volume sistolico ad aumentare con l'allenamento (migliore funzionalità della contrazione cardiaca e muscolo cardiaco più grande). A parità di frequenza cardiaca massima, aumenta quindi la capacità massima di pompaggio del sangue del cuore (la gittata cardiaca massima). Allo stesso tempo diminuisce la frequenza cardiaca a riposo, perché per trasportare la stessa quantità di sangue, grazie al volume sistolico maggiore, il cuore deve battere meno spesso.

Con l'allenamento non migliora però solo la componente centrale, ma anche la differenza artero-venosa di ossigeno e quindi lo sfruttamento dell'ossigeno dal sangue. Questo miglioramento avviene soprattutto grazie a una migliore capillarizzazione (maggiore volume capillare nel tessuto, ad es. più capillari per fibra muscolare) e a un aumento del volume mitocondriale (mitocondri più numerosi o più grandi). Nella periferia migliora quindi sia la distribuzione fine dell'ossigeno sia il suo utilizzo.

È interessante notare che la componente centrale e quella periferica dell'assunzione di ossigeno possono ora essere allenate in modo più o meno specifico. In altre parole esistono metodi di allenamento che sollecitano le due componenti in modo relativamente selettivo e di conseguenza le migliorano. È in questo contesto che va vista anche l'affermazione fatta all'inizio sull'utilità dell'HIIT. Per semplificare l'applicazione pratica di questi fatti fisiologici, abbiamo sviluppato il modello a 3 componenti della capacità cardiovascolare. Questo è costituito dalle componenti potenziale, sfruttamento e resistenza alla fatica ed è illustrato di seguito.

Riassumiamo: la componente centrale del consumo di ossigeno dipende dalla frequenza cardiaca e dal volume sistolico, la componente periferica dallo sfruttamento dell'ossigeno.

Poiché il volume sistolico aumenta con un allenamento specifico, mentre la gittata cardiaca (e anche il fabbisogno di ossigeno) restano più o meno uguali a un carico submassimale, dopo una fase di allenamento misuriamo, a parità di prestazione, una frequenza cardiaca più bassa. È quindi il volume sistolico ad aumentare con l'allenamento (migliore funzionalità della contrazione cardiaca e muscolo cardiaco più grande). A parità di frequenza cardiaca massima, aumenta quindi la capacità massima di pompaggio del sangue del cuore (la gittata cardiaca massima). Allo stesso tempo diminuisce la frequenza cardiaca a riposo, perché per trasportare la stessa quantità di sangue, grazie al volume sistolico maggiore, il cuore deve battere meno spesso.

Con l'allenamento non migliora però solo la componente centrale, ma anche la differenza artero-venosa di ossigeno e quindi lo sfruttamento dell'ossigeno dal sangue. Questo miglioramento avviene soprattutto grazie a una migliore capillarizzazione (maggiore volume capillare nel tessuto, ad es. più capillari per fibra muscolare) e a un aumento del volume mitocondriale (mitocondri più numerosi o più grandi). Nella periferia migliora quindi sia la distribuzione fine dell'ossigeno sia il suo utilizzo.

È interessante notare che la componente centrale e quella periferica dell'assunzione di ossigeno possono ora essere allenate in modo più o meno specifico. In altre parole esistono metodi di allenamento che sollecitano le due componenti in modo relativamente selettivo e di conseguenza le migliorano. È in questo contesto che va vista anche l'affermazione fatta all'inizio sull'utilità dell'HIIT. Per semplificare l'applicazione pratica di questi fatti fisiologici, abbiamo sviluppato il modello a 3 componenti della capacità cardiovascolare. Questo è costituito dalle componenti potenziale, sfruttamento e resistenza alla fatica ed è illustrato di seguito.

Riassumiamo: la componente centrale del consumo di ossigeno dipende dalla frequenza cardiaca e dal volume sistolico, la componente periferica dallo sfruttamento dell'ossigeno.

Poiché il volume sistolico aumenta con un allenamento specifico, mentre la gittata cardiaca (e anche il fabbisogno di ossigeno) restano più o meno uguali a un carico submassimale, dopo una fase di allenamento misuriamo, a parità di prestazione, una frequenza cardiaca più bassa. È quindi il volume sistolico ad aumentare con l'allenamento (migliore funzionalità della contrazione cardiaca e muscolo cardiaco più grande). A parità di frequenza cardiaca massima, aumenta quindi la capacità massima di pompaggio del sangue del cuore (la gittata cardiaca massima). Allo stesso tempo diminuisce la frequenza cardiaca a riposo, perché per trasportare la stessa quantità di sangue, grazie al volume sistolico maggiore, il cuore deve battere meno spesso.

Con l'allenamento non migliora però solo la componente centrale, ma anche la differenza artero-venosa di ossigeno e quindi lo sfruttamento dell'ossigeno dal sangue. Questo miglioramento avviene soprattutto grazie a una migliore capillarizzazione (maggiore volume capillare nel tessuto, ad es. più capillari per fibra muscolare) e a un aumento del volume mitocondriale (mitocondri più numerosi o più grandi). Nella periferia migliora quindi sia la distribuzione fine dell'ossigeno sia il suo utilizzo.

È interessante notare che la componente centrale e quella periferica dell'assunzione di ossigeno possono ora essere allenate in modo più o meno specifico. In altre parole esistono metodi di allenamento che sollecitano le due componenti in modo relativamente selettivo e di conseguenza le migliorano. È in questo contesto che va vista anche l'affermazione fatta all'inizio sull'utilità dell'HIIT. Per semplificare l'applicazione pratica di questi fatti fisiologici, abbiamo sviluppato il modello a 3 componenti della capacità cardiovascolare. Questo è costituito dalle componenti potenziale, sfruttamento e resistenza alla fatica ed è illustrato di seguito.

Il potenziale

Con il termine potenziale si indica la quantità massima di ossigeno che il corpo umano è in grado di utilizzare (VO2max). Nei polmoni l'ossigeno passa dall'aria ambiente al sangue. Il sangue ricco di ossigeno rifornisce quindi di ossigeno tutti gli organi attraverso il sistema cardiocircolatorio. Nella muscolatura scheletrica, l'ossigeno viene poi assorbito nella cellula muscolare per la produzione di energia. Il flusso sanguigno nel sistema cardiocircolatorio è determinato in modo decisivo dalla capacità di pompaggio del cuore. Questa risulta dal prodotto tra la frequenza cardiaca e il volume sistolico (il volume di sangue che può essere espulso con un singolo battito cardiaco). Un allenamento a intervalli regolare e intenso porta a un aumento del volume sistolico e quindi a un incremento della capacità di pompaggio del cuore, per cui la frequenza cardiaca sotto sforzo submassimale e a riposo si abbassa (frequenza cardiaca a riposo più bassa). In seguito a questo adattamento aumenta anche il VO2max.

Lo sfruttamento

Lo sfruttamento indica l'intensità che può ancora essere sostenuta come prestazione di resistenza. Per definizione, a questa intensità occorre poter reggere, dopo un riscaldamento di 10 minuti, 20 minuti a «concentrazione ematica di lattato costante» (stato stazionario massimo del lattato). Lo sfruttamento determina quindi quanto il potenziale possa essere sfruttato nell'ambito della resistenza (%VO2max). Viene spesso chiamato anche «soglia anaerobica». Migliore è la capacità aerobica di produzione di energia (maggiore volume mitocondriale, migliore capillarizzazione), più alto è lo sfruttamento. Un miglioramento dello sfruttamento si manifesta nel fatto che si possono raggiungere intensità più elevate nell'ambito della resistenza.

La resistenza alla fatica

La resistenza alla fatica definisce per quanto tempo può essere sostenuta una prestazione di resistenza qualsiasi (tlim). In questo contesto diversi fattori svolgono un ruolo importante:

• Un metabolismo aerobico ben allenato garantisce la produzione di energia a lungo termine.
• Una termoregolazione efficiente impedisce che la temperatura corporea aumenti troppo durante l'allenamento e limiti la capacità di prestazione.
• Più grandi sono le riserve di glicogeno nella muscolatura, più a lungo possono essere sostenuti sforzi di resistenza intensi.
• Più è allenata la muscolatura respiratoria, meno rapidamente si affatica durante sforzi di resistenza intensi.
• Anche gli aspetti mentali giocano un ruolo determinante (per quanto tempo si riesce a ritardare l'interruzione di uno sforzo di resistenza faticoso).

Gli adattamenti indotti dall'allenamento in tutti i punti citati fanno sì che si allunghi la durata per la quale è possibile sostenere una prestazione submassimale.

Con il Meta Training alleni in modo mirato queste 3 componenti che limitano la prestazione di resistenza. Fatti consigliare dal tuo COACH.