FISIOLOGIA

DELL’ESERCIZIO E DELLO

SPORT

LA MUSCOLATURA STRIATA CLASSIFICAZIONE DELLE SINAPSI Le sinapsi sono i punti di contatto attraverso i quali un neurone comunica con un altro neurone o con l’organo effettore. In natura possiamo avere due tipi di sinapsi: Sinapsi elettrica o gap junction: sinapsi più semplici bidirezionali. Le due membrane presentano sulla loro superficie dei canali fisici detti CONNESSONI formati da 6 proteine connexine perfettamente allineati fra di loro in uno spazio sinaptico molto ristretto (2 nm). A riposo questi canali sono chiusi. La depolarizzazione di una delle due membrane che diventa la membrana presinaptica provoca l’apertura dei canali che fanno passare le cariche all’altra cellula la quale membrana sarà quella postsinatica provocando la trasmissione del potenziale d’azione. Sinapsi presente nel muscolo liscio e nel miocardio dove l’impulso deve essere fisicamente trasmesso senza modificazioni o passaggi intermedi. Sinapsi chimiche: le sinapsi chimiche presentano uno spazio sinaptico più ampio e non presentano collegamenti fisici. La trasmissione avviene per rilascio di mediatori chimici detti NEUROTRASMETTITORI nello spazio che, legandosi a determinati recettori della membrana postsinaptica, vanno a scatenare una sua depolarizzazione. Le sinapsi chimiche sono UNIDIREZIONALI (la propagazione avviene solo in un verso dove le membrane pre e post sinaptiche sono definite) MODULABILI (l’effetto dei mediatori può essere variato da sostanze AGONISTE che ne amplificano il segnale, da sostanze ANTAGONISTE che ne riducono il segnale) PLASTICHE (possono subire delle modificazioni nel tempo). Queste sinapsi sono le più diffuse e le troviamo tra interneuroni e nel muscolo striato INNERVAZIONE DEL MUSCOLO Ogni muscolo è formato dall’insieme di numerosissime fibre muscolari. Ogni fibra muscolare è innervata da una terminazione assonica di un neurone che prende sinapsi in un punto preciso della stessa chiamato PLACCA MOTRICE Placca motrice: sinapsi periferica propria del muscolo di natura chimica.

!" Struttura: Ogni fibra è innervata e quindi possiede una placca motrice. La sua struttura presenta diversi punti sinaptici chiamati BOTTONI SINAPTICI derivati dallo sfioccamento dell’assone nelle estreme vicinanze della fibra. Il mediatore rilasciato in uno spazio sinaptico allargato di 50-100 nm è l’ACETILCOLINA che agisce su RECETTORI NICOTINICI IONOTROPI distribuiti su una membrana postsinaptica pieghettata di ampia superficie.

!" Funzionamento: Il suo funzionamento è quello classico di una sinapsi chimica. Una depolarizzazione dell’assone provoca il rilascio dell’acetilcolina nello spazio sinaptico la quale si va a legare ai suoi recettori aprendoli. Una forte corrente di Na entra dentro la fibra provocando una depolarizzazione di tutta la regione sinaptica dove insorge un POTENZIALE DI PLACCA. Questo potenziale depolarizza le regioni perisinaptiche della fibra, la dove vi sono i CANALI VOLTAGGIO DIPENDENTI PER IL NA che aprendosi, scatenano il vero potenziale d’azione lungo tutta la fibra. Tale depolarizzazione della membrana porta alla conseguente apertura dei canali per il Ca che diffondendo dalle cisterne all’interno della fibra determinerà la sua contrazione.

!" Caratteristiche: o Lo stimolo è sempre eccitatorio o Mancanza di sommazione dei potenziali

con un rapporto di 1-1 tra neurone e fibra. o Sinapsi semplice e sicura, infatti il

potenziale di placca è 3-4 volte più elevato di quello che basterebbe per innescare il potenziale d’azione lungo la fibra

Unità neuromotoria: 1 motoneurone che parte del midollo spinale uscendo dalle corna anteriori, innerva più fibre muscolari, sfioccandosi in diverse terminazioni assoniche (da non confondere con i bottoni). Questo insieme di fibre vengono innervate quindi allo stesso identico modo e, insieme al loro motoneurone di riferimento, prendono il nome di UNITA’MOTORIA. Le unità motoria differiscono fra di loro per tipo e numero di fibre. Le loro dimensioni ci danno il RAPPORTO DI INNERVAZIONE che rappresenta quante fibre muscolari innerva un singolo motoneurone. Più vicino a 1 è questo rapporto, meno fibre innerverà un neurone e quindi il movimento sarà più fine come nei muscoli ottici o tattili

TIPI DI CONTRAZIONE

Un muscolo può contrarsi in diversi modi: Contrazione isometrica: contrazione a forza massima senza variazione di lunghezza della fibra. Analizziamo in laboratorio l’effetto di una SCOSSA SEMPLICE ISOMETRICA. Una scossa semplice equivale ad una contrazione massimale di una singola fibra, derivata da un unico STIMOLO elettrico neuronale (artificiale in questo caso) che provoca un singolo IMPULSO interno. Applichiamo il muscolo ad un macchinario in grado di mantenere costante la sua lunghezza e vediamo lo sviluppo della forza all’arrivo di un singolo stimolo.

Possiamo vedere che la forza si sviluppa per 70-80 ms quando un singolo potenziale d’azione ne dura 5-6 ms, deducendo che l’evento meccanico dura di più di quello elettrico. Effettuando questo esperimento a varie lunghezze e riportando in un grafico i dati di TENSIONE sviluppata in rapporto con la LUNGHEZZA prefissata abbiamo un grafico come in figura:

La tensione sviluppata dal muscolo varia a seconda della sua lunghezza iniziale, rappresentata del precarico. Tensione massime T0 vengono sviluppate solo a lunghezze ottimali L0. Se teniamo conto della tensione elastica passiva che il muscolo esercita se troppo striato, la curva delle tensioni totali si modifica un po. Ma perché questa relazione tensione lunghezza? Tutto dipende dalla posizione delle fibre prima della contrazione.

!" Doppia sovrapposizione: se il muscolo è corto i filamenti di actina e miosina risultano essere

passivamente già sovrapposti, diminuendo le possibilità di ancoraggio per lo sviluppo di forza. In vivo è impossibile andare entro certi limiti perché il muscolo è fissato ai capi articolari mentre in vitro si.

!" Troppo stiramento: al contrario se il muscolo è troppo stirato i filamenti sono talmente distanti che non riescono ad agganciarsi.

!" Sovrapposizione ottimale: lo sviluppo di forza massima si ha a tensioni mpoiché i filamenti sono giustamsovrapposti per un massimo ancoraggio e massima forza. Questa distanza ottimale è quantificata alla lunghezza di circa 2 #m del sarcomero.

edie ente

Contrazione isotonica: contrazione a forza costante con variazione di lunghezza della fibra

!" Concentrica: accorciamento della fibra e sviluppo di forza attiva !" Eccentrica: allungamento della fibra e sviluppo di forza resistiva

Analizziamo in laboratorio l’effetto di una SCOSSA SEMPLICE ISOTONICA di tipo concentrico. Questa volta l’esperimento non si fa bloccando i capi dei muscoli, ma applicando a uno un piccolo peso che chiameremo PRECARICO per dare una certa lunghezza iniziale al muscolo. Dopo aver applicato il peso il muscolo si allungherà e a questo punto posizioneremo il vero peso da sollevare detto POSTCARICO che non influirà inizialmente sul peso totale poiché appoggiato su un sostegno. Applichiamo la singola scossa

possiamo distinguere 4 fasi diverse: !" Accorciamento isometrico iniziale: il

muscolo sviluppa tensione senza accorciamento perché deve ancora sviluppare la forza necessaria per spostare pre e post carico.

!" Accorciamento isotonico: il muscolo si contrae diminuendo la sua lunghezza sviluppando una forza costante

!" Rilasciamento isotonico: il muscolo mantiene la sua forza ma si rilascia impiegando un tempo maggiore di quello usato per contrarsi:

!" Rilasciamento isometrico finale: infine la forza cala dopo che il postcarico ha toccato il sostegno

Continuando gli esperimenti aumentando il peso, cioè il postcarico, osserviamo che la forza del muscolo cresce ma la sua variazione di lunghezza cala insieme alla sua velocità di contrazione, fino ad arrivare ad un peso non più sollevabile dal muscolo che effettuerà una contrazione di tipo isometrico. Il carico applicato ad un muscolo e la sua velocità di contrazione sono inversamente proporzionali fra di loro come si vede dal grafico. La potenza sviluppata da un muscolo durante una contrazione isotonica quindi non è ne a velocità massime, ne a carichi massimi, ma si può notare che corrisponde a 25 – 30% del carico massimo. La velocità du contrazione dipende dalla qualità della fibra, registrando tre diversi grafici velocità-carico.

Contrazione isocinetica: contrazione a velocità costante ma con forza variabile a seconda del carico che risulta essere proporzionale alla velocità di esecuzione (lavoro in acqua o macchine specifiche)

TETANO MUSCOLARE Gli stimoli elettrici che arrivano alla fibra provocano degli impulsi lungo la stessa che non sono sommabili l’uno con l’altro perché sono dei potenziali d’azione. Questi però provocano una contrazione della fibra che dura molto di più della durata del potenziale d’azione e del suo periodo refrattario. Quindi se insorge un nuovo potenziale d’azione mentre la contrazione precedente deve ancora finire, le contrazioni si sommano con conseguente aumento di forza. La frequenza degli impulsi quindi varia la sommazione delle scosse singole fino ad arrivare ad un valore al quale le scosse si stabiliscono in una unica dnel tempo chiamata TETANO

uratura

FATICA MUSCOLARE Tetani muscolari molto prolungati nel tempo provoca l’esaurimento delle risorse energetiche e l’insorgere della fatica che provoca un calo dell’intensità delle scosse fino ad un punto in cui le scosse scompaiono e la fibra non si contrae più nonostante gli impulsi elettrici continuino a persistere TIPI DI FIBRE MUSCOLARI

Abbiamo già detto precedentemente che le unità motorie differiscono per il loro numero di fibre e per la loro qualità o tipo. Infatti esistono tre diversi tipi di fibre: Fibre di tipo 1: dette lente !" Innervazione: motoneuroni caratterizzati da piccole dimensioni, alti

potenziali postsinaptici perché i segnali in ingresso vengono integrati più facilmente in un neurone piccolo, conseguenti bassi valori di attivazione, lente conduzioni lungo l’assone che innerva un numero basso di fibre da 10 a 180.

!" Caratteristiche: fibre che utilizzano come metabolismo preferito quello ossidativo, sfruttando l’ossigeno, grazie alla presenza di molti globuli rossi e della ricca vascolarizzazione che da un aspetto colorato rosso alla fibra. Hanno una contrazione lenta con sviluppo di poca forza ma mantengono il proprio lavoro nel tempo con scarsa affaticabilità. Sono fibre adatte per dei lavori di resistenza con carichi medio-bassi.

Fibre di tipo 2b: dette veloci !" Innervazione: motoneuroni caratterizzati da grandi

dimensione, piccoli potenziali postsinaptici perché i segnali in ingresso vengono integrati più lentamente in un neurone grande, conseguenti alte attivazioni, veloci conduzioni lungo l’assone che innerva un numero ampio di fibre da 300 a 800.

!" Caratteristiche: fibre che utlizzano come metabolismo preferito quello gli colitico senza ossigeno. Hanno una contrazione veloce con sviluppo di notevole forza ma hanno una elevata affaticabilità. Sono fibre adatte per dei lavori di potenza e di velocità con carichi alti non duraturi nel tempo.

Fibre di tipo 2a: dette intermedie

!" Innervazione: motoneuroni caratterizzati da grandi dimensione, medi potenziali postsinaptici, intermedi valori di attivazione veloci conduzioni lungo l’assone che innerva un numero ampio di fibre da 300 a 800.

!" Caratteristiche: fibre che utlizzano entrambi i metabolismi, sia quello ossidativi che quello glicolitico. Hanno una contrazione dvelocità intermedia con sviluppo di media forza con una moderata affaticabilità. Sono fibre adatte per dei lavori di potenza e di velocità intermedie.

i

Un muscolo umano possiede tutti i tipi di fibre esistenti, distribuiti in diverse percentuali. Le fibre 2a sono le fibre meno presenti, mentre le 1 e le 2b sono le più numerose distribuite in percentuali diverse nei muscoli da soggetto a soggetto per nascita o per adattamenti ad allenamenti specifici. Per vedere la composizione di un muscolo si può procedere con il prelievo di tessuto muscolare con la BIOPSIA MUSCOLARE, analizzandolo al microscopio e facendolo reagire con diverse sostanze che permettono di vedere i tipi di fibre e calcolare la % di distribuzione in quel muscolo NUCLEI MOTORI DEI MUSCOLI - ANATOMIA La disposizione dei punti di origine dei motoneuroni di uno stesso muscolo non è casuale, ma segue un determinato ordine all’interno del midollo. I nuclei motori infatti sono delle aree che si estendono lungo il midollo dalle quali partono i motoneuroni destinati ad un determinato muscolo uscenti da un unico nervo.

MODULAZIONE DELLA FORZA Abbiamo visto che una fibra che riceve uno stimolo e quindi un impulso si contrae sempre con forza massimale. La forza di un intero muscolo però può variare in infiniti valori. Questa MODULAZIONE DI FORZA è dovuta da due fattori: Fattori morfologici: la forza di un muscolo dipende da fattori non fisiologici quali

!" Lunghezza – Numero di fibre – Numero di unità motorie Fattori nervosi: la forza di un muscolo dipende pero anche da fattori fisiologici quali:

!" Numero di fibre reclutate durante il lavoro del

muscolo: il reclutamento delle fibre muscolari riguarda fattori di tipo nervoso. Abbiamo visto che un muscolo è innervato da un nervo i quali motoneuroni nascono tutti da definiti nuclei. L’arrivo di segnali da interneuroni dall’encefalo pnon porta una attivazione uguale di tutti i motoneuroni poiché ne abbiamo di diverso tipo che si attivano a diverse scariche. A seconda della frequenza in ingresso, si attiveranno prima fibre a bassa attivazione come le fibre 1 per arrivare alle ultime fibre 2b avendo una vera e propria modulazione della forza risultante. In questo cil reclutamento, nell’attivazione delle diverse unmotorie a seconda del tipo di fibre che contengono inrelazione alla scarica che arriva al nucleo.

erò

onsiste ità

!" Tetano: una volta attivato il motoneurone sarà

urone,

fin

attivata l’unità motoria con tutte le sue fibre. Maggiore è la frequenza di scarica del motonedettata dallo stato di eccitazione del nucleo motore,

maggiore sommazione temporale delle scosse avremo, aumentando la forza totale della fibraad un valore massimo di tetano completo.

Dunque la forza di un muscolo dipende dalla forza di ogni singola fibra (che dipende dalla sommazione temporale degli impulsi e dalla sua qualità morfologica) e dal numero di fibre impiegate

ELETTROMIOGRAFIA L’elettromiografia è un sistema di rilevazione elettrica dell’attività muscolare analogo

il cuore ma più semplice. L’attività elettrica del muscolo e si può rilevare on il posizionamento di due elettrodi lungo la fibra che misurano la loro differenza di potenziale

perimentalmente è impossibile misurare l’attività di na singola fibra, ma più o meno quella di un’unità otoria si, avendo una curva biografica risultante fra

all’elettrocardiogramma per cdurante l’avanzamento del potenziale d’azione su di essa.

Sumtutti i potenziali rilevati dagli elettrodi. La forma del grafico dunque risulterà essere dipendente dalla posizione degli elettrodi, dalla loro distanza, da eventuali disturbi e dallo strato adiposo che il segnale deve attraversare per essere registrato. Possiamo effettuare due diversi tipi di elettromiografia:

Elettromiografia di superficie: posizionamenon molto preciso poiché la curva sarà una risultante

nto di elettrodi sulla cute. Il segnale sarà frastagliato e dell’attività di più unità motorie. Gli elettrodi

evono essere posizionati ad una certa distanza dal punto di innervazione. dElettromiografia di profondità: posizionamento di elettrodi ad ago in profondità vicino al muscolosegnale sarà molto preciso e pulito perché ci permette di misurare poche unità alla volta.

. Il

I RIFLESSI SPINALI riflessi sono delle risposte involontarie, dove le afferente vengono intergrate con le efferenze nel

NATOMIA DEL MIDOLLO SPINALE

midollo spinale è contenuto all’interno della colonna vertebrale e si estende dal bulbo del tronco

l suo interno presenta divisioni come in figura così organizzate: radice ventrale

I midollo spinale, senza il controllo della nostra volontà un riflesso è costituito da una via neuronale detto ARCO RIFLESSO composto da recettore, via afferente e vie efferente. A Ilencefalico fino alle prime due vertebre lombari per una lunghezza di circa 45 cm. Da esso emergono i nervi spinali che innervano tutto il resto del corpo. E’ formato da sostanza grigia interna contenente i nuclei dei neuroni e sostanza bianca esterna contenente gli assoni. Al centro della sostanza grigia del midollo vi è un CANALE CENTRALE dove scorre il liquido CEFALORACHIDIANO che avvolge tutto il nevrasse. Il midollo spinali a

!" Dal corno grigio anteriore partono fibre efferenti volontarie inserendosi nella!" Dal corno grigio laterale partono fibre efferenti vegetative inserendosi nella radice ventrale !" Al corno grigio posteriore arrivano fibre sensitive dalla radice dosale

l suo interno la sostanza grigia motoria presenta divisioni longitudinali più o meno nette

ECETTORI PROPRIOCETTIVI E LORO INNERVAZIONE

usi neuromuscolari:

Arappresentanti i nuclei motori detti precedentementi, coinvolti nel reclutamento delle fibre. R F recettori muscolari sensibili allo stiramento del muscolo. Sono delle capsule connettivali contenenti fibre muscolari modificate dette INTRAFUSALI, posizionate in parallelo a quelle proprie del muscolo che verranno classificate come EXTRAFUSALI. Queste fibre hanno un’organizzazione in sarcomeri solo ai capi e possono essere di due tipi

!" A sacco nucleare: tutti i nuclei della fibra sono raggruppati nella zona equatoriale !" A catena nucleare: nuclei sparsi

I fusi neuromuscolari partecipano alla contrazione essendo innervati da motoneuroni detti GAMMA, o

per distinguerli da quelli che innervano il muscolo normale detti ALFA. Da queste capsule si diramantantissime terminazioni sensoriali a bassa attivazione che rendono il recettore particolarmente sensibile.

Si dividono in due tipi: marie anulospirali o fibre 1°:!" Terminazioni pri si avvolgono lungo la fibra a spirale. Hanno un

!" fiorame o fibre 2:

adattamento rapido (fibre fasiche) e sono adatte per segnalazioni di stiramenti dinamici istantanei e loro velocità Terminazioni secondarie a si sfioccano in terminazioni lungo la fibra. Hanno

Questo recettore è quindi sensibile allo stiramento sia in fase statica che dinamica. Lo stiramento delle

un adattamento lento (fibre toniche) e sono adatte per segnalare lo stato di stiramento statico delmuscolo nel tempo.

fibre intrafusali provoca uno stiramento delle fibre afferenti che aumentano la scarica verso i nuclei motori. Lo stiramento delle fibre intrafusali può avvenire in due modi:

!" Passivo: stiramento artificiale del muscolo !" Attivo: la fibra intrafusale è attiva e partecipa alla contrazione del muscolo insieme alle fibre

rgano tendineo del golgi:

extrafusali (cooperazione fibre gamma e alfa). Tuttavia ha una contrazione diversa dalla fibra normale però, perché manca di sarcomeri nella zona equatoriale.

O recettori posizionati nel tendine del muscolo sensibili al suo stiramento.

e di

Sono delle capsule connettivali ovoidali poste in serie alle terminazioni delle ultime fibre muscolari senza fibre al loro interno e quindi senza innervazioni efferenti. Dal recettore si diramano delle terminazione afferenti che possiedono soglie di attivazioni sia alte che basse che prendono il nomFIBRE 1b. Lo stiramento del recettore può avvenire in due modi:

!" Passivo: Allungamento artificiale del muscolo !" Attivo: stiramento del tendine per contrazione attiva del muscolo.

IE AFFERENTI AI NUCLEI MOTORI

e vie afferenti che partono dai recettori si portano verso il nucleo motore che le riceve insieme ai e

arica:

V Lcomandi volontari discendenti dalla corteccia cerebrale. Lo stato di attivazione di una o più afferenzdovuto all’intensità dello stimolo percepito dai propriocettori, porta all’interno del nucleo due zone differenti: Zona di sc insieme di tutti quei motoneuroni attivati dalla scarica della fibra afferente

rangia subliminale: F zona di motoneuroni adiacenti alla zona di scarica che non sono attivi ma sono

ommazione temporale:

facilitati ad esserlo. Il numero di motoneuroni attivati può variare in due modi:

S aumento della frequenza di scarica delle

ommazione spaziale:

fibre afferenti periferiche che portano ad un ingrandimento della zona di scarica attivando più motoneuroni.

S possono coesistere due o più zone di scarica

che all’interno di un nucleo motore derivanti da più afferenze periferiche portano all’insorgere di altre zone di scarica nelle zona di frangia subliminale condivisa, aumentando la risposta finale.

VIE EFFERENTI – RIFLESSI MIOTATICI

bbiamo visto la presenza di recettori e vie afferenti che si integrano con i nuclei motori dei ossibile la

Amotoneuroni in maniera diversa a seconda dello stimolo iniziale. Questa integrazione rende pnascita di un riflesso completo che prende il nome di RIFLESSO MIOTATICO. Il riflesso miotatico è un riflesso da stiramento del muscolo, visto i recettori che o evocano, e può essere di due tipi: Riflesso miotatico diretto: riflesso che provoca la contrazione del muscolo in seguito ad una scarica di afferenze 1 a e 2 provenienti dai fusneuromuscolari. Queste hanno sinapsi dirette coi motoneuroni alfa per una loro attivazione immediata. Questo tipo di riflesso può essereevocato da uno stiramento continuo (riflesso tonico) come ad esempio l’intervento sui musposturali, sia da un brusco cambiamento di lunghezza (riflesso fasico) sia in accorciamento che in allungamento quando dobbiamo adattare istantaneamente la forza al carico che stiamo sollevando o scaricando, mantenendo sempre movimento armonico. Il riflesso basato su un’anatomia molto semplice, offre un feedbmolto preciso e potente sullo stato di contrazionee quindi di lunghezza del muscolo. La garanzia del funzionamento di questo riflesso a tutte le lunghezze del muscolo sta nell’intervento contminimo di stiramento a tutte le lunghezze del muscolo, rendendo il recettore sensibile di reagire a ognlunghezza del muscolo.

i n

sia

coli

un

ack

inuo i

Riflesso miotatico inverso:

delle fibre gamma, che tengono sempre uno stato

riflesso che provoca il rilasciamento del muscolo in seguito ad una scarica

k

RIFLESSI FLESSORI

uesto tipo di riflessi riguardano sempre i muscoli striati ma non

ri

i cute

ne

della afferente 1b provenienti dagli organi tendinei del golgi sul tendine. Queste vie hanno sinapsi con almeno un interneurone prima di arrivare al motoneurone alfa. Anche qui possiamo avere un riflesso tonico ad esempio nella modulazione della forza al carico, o fasico ad esempio come protezione da bruschi movimenti che provocherebbero stiramenti di muscolo e tendine. Il riflesso offre un feedbacsullo stato di forza che il muscolo sta offrendo.

I Qinteressano le vie sopradette. Infatti le afferente, che risultano essere molto veloci, prendono contatto sui nuclei motori dopo aver preso sinapsi con diversi interneuroni arrivando da recettoperiferici detti ESTEROCETTORI posizionati sulla cute, sensibili a temperatura, al dolore, al tatto. Questi riflessi provocano contrazione del muscolo flessore della parte dstimolata e inibizione del muscolo estensore antagonista al flessore attivato. La funzione di questo riflesso è la proteziodella parte stimolata da danni, ustioni, ecc..

I RIFLESSI ESTENSORI CROCIATI

riflesso flessorio, oltre al suo doppio effetto provoca, se stimoliamo gli arti superiori o inferiori, un

UNZIONE DEI RIFLESSI SPINALI

sintesi vediamo a cosa serve l’insieme di tutti i riflessi spinali:

Ilaltro riflesso innato che consiste in una risposta estensoria dell’arto opposto a quello stimolato. Questoriflesso ha il compito di ridistribuire la postura ad esempio sulla gamba sinistra nel caso in cui flettessimo la gamba destra per aver pestato uno spillo. In questo modo la sinistra è in grado di sopportare il peso di tutto il corpo senza cadere. F In

!" Tono muscolare di base: l’attività minima ma continua di questi recettori, esistente a causa di un

tà

!"

minimo stiramento del muscolo poiché è inserito nei capi articolari e per poter essere pronti in maniera efficace e veloce a uno stiramento o a uno stimolo esterno, provocano una risposta efferente dei motoneuroni anch’essa minima, asincrona e quindi impercettibile. Questa attivichiamata tono di base è presente sempre, anche durante il sonno e l’anestesia e rappresenta la resistenza passiva che il muscolo ha al suo stiramento. Mantenimento della postura: l’intervento di questi riflessi spinali, hanno un ruolo importante

!" orza in funzione del carico:

nel mantenimento della postura, sia in ambito tonico che in ambito fasico come nel riflesso estensore crociato. Modulazione della f l’intervento sinergico dei due tipi di riflesso

la

!"

miotatico danno in tempo reale una sensazione sia della forza che stiamo sviluppando che dellunghezza che il muscolo ha istante per istante, potendo effettuare adattamenti a lungo termine o adattamenti brevi a cambi improvvisi di carico. Protezione da eccessivi stiramenti: l’intervento del riflesso miotatico inverso ha un ruolo

!"importante nella prevenzione di strappi e stiramenti durante un lavoro muscolare Protezione da stimoli nocivi: l’intervento del riflesso flessore, anche se non riguarda recettori

!"propriocettivi ma esterocettori, è fondamentale nella prevenzioni di ustioni e ferite Moduli elementari di movimenti stereotipati da utilizzare nei piani motori: i riflessi come ad

EAMBULAZIONE

ovimento ciclico degli arti che si alternano nel sostegno del corpo con intervento di diversi muscoli.

ore

ndente dove

.

esempio il riflesso estensore crociato, è un movimento involontario ma che rientra nella composizione di movimenti complessi come la deambulazione.

D MViene integrato e gestito nel midollo sotto il controllo dei centri superiori. Quest’integrazione nel midollo viene gestita dal CENTRO GENERATORE DEL RITMO DEL PASSO. Simile al generatdel ritmo del respiro, è un circuito neuronale dove i motoneuroni di muscoli estensori e flessori vengono attivati alternativamente da un sistema inibitorio di due interneuroni collegati all’EMICENTRO della via flessoria ed estensoria. L’emicentro è il punto della via discenasce l’ultimo interneurone prima del motoneurone. Più uno scarica e più l’altro viene inibito. Questomeccanismo non incide sulla velocità del passo e sulla forza da imprimere ai muscoli ma detta solo il ritmo, cioè l’alternanza di intervento dei muscoli.

FORMAZIONE RETICOLARE TRONCOENCEFALICA a formazione reticolare troncoencefalica è una zona non ben definita rappresentata da piccoli gruppi

ie.

Ldi neuroni, sparsi all’interno dell’encefalo in mezzo a nuclei di sostanza grigia e fibre verticali e orizzontali costituenti quelle bianca. Il suo ruolo è quello di integrare funzioni motorie involontarPossiamo distinguere tre diverse zona costituenti la formazione:

!" Zona mesencefalica !" Zona pontina !" Zona bulbare

Queste tre zone sono raggiunte da numerose afferenze e da essa si diramano altrettante efferente.

ie afferenti:

V sono di tipo non somatotipco che arrivano

azione i

he arrivano dai tratti spino-

!"

erebrale

ie efferenti:

cioè da diversi distretti corporei di diverso tipo. L’insieme delle stimolazioni sensoriali alla formaumenta la sua scarica tonica lungo le efferente. I segnaldi ingresso arrivano da

!" Midollo spinale !" Rami collaterali c

talamici della sensibilità Cervelletto

!" Ipotalamo !" Corteccia c

V sono di tipo non somatotopicho che si

d attivare

to ale

dirigono cioè verso diversi distretti. L’insieme dell’attività tonica lungo le efferenze concorre ai centri superiori per mantenere lo stato di vigilanza a mantenere attivo il tono muscolare dirigendosi verso nuclei motori del midollo.

!" Corteccia cerebrale !" Talamo !" Cervellet!" Midollo spin

La formazione reticolare è uno specchio delle nostre sensibilità. La sua eccitazione è proporzionale alle

ad

scariche sensoriali provenienti da tutto il nostro corpo come il caldo, il freddo, l’agitazione, lo stress,il piacere. A seconda del suo stato è in grado di preparare il nostro corpo in maniera adeguata. Ad esempio, uno stato di agitazione pre gara, prepara la corteccia celebrale, i muscoli e tutto il corpoaffrontarla, aumentando il tono di base e l’attività generale. La formazione reticolare ha un importanteazione sui muscoli. In particolare possiede due caratteristiche: Azione facilitatoria: l’eccitazione della formazione nella regioni mesencefalica e pontina stimola con

za

bitoria:

le sue vie efferenti interneuroni e motoneuroni gamma nel nucleo muscolare. Così facendo aumentano lo stiramento dei fusi, provocando un aumento di contrazione muscolare impercettibile e quindi del tono muscolare. Ci sentiamo più tesi, più pronti aumentando quella che comunemente si dice prontezdi riflessi Azione ini l’eccitazione della restante formazione bulbare invece ha il ruolo esattamente

zione

Il tono di base effettuato direttamente dai riflessi spinali piotatici è sotto il controllo della

opposto alle altre, inibendo il tono muscolare agendo anch’essa sui motoneuroni gamma. Questa aè coadiuvata da un’altra formazione encefalica detta nucleo rosso del quale però tralasciamo la spiegazione

formazione reticolare che ne regola l’attività. In particolare il tono muscolare viene gestitodall’interazione dei fattori inibenti e facilitanti.

APPARATO VESTIBOLARE

’apparato vestibolare è contenuto all’interno nell’orecchio ed ha la funzione di collaborare con la a

Lsensibilità propriocettiva e la vista al mantenimento dell’equilibrio del corpo e della percezione dellsua posizione nello spazio con grande conseguente interazione con l’apparato locomotore.

NATOMIA DELL’APPARATO A

L’orecchio si divide in tre parti: Orecchio esterno: parte più esterna deputata principalmente alla raccolta e la trasmissione interna dell’onda sonora. E’ rappresentata del padiglione auricolare e dal canale uditivo che termina con il timpano Orecchio medio: porzione media dedicata interamente a funzioni uditive. Il timpano divide l’orecchio

E e

esterno dall’orecchio medio. Questa membrana semitrasparente e fibrosa vibra all’arrivo dell’onda sonora trasmettendo la vibrazione fino all’orecchio interno grazie ad un meccanismo di tre ossa piccolissime, le più piccole del nostro organismo, che prendono il nome di MARTELLO, INCUDINSTAFFA per la loro forma. L’orecchio medio è pieno di aria derivante da un condotto in comune con la rinofaringe chiamato TUBA DI EUSTACHIO. Orecchio interno: parte più interna deputata sia all’analisi e traduzione del suono che al mantenimento dell’equilibrio.

E composta da diverse parti: !" Chiocciola o croclea: parte anteriore somigliante al guscio di una lumaca diviso internamente in

diversi canalicoli. Comunica con l’orecchio medio attraverso due aperture dette FINESTRA OVALE e FINESTRA ROTONDA ed è interamente dedicata all’udito

!" Labirinto: parte posteriore dell’orecchio interno interamente dedicato all’equilibrio. È diviso in due porzioni:

o Vestibolo: parte posteriore della chioccola

contenente due aree recettive specifiche dell’equilibrio dette MACULE che sono sensibili agli spostamenti lineari della testa e al suo cambiamento di posizione gravitaria. La macula è un insieme di più strutture quali:

!" Cellule cigliate: cellule specializzate conestroflessioni a cig

lia verso il lume

!" Cellule di supporto: cellule che sostengono le cellule cigliate

!" Terminazioni nervose: tutta la zona è ioni che

a riccamente innervata con terminazraggiungono ogni cellula cigliat

!" Membrana otolitica: il lume è occupato duna sostanza di tipo fluido con forsolide interne dette OTOLITI, che ricopretutto lo strato di cellule.

a mazioni

Q !"uesta porzione è divisa in due camere

Utricolo !" Sacculo

o Canali semicircolari: tre canali comuposteriormente al vestibolo posizionaa una distanza di 90° l’uno dall’altroda una sostanza fluida detta ENDOLINFA, i canali presentano alla loro base delle formAMPOLLE ognuna delle quali contiene un recettore specifico dell’equilibrio detto RECETTORE AMPOLLARE che è sensibile alle rotaziontre piani dello spazio. Questo recettoreanch’esso da cellule cigliate riccamsovrastate da una massa gelatinosa chiam

nicanti situati ti sui tre assi co

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A. I nali prendono il nome di:

!"Laterale !"Posteriore

Superiore !"

FU Tutti i Funzio

NZIONAMENTO DELL’APPARATO VESTIBOLARE

segnali arrivano dai due tipi di recettori:

namento della macula: la macula abbiamo detto che è sensibile agli spostamenti lineari della al suo cambiamento di gravità. Questo è dovuto allo spostamento di questi otoliti adagiati sulle elle cellule, che inclinano le ciglia un senso o nell’altro, provocando una dep

testa e ciglia d olarizzazione o iperpolarizzazione rvose la quali mandano il segnale ricevuto al SNC Funzionamento dei recettori ampollari:

che viene colta dalle fibre ne questi recettori abbiamo detto che sono sensibili ai

movimenti di rotaz imenti provocano lo spostamento di tutta la struttura vestibolare che erò non è seguita dall’endolinfa interna che presenta una maggiore inerzia. Questo processo fa si che cupole si pieghino contro la sua resistenza, piegando a loro volta le ciglia delle cellule a attivando tti i processi sensitivi conseguenti. L’attivazione si avrà per inerzia dell’endolinfa all’inizio della tazione e alla fine, poiché durante l’endolinfa si stabilizza con le cupole senza creare movimento.

mento che si sta eseguendo.

IBOLARE

ione. Tali movpleturoFunzionerà il recettore appartenente al canale in asse con il movi VIE EFFERENTI DELL’APPARATO VEST Tutte le afferenze che partono dai recettori convogliano poi in un unico nervo cranico, l’VIII detto NERVO VESTIBOLARE che arriva nella parte superiore del bulbo diramandosi internamente in 4 parti:

!" Superiore !" Inferiore !" Mediale !" Laterale

Da queste porzioni si diramano vie efferenti verso diversi distretti corporei:

!" Tratto vestibolo spinale: via

spinale che andrà ad interagire con discendente verso il midollo

i nuclei motori dei muscoli !" Vie vestibolo-oculari: vie

ascendente che andranno verso muscoli oculari

i

llari:!" Via cerebe vie ascendenti rvelletto

’apparato vestibolare collabora nel manteniOvvero le sue vie efferenti si dirigono verso sistemAbbiam che van

mento dell’equilibrio e lo fa attuando diversi riflessi. i nervosi variandone o modulandone la loro attività.

no a evocare quattro diversi tipi di riflessi:

verso il ce

RIFLESSI VESTIBOLARI L

o tre vie efferenti vestibolari

Riflessi vestibolo-oculari: una rotazione della testa sull’asse frontale provoca un vla d z oro direzione di guardo. Riflesso evocato dei recettori ampollari

Riflessi vestibolo-cervicali:

mo imento degli occhi nella direzione opposta. Gli occhi non seguono mai ire ione della testa ma tendono sempre a mantenere la l

s

rotazioni passive della testa sul piano orizzontale provoca l’intervento dei muscoli del collo

n la

iflessi vestibolo-spinali

della parte opposto per riportare la testa dritta allineata coforza di gravità. Questo è un riflesso evocato dai recettori della macula.

R : l’inclinazione della testa da un lato provoca l’intervento dei muscoli dell’arto inferiore dalla parte dove abbiamo inclinato per sostenere lo spostamento di peso e per mantenere lo stato eretto. Questo è un riflesso evocato dai recettori della macula. Mantenimento del tono muscolare:perché non è evocato da nessun evento, della via vestibolo-spinale che partoltre che a evocare riflessi per il mantencollaborano con la formazione reticolaremantenimento del tono muscolare andandirettamente sui neuroni alfa.

non è un vero e proprio riflesso m è involontario. I neuroni

ono dal nucleo vestibolare laterale, i d

a

mento dell’equilibrio, e il riflesso miotatico per il o ad interagire però

Il controllo del tono muscolare a questo punto è svolto da:

!" Formazione reticolare mesencefalica e pontina: stimolano i motoneuroni gamma. Aumentano il tono muscolare tramite riflesso miotatico diretto

!" Formazione reticolare bulbare e nucleo rosso: inibiscono motoneuroni gamma. Diminuiscono il tono muscolare inibendo il riflesso miotatico diretto

!" Nucleo vestibolare laterale: stimola motonueroni alfa direttamente

Altri fattori che incidono sul tono muscolare sono:

!" Corteccia motoria: aumenta il tono. !" Nuclei della base: diminuiscono il tono !" Cervelletto: diminuiscono il tono !" Vie extrapiamidali: diminuiscono il tono !" Parti della corteccia cerebrale: diminuiscono il tono

RI LF ESSI POSTURALI

in d olari. Alcuni di questi si o scopo: il mantenimento della postura. Questa ri volontari, andando a gestire o aspetti di tipo

stat e nel tempo con controlli a FEEDFORWAR cercando di p g scompensi che possono accadere, o di tipo dinamico ada n che si possono creare effettuando un controllo a FEEDBACK dur e re. Possiamo avere diversi luoghi fisici dove il rifl o i molto rari, presenti solo in animali e

ifficilmente distinguibili poiché si mescolano a tanti altri effetti.

RCO RIFLESSO NEL MIDOLLO SPINALE

F o a ora abbiamo visto diversi tipi di riflessi, come quelli spinali e vestibintegrano insieme ad altri cooperando per uno stessoperazione viene gestita e controllata anche da fatto

ico favorendo il mantenimento della posizionro rammare i movimenti in previsione deglitta do la postura a squilibri istantanei ant l’esecuzione del gesto stesso da modificaess sviluppa il suo arco. Alcuni di questi sono dei rifless

d A Riflesso miotatico diretto: con la sua co

euromuscolari, concorre al mantenimentmponente tonica, il riflesso miotatico diretto derivante dai fusi o della postura per la sua particolarità di essere n

antistiramento. Riflesso positivo di sostegno (o del magnete): il contatto del piede con un agente esterno o il suolo, provoca un riflesso di estensione della pianta evocato da propriocettori dei muscoli flessori del piedQuesto per offrire più superficie di appoggio e prepararsi a sostenere il peso del corpo. Riflesso negativo di sostegno:

e.

una volta effettuata l’estensione si attivano i propriocettori dei muscoli estensori della pianta che inibiscono la reazione positiva di sostegno. ARCO RIFLESSO NEL BULBO

iflessi labirintici tonici:R riflesso di tipo vestibolare. Un cambiamento di gravità provoca una ente irrigidimento degli arti superiori e inferiori stimolazione dei recettori della macula con consegu

iflessi cervicali tonici:R riflesso sperimentato degli animali durante la rotazione indotta della testa. I propriocettori dei muscoli cervicali provocano un estensione della testa. ARCO RIFLESSO NEL MESENCEFALO Riflessi labirintici di raddrizzamento: riflesso di tipo vestibolare. Un cambiamento di gravità provoca una stimolazione dei recettori ampollari che tendono a mantenere la testa in posizione dritta. Riflessi cervicali di raddrizzamento: uno stiramento dei muscoli del collo attiva i fusi neuromuscolari, i quali attivano la contrazione di questi muscoli insieme a quelli di torace, pelvi e palle per ristabilire la posizione eretta. s

Riflessi di raddrizzamento della testa evocati dal tronco: una pressione su un lato del corpo viene lla cute che provocano un raddrizzamento della testa nel senso sentita degli esterocettori presenti su

opposto alla spinta Riflessi di raddrizzamento del tronco evocati dal tronco: una pressione su un lato del corpo viene sentita degli esterocettori presenti sulla cute che provocano un raddrizzamento del tronco mantenendo la testa dritta

ARCO RIFLESSO NELLA CORTECCIA Riflessi visivi di raddrizzamento: riflessi visivi che collaborano con i riflessi vestibolarcambiamento dell’orizzontalità visiva percepita dalla retina provoca un conseguente cambiamento nsua posizione dritta

i. Un ella

Riflessi di piazzamento: l’arrivo di diversi segnali contemporanei da diversi recettori come quelli visivi, vestibolari, esterocettivi e propriocettivi, provocano un estensione della pianta del piede per maggior equilibrio e sostegno del corpo Reazioni di sbalzo: una spinta laterale del corpo che provoca spostamento viene percepita dai fusi neuromuscolari dell’arto inferiore che spostandosi offre sostegno al corpo senza cadere. EFFETTI DELLA SEZIONE DEL MIDOLLO SPINALE Una sezione traumatica del midollo provoca l’interruzione istantanea di tutte le comunicazioni e quila paralisi totale delle parti sotto la sezione. Dopo un trauma si definiscono tre momenti:

!" Areflessia:

ndi

vengono a mancare tutti i riflessi spinali. Sintomo che anche se vengono integrati nel midollo hanno bisogno dell’intervento degli strati superiori

!" Recupero dei riflessi: il sistema nervoso si riorganizza e i riflessi ricompaiono !" Iperiflessia: i riflessi sono accentuati rispetto a prima poiché sono diventati assolutamente

autonomi senza controllo dei centri superiori i quali erano dettati da una risultante di fattori inibitori e facilitanti. Mancando totalmente questa componente i riflessi sono accentuati.

!" Rigidità da decerebrazione: una sezione del bulbo a livello dei tubercoli quadrigemini porta paralisi spastica con contrazione dei muscoli antigravitari i quali rimangono governati solo ed esclusivamente dalla iperiflessia.

PROGRAMMAZION E CONTROLLO MOVIMENTI VOLONTARI

TEGRAZIONE PERCEZIONE-AZIONE

corpo è in continuo movimento. È fondamentale però capire la stretta connessione tra percezione e zione. Noi ci muoviamo perché sentiamo ciò che ci accade dentro e fuori grazie ai nostri 5 sensi e alla ostra propriocezione. L’azione e quindi lo svolgimento di un programma motorio è quindi sotto influenza delle sensazioni. Ma vediamo come interagiscono a livello del SNC queste afferenze con il ovimento sia di tipo involontario che volontario: idollo spinale:

IN Ilanl’mM abbiamo visto come in questa zona vengano integrate afferenze e efferenze ottoforma di riflessi spinali del tutto involontari che concorrono al mantenimenti della postura insieme i riflessi vestibolo-spinali. Vengono integrati anche riflessi semivolontari come la deambulazione

saTronco dell’encefalo: in questa zona abbiamo delle integrazioni neuronali per esempio divestibolare che concorrono al controllo dei riflessi spinali sottostanti gestendo tono muscointensità dei riflessi e po

orteccia celebrale:

natura lare,

stura. C da questa zona partono tutti i segnali che rappresentano movimenti del tutto

questo capitolo vedremo questo tipo di interazione.

nto della

volontari che partono da percezioni acquisite. In CLASSIFICAZIONE DEI MOVIMENTI VOLONTARI Classifichiamo come movimenti volontari quelli non stereotipati, quei movimenti che vengono effettuati per la prima volta, richiedendo una programmazione e un controllo durante l’esecuzione. Tantissimi movimenti a noi volontari in realtà sono gestiti dal cervelletto poiché esso immagazzina il “ricordo” di come si fa un movimento, attuandolo più economicamente, risparmiando l’intervecorteccia. Un movimento volontario può essere di due tipi:

!" Movimenti rapidi o balistici: movimenti ampi che dovranno essere eseguiti in maniera veloce. Si affidano tutti sulla programmazione poiché non si ha tempo di aggiustarli “in corsa”. Esempio, il movimento per colpire una pallina da tennis.

!" Movimenti lenti di inseguimento: sono movimenti lenti, semplici e brevi con la necessità di i

RGANIZZAZIONE DI UN MOVIMENTO VOLONTARIO

adattarli alla situazione. Prevedono una scarsa programmazione ma un continuo feedback dcontrollo

ella realtà tutti i movimenti sono delle vie di mezzo a queste due estremità N O L’esecuzione di un movimento volontario misto prevede diverse fasi: Pianificazione: si parte da un’idea del movimento che vorremmo fare costruendo un PROGRAMMA MOTORIO basato su schemi motori di base e sensazioni che abbiamo in quel momento, stabilendo direzione, ampiezza, forza e velocità. Esecuzione: il programma viene tradotto e passato alle unità motorie da attivare. L’esecuzione prevede

enti: Aumento del tono muscolare

tre mom

!"

!"!" Contrazione fasica

Ridistribuzione della postura

Controllo: durante l’esecuzione i nostri sensori controllano se il movimento rispetta il programma otorio. m

Correzione: se dal controllo risulta esserci qualche errore, il movimento viene corretto con feedback o ulle variabili dettate dal programma motorio o direttamente a modificare il programma motorio. s

PIANIFICAZIONE ED ESECUZIONE - LA CORTECCIA CEREBRALE Anatomia: la corteccia cerebrale è divisa anatomicamente in quattro lobi :

!" Lobo frontale: parte anteriore dell’emisfero delimitato posteriormente dal SOLCO CENTRALE O DI ROLANDO

!" Lobo temporale: parte laterale dell’emisfero delimitato superiormente dal SOLCO LATERALE O DEL SILVIO

!" Lobo parietale: loro superior-posteriore dell’emisfero. Delimitato anteriormente dal SOLCO

bo occipitale:CENTRALE O DI ROLANDO

!" Lo lobo posteriore dell’emisfero delimitato anteriormente dal SOLCO PARIETO-OCCIPITALE

Funzionamento: L’emisfero è ulteriormente diviso funzionalmente in aree non esattamente divisibili ome

!" Aree sensitive

c

!" Aree associative !" Aree premotorie

Aree motorie!" !" Aree integrative

Vediam ttagliata come viene organizzato un gesto motorio osservando cosa succede in o in maniera detutte le aree funzionali della nostra corteccia cerebrale.

!" Aree sensitive: aree che ricevono le afferenze provenienti da tutto il corpo. Esempi di aree sensitive sono la N° 1-2-3-17 che rappresenta l’area visiva posizionata sul lobo occipitale. Durante un programma motorio le sensazioni hanno un ruolo fondamentale nella sua creazione, poichè queste aiutano a capire la nostra posizione del corpo rispetto a se stesso e allo spazio. Le aree sensitive si possono distinguere in due tipi:

o Aree sensitive primarie: aree posizionate sul lobo parietale. Ricevono direttamente tutte le fibre nervose sensitive provenienti dalla periferia in maniera mono-modale. Ogni porzione dell’area rappresenta una parte del corpo e riceve stimoli precisi da quelle zone.

o Aree sensitive secondarie: aree posizionate sul lobo parietale. Ricevono vie nervose dall’area sensitiva primaria mantenendo una suddivisione mono-modale.

!" Aree associative: aree n° 5-7. Qui vengono ricevuti stimoli sensitivi dalle aree sensitive in maniera multi modale. Non vi sono dei punti che corrispondono a parti specifiche del corpo. Queste informazioni sono utili per la creazione di una “mappa” di tutto ciò che ci circonda. Alcune malattie provocano un mal funzionamento di queste aree che portano ad una costruzione sbagliata della mappa, anche se si possiede una buona vista, portando il soggetto a difficoltà nel

!"

capire dov’è, a che distanza è dagli oggetti e quanto è grande lo spazio intorno a lui, provocando errate programmazioni motorie. Aree premotorie: aree n° 6-8. Posizionate sul lobo frontale. Qui viene programmato il gesto motorio che viene mandato poi all’area motoria. In questa zona vengono ricevute tutte le informazioni derivanti dalla costruzione in area associativa della mappa sensoriale che insieme a inrico

o

formazioni del cervelletto sugli schemi motori di base fino a qual momento acquisiti, rdati e conosciuti, delineano il programma. L’area premotoria è suddivisa in due porzioni:

Area motoria supplementare Corteco cia premotoria

Qupre tamente al

ti

este due aree hanno una rappresentazione interna analoga alle aree sensoriali. Da zona cise partono vie efferenti destinate sia alla corteccia motoria primaria, sia diret

midollo spinale. L’area premotoria ha una rappresentazione grossolana del corpo ed ha la caratteristice di attivarsi solo in caso di programmazione di movimenti complessi. I movimensemplici non vengono programmati e vengono gestiti direttamente dalla corteccia motoria. E’stato provato sperimentalmente che queste aree si attivano anche al pensiero di movimenti complessi e non solo quando vengono effettivamente svolti. Questo non succede per le altre aree cerebrali.

!" Aree motorie primarie: area n° 4 posizionata sul lobo

frontale. Qui la rappresentazione somatica interna si fa più precisa a fine. Le aree dedicate al movimento di muscoli fini come le dita sono più grandi rispetto alle aree dedicate al movimento di muscoli grossolano come le gambe. Questo si traduce con un numero maggiore o minore di neuroni dedicati. Da qui partono le fibre motorie verso il tronco e il midollo per l’esecuzione del movimento.

!" Aree integrative: anche queste aree hanno una funzione di programmazione del movimento

ESECUZIONE – INTERVENTO DEI NUCLEI DELLA BASE E VIE MOTORIE Funzionamento dei nuclei della base:aree motorie e si dirigono verso la pulteriore circuito parallelo a feedbacbianca dell’encefalo, chiamati nucle

una volta programmati e creati, gli stim li motori lasciano le e fe ck eff ui della b

ori ria on due sistemi discendenti. Il segnale però entra in un

ett ato da della formazioni di sostanza grigia dentro alla ase.

Possiamo distinguere tre formazioni per emisfero: !" Nucleo caudato !" Putamen !" Nucleo pallido

Questi tre nuclei ricevono afferenze dalla corteccia cerebrale, dalle aree motorie, premotorie e sensoriali

amite fibre dette CORTICO-STRIATE. I nuclei ccessivamente elaborano risposte al talamo che a sua

vol emidollo

lamo-corticale non si sa molto ma ripensa che i nuclei

otori di base. Quel oco che si sa dei nuclei lo si deve a esperimenti che

trsu

ta l manda alla corteccia motoria che le invia al spinale. Di questo circuito cortoco-striato-

tadella base partecipino alla programmazione motoria facendo da memoria per gli schemi mphanno provato disfunzioni e alterazioni motorie a seguito di loro stimolazione. Ad esempio:

!" Stimolazione del nucleo caudato: rallentamento o soppressione dei movimenti volontari

!" Stimolazione del globo pallido: movimenti delcorpo dalla parte opposta stimolata e cambiamenti di postu

ra !" Lesione alle fibre striate: difficoltà di

:esecuzione dei movimenti complessi

!" Lesioni al talamo soppressione attività motoria.

Disfunzioni dei nuclei della base: in base a questi esperimenti si sono potuti ricondurre certe pe disfunzioni motorie ad un mal funzionamento o danneggiamento dei nuclei della base. Le più frequenti sono:

!" Ipocinesia:

atologie

riduzione dei movimenti che può avvenire per due ragioni: o Ipertonia: difficoltà nell’esecuzione dei movimenti specialmente nella loro fase di

inizializzazione, fissità dell’espressione della faccia e assunzione di posture anomale o Rigidità: l’articolazione si muove a scatti con rigidità plastica tendendo a rimanere nella

posizione di arrivo. !" Ipercinesia: insorgere di movimenti involontari. Possiamo avere:

o Tremore: tremore involontario dei muscoli o a riposo o durante i movimenti volontari o Movimenti oscillatori: o Atetosi: lente torsioni involontarie delle estremità o Distonia: posture anomale o Corea: movimenti involontari improvvisi del corpo o Ballismo: Ampi movimenti involontari degli arti

Vie o m torie: Il segnale viaggia verso la periferia grazie a due strade parallele:

!" Vie piramidali: via efferente articolata su due neuroni. Dalla corteccia motoria primaria si mano neuroni detti piramidali per la forma del loro nucleo. Questa via può avere lunghezzdira a

varo cortico-spinale uscendo dai nervi spinali. Entrambi i fasci mandano una diramazione parallela

ncoli cerebellari del me di fibr elle vie piramidali hanno la particolarità di portarsi con avverrà nel bulbo, per i neuroni cor % sulle piramidi del bulbo a formare la decussazione delle pira midollo nella commessura grigia. Qu arte del corpo opposta a quella di nascita.

iabile a seconda se la fibra sarà cortico-bulbare uscendo dai nervi cranici a livello del bulbo

ai nuclei della base per il loro controllo prima di passare per i pedusencefalo, per i tori piramidali del ponte per poi continuare per le piramidi bulbari nel caso e cortico-spinali. I neuroni dtrolateralmente. Per i neuroni cortico-bulbari l’incrociotico-spinali avverrà per il 75-80midi e per il restante l’incrocio avverrà direttamente nel

esti neuroni quindi comanderanno motoneuroni della p

!" Vie extrapiramidali: via efferente polineuronale. I primi neuroni nascono da zone sia rvano

!"

appartenenti alla corteccia motoria, sia alle aree premotorie. Queste vie inneparallelamente a quelle piramidali specialmente per quanto riguarda i muscoli posturali edeambulatori. La loro discesa verso il midollo non prevede l’incrocio ma una sosta in una delleformazione troncoencefaliche:

o Via cortico-reticolo-spinali: sinapsi nei nuclei della formazione reticolare o Via cortico-vestibolo-spinale: sinapsi nei nuclei vestibolari o Via cortico-rubro-spinale: sinapsi nei nuclei rossi o Via cortico-nigro-spinale: sinapsi nella sostanza nera del tronco

llo ospita queste due vie nella loro discesa posizionandole in maniera diversa per i muscoli c Il mido he vanno ad innervare. La parte laterale del midollo è dedicata al passaggio della fibre che andranno ad inn adedicatdegli a

erv re muscoli distali e della manipolazione (SISTEMA LATERALE) mentre la parte mediale sarà a al passaggio di fibre per l’innervazione di muscoli posturali, del tronco e quelli prossimali rti (SISTEMA MEDIALE)

CONTROLLO E CORREZIONE - IL CERVELLETTO Il Cervelle movimento. Anche se agisce in m diretto ai muscoli, ha il compito di controllare ianificazione. Inoltre è ede dei pr mmi per i movimenti ornai automatici.

tto una struttura molto importante soprattutto per il controllo delaniera del tutto involontaria e non invia alcun segnale se il movimento avviene in maniera corretta confrontandolo con la pogras

Anatomia: il cervelletto è diviso in tre lobi come il LOBO ANTERIORE, LOBO POSTERIORE E LOBO FLOCCOLUNODALE. Nella parte centrale vi è una sporgenza detta VERME che divide il cervelletto in due emisferi, l’EMISFERO DI DESTRA e l’EMISFERO DI SINISTRA. Presenta sostanza grigia esterna a costituire la CORTECCIA CEREBELLARE e sostanza bianca interna con la

resenza di NUCLEI PROFONDI di sostanza grigia. Ve ne sono tre per ogni emisfero:

p

!" Nucleo del fastigio posto medialmentevicino al verme

!" Nucleo interposto

più

posto in mezzo all’emisfero

!" Nucleo dentato posto lateralmente

e quelle cerebrale e presenta anche llo strato più esterno abbiamo:

all’emisfero.

La corteccia cerebellare ha una superficie con circonvoluzioni comun’organizzazione simile. Partendo da

!" Strato molecolare: questo strato contiene tutstrati sottostanti e alcuni tipi di cellule

!" Strato delle cellule del purkinje: strato conte!" Strato granulare: strato contenente i nuclei d

te le mter inazioni dendritiche delle cellule degli

nente n i uclei delle cellule del purkinje. le granulari. elle cellu

In questi diversi strati abbiamo inserite diverse cellule: !" Cellule del purkinje: cellula che hanno il nucleo nello strato omonimo e che hanno un sistema

dendritico molto sviluppato che si addentra nello strato molecolare. Il loro assone scende nello strato granulare sottostante ed è l’unica via uscente del cervelletto.

!" Cellule granulari: cellule che hanno il loro nucleo nello strato omonimo. Hanno l’assone che risale verso lo strato molecolare andando a fare sinapsi con i dendriti delle cellule del purkinje

!" Cellule del golgi: interneuroni con nucleo nello strato granulare !" Cellule stellate: interneuroni nello strato molecolare !" Cellula a canestro: piccoli interneuroni nei primi due strati

Funzionamento: A livello funzionale la corteccia cerebrale si può dividere in tre diverse zone:

!" Spinocerebello: rappresenta la parte mediale del cervelletto. eragisce con il midollo e quindi con i sistemi Zona che int

motori distali e prossimali e con i sistemi sensoriali di tipo visivo, uditivo e vestibolare

!" Cerebrocerebello: rappresenta le due parti laterali del e e cervelletto. Zona che interagisce con la corteccia cerebral

con il tronco encefalico !" Vestibolocerebello: rappresenta la zona del lobo

ona che interagisce con l’apparato

ruolo cdifiche ee fasi:

flocculonodale. Zvestibolare

Il cervelletto, abbiamo detto, ha il previsto di effettuare, attuando mostesso. Il suo lavoro si articola in tr

!" Segnali in ingresso: i segnaprogramma motorio derivasensoriale proveniente da emappa sensoriale sviluppata dall’entrano per essere integrate chiala cui organizzazioncerebrocerebello riceveranno atroncoencefalici, il nucleo interposto e la paafferenze derivanti da esterocettonucleo fastigio con la parte mesterocettori e propriocettori d

di omparare il gesto motorio effettuato con quello che si era interventi o sul programma motorio e sul movimento

esso da elaborare sono indubli di ingr biamente tutti, come il nte dsterocett

are a cerebrale. Le afferenze dunque ndo in causa sia la corteccia cerebellare, sia i nuclei profondi

e spaziale segue quelle della corteccia. Il nucleo dentato e il fferenze derivanti dalla corteccia motoria e dai nuclei

rte laterale dello spinocerebello riceveranno ri e propriocettori da muscoli e zone distali del corpo, il

ediale dello spinocerebello riceveranno informazioni derivanti da i muscoli e zone prossimali del corpo insieme a sensazioni visive,

uditive e vestibolari, mentre il lobo facculonodale o vestibolocerebello riceveranno ulteriori afferenze vestibolari.

!" Integrazione:

alla corteccia e nuclei della base insieme a tutto il quadro ori, da propriocettori, dall’apparato vestibolare e dalla a associativa della cortecci

ma

nuclei profondi e cellule del purkinje attuano l’ integrazione del segnale come da

figura. Ne consegue una efferenza motoria di correzione che uscirà dal nuclei profondi.

!" Segnali in uscita: il segnale che uscirà dai nuclei profondi andrà a regolare gli stessi compartimenti dai quali i nuclei avevano ricevuto le afferenzsostare per i nuclei troncoencefalici. In particonucleo dentato andrà ad interagire con i centri supdella corteccia motoria andando ad attuare modifichdirettamente al programma motorio passando per il talamo, il nucleo interposto andrà ad attuare modifiche direttamente ai muscoli distali del corpo interagendo c

e non prima di lare il

eriori e

on i sistemi laterali extrapiramidali del midollo passando

l sistema mediale extrapiramidale del midollo passando per i nuclei vestibolari intervenendo sul mantenimento di

re o

per il nucleo rosso, il nucleo fastigio andrà ad interagire con i muscoli prossimali del corpo, interagendo su

equilibrio e postura, mentre il lobo flocculonodulaandrà a regolare l’attività dei nuclei vestibolari per i lorriflessi.

Disfunzioni: capito il ruolo di controllo e correzione del gesto motorio che ha il cervelletto, possiamo capire come lesioni o problemi a livello cerebellare non implicano la scomparsa dl movimento ma la sua incoordinazione. Si possono presentare gli stessi sintomi anche per lesioni o problemi alle afferente del cervelletto, così da non metterlo in condizioni di effettuare un giusto paragone e quindi una giusta risposta. Possiamo prendere in esame tre delle più frequenti disfunzioni:

!" Atassia: mancanza di coordinazione

nella deambulazione !" Ipotonia: ridotto tono muscolare !" Dismetria: errori nell’ampiezza dei

movimenti

METABOLIMO ENERGETICO ED ESERCIZIO FISICO Il meta di costruzion uali proteine, zuccheri e grassi che avvengono all’interno del nostro org are e assicurare l’energia al nostro corpo

er poter el nostro corpo è l’ATP che viene spesa e icr

ILAN

ruolo importante nel catabolismo dei substrati energetici lo esplica l’ossigeno. Il bilancio

: energia totale prodotta : calore disperso : lavoro meccanico svolto : substrati energetici disponibili : temperatura del corpo.

ALORIMETRIA

iretta:

bol uelle reazioni cataboliche (di distruzione) e anaboliche (ismo è l’insieme di tutte q qe) di substrati energetici

anismo. I principi del metabolismo sono crevivere. La moneta di scambio dell’energia np

r eata

CIO ENERGETICO B Un giusto bilancio energetico è un giusto equilibrio tra entrate (introduzione di alimenti) ed uscite (lavoro esterno, anabolismo interno, produzione interna di calore), quindi tra processi catabolici enabolici. Una

fra l’energia sviluppata dai processi ossidativi del nostro organismo e l’energia che il nostro organismo spende, possiamo definirla con la formula:

E = h + w + R + C EhwRC C D un metodo per misurare l’energia totale sviluppata sottoforma di calore è la calorimetria

iretta. Questo metodo consiste nel far svolgere ad un individuo un lavoro all’interno di una camera alorimetria isolata circondata da acqua. Misurando la variazione di T dell’acqua arriviamo al calore rodotto sapendo che 1 Kcal è l’energia necessaria per alzare di 1°C da 14,5 a 15,5 1Kg di acqua istillata.. Questo metodo da un valore diretto e preciso, a scapito dei costi e tempi di realizzazione. ndiretta:

dcpdI la calorimetria indiretta invece si basa su un metodo di calcolo dal quale possiamo

condurre il calore sviluppato. Tutto ciò che ci serve sono le formule di ossidazione bilanciate del licogeno e di un acido grasso come l’acido oleico. Infatti un soggetto a riposo o in esercizio a bassa tensità otterrà quasi esclusivamente energia dall’ossidazione di zuccheri e grassi. L’acido oleico

iene preso come esempio poiché ha caratteristiche intermedie di tutti gli acidi grassi presenti.

riginv

Dalle formule osserviamo che i QR dati dal rapporto tra VCO2 e VO2 sono diversi. Per il glicogeno abbiamo QR=1 (6/6) mentre per l’acido oleico abbiamo QR=0,70 (18/25,5). Ora calcoliamo anche l’energia totale che è in grado di sviluppare un litro di ossigeno su una molecola di glucosio e una di acido oleico.

!"Sapendo che per bruciare interamente una mole di glicogeno ci vogliono 6 moli di ossigeno (22,4 L*6 = 134,4 L) sviluppando circa 680Kcal, un litro di ossigeno sviluppa 680 Kcal/ 134,4

calcolare i valori intermedi e costruire una tabella dove ad gni QR corrisponde il calore bruciato per litro dio ossigeno e la percentuale di grassi e zuccheri

impiegati.

L = 5,05 kcal !"Sapendo che per bruciare interamente una mole di acido oleico ci vogliono 25,5 moli di

ossigeno (22,4 L*25,5 = 571,2 L) sviluppando circa 2660 Kcal, un litro di ossigeno sviluppa 2660 Kcal/ 571,2 L = 4,65 kcal.

Avendo i due dati estremi del QR possiamoo

Durante un esercizio fisico, possiamo calcolare il QR con uno spirometro e osservare in tabella il valore di calore che stiamo producendo. Questo è il metodo più usato ma contro di esso abbiamo il fatto che non tiene conto dell’apporto dell’ossidazione delle proteine, anche se in misura piccolissima, che avremmo durante un esercizio più intenso. Inola causa di una sua formazione dopo il tamponamento dell’acidità da parte dei bicarbonato. CONSUMI ENERGETICI

tre la VCO2 ottenuta potrebbe non essere veritiera,

Consumo energetico a riposo: grazie alla calorimetria indiretta e al QR possiamo calcolare il consumo energetico a riposo. Prendendo sperimentalmente un valore medio di QR pari a 0,8 e supponendo di consumare circa 432 L/die (0,3L/min) abbiamo un consumo calorico giornaliero di 4,8Kcal * 432 L/d

0 ie = 2074 Kcal/die medie. Questo dato può variare da soggetto a soggetto dalle 1800 –

300 Metabolismo basale:

0 Kcal/die

una buona parte di questo dispendio energetico pari a 1200 – 2400 Kcal è car tisce la nostra

atterizzato dal metabolismo basale. Questo consumo è il consumo minimo standard che garanvita. Per poterlo misurare dobbiamo rispettare certe condizioni come:

Questo valore così oscillatorio dipende da numerosi fattori quali: Il consumo energetico totale sotto sforzo varia notevolmente:

FONTI ENERGETICHE PER LA CONTRAZIONE

ove L’attività fisica e quindi la contrazione, richiede energia. Possiamo avere tre diversi gruppi da dattingere la forza per corre, saltare, nuotare, ecc..

!" Gruppo 1: sostanze usate direttamente. Sono ATP e PCr !" Gruppo 2: sostanze usate indirettamente senza l’uso dell’ossigeno. Il glicogeno e il glucosio

vengono scissi anaerobicamente per ottenere ATP da usare direttamente !" Gruppo 3: sostanze usate indirettamente con l’uso dell’ossigeno. Il glicogeno, il glucosio, gli

usare

o intervento avviene in aniera e in tempi diversi come nella figura.

acidi grassi e parzialmente le proteine vengono scissi aerobicamente per ottenere ATP da direttamente

Questi tre gruppi energetici vengono usati durante l’esercizio fisico, ma il lorm

METABOLISMO DURANTE L’ESERCIZIO Come possiamo osservare dal grafico, il consumo di ossigeno durante un esercizio sottomassimale, aumenta molto nei primi minuti di esercizio, per poi stabilizzarsi in una specie di plateu detto STEADY STATE. A seconda della potenza sviluppata però abbiamo diversi tipi di curve. Vediamo però che aumentando l’esercizio a certe potenze, rimanendo sempre a livelli sottomassimali, questa retta di steady state scompare, e il consumo di ossigeno aumenta, lasciandosi sotto un area (vedi area azzurra indicata dalla freccia) chiamata componente lenta. Questo aumento è dovuto a tre fattori:

!" Aumento della ventilazione !" Passaggio da metabolismo lipidico aerobico a glucidico anaerobico: !" Reclutamento delle fibre veloci

Nel secondo grafico vediamo meglio come varia il consumo di ossigeno al crescere dell’intensità. Dopo lavori con potenza a 100 W (dove lo steady state era rispettato), la curva si impenna subendo quello che viene detto DRIFT dell’ossigeno. Ciò avviene simultaneamente all’aumento della lattacidemia (concentrazione di acido lattico nel sangue) dovuta al cambio di metabolismo da aerobico a anaerobico.

VO2 max:

Se aumentiamo ulteriormente la potenza a valori massimale come 300 W vediamo che il consumo di ossigeno non varia, poiché abbiamo raggiunto il VO2 max. questo valore non è uguale per tutti anche se non si sa bene il motivo. Si pensa ad una differente attività delle cellule muscolari o di differenti caratteristiche di trasporto dell’ossigeno da soggetto a soggetto. Si sono comunque individuati parametri di diversità tra i soggetti come ad esempio l’età, il sesso e lo stato atletico

Il valore del VO2 max non è indice di performance. L’indice è il VO2 max %. In due soggetti sottoposti alla stesso esercizio fisico, quello che riesce a tenere un VO2 inferiore è più performante.

DEBITO DI OSSIGENO O EPOC Abbiamo visto come nell’esercizio vengano subito consumate le fonti energetiche del primo gruppo, che si ottengono anche

demolizione aerobica e anaerobica delle sostanze energetiche del gruppo 2 e 3. Appena l’esercizio incomincia noi iniziamo a consumere ATP e PCr ma il Vo2 non aumenta subito per sopperire al loro consumo iniziando a produrne nuovo. Il Vo2 aumenta solo alla fine dell’intervento di ATP e PCr producendone nuove solo quando loro sono

esaurite. QuestO DEBITO DI OSSIGENO nella fasi iniziali viene compensato successivamente dall’EPOC. Questo debito viene pagato a fine esercizio, dove l’aumentata ventilazione che rimane, lascia alti i consumi di ossigeno che viene usato per ricostruire le riserve del primo gruppo. Nella sua fase iniziale l’ossigeno vene usato per ripristinare le riserve di ATP e PCr, mentre nella sua fase lenta a fine recupero l’ossigeno viene prevalentemente usato per smaltire l’acido lattico in circolo. L’aumento dell’ossigeno nella fase di recupero ha anche altre funzioni come:

!" Effetto di ricarica di mioglobina ed emoglobina. Durante l’esercisio fisico la loro soglia di saturazione di è abbassata scaricandosi molto. L’aumento di ossigeno fa si che esse i possano ricaricare.

!" Bisogna far funzionare attivamente i muscoli della respirazione perché siamo in iperventilazione. Ci vuole energia e ossigeno.

!" C’è stata dispersione di calore e quindi bisogna mantenere cost!" Dopo l’esercizio fisico vengono secreti alcuni ormoni con cons

ossigeno. IL LATTATO L’acido lattico è il prodotto della glicolisi anaerobica, sistema energetico che si attiva particolarmente ad alte intensità di esercizio. Durante queste attività quindi la sua concentrazione nel sangue (lattacidemia) inizia ad aumentare. L’aumento al di sopra dei valori di riposo si chiama SOGLIA. Il lattato viene usato e quindi rimosso da fegato, cuore e muscoli stessi che riescono ad utilizzare anche questo composto per trarne energia ma quando si arriva a valori alti, questi non riescono più a rimuoverlo sufficientemente, arrivando ad un valore convenzionale detto OBLA di 4 mmol/l che rappresenta l’accumulo di acido lattico nei tessuti. L’accumulo di acido lattico è in relazione al VO2 max%. Il valore di

ale si raggiunge questo valore no. In soggetti ax, mentre in soggetti allenati si

x.

successivamente, dalla

ante la temperatura corporea umo di energia e quindi di

OBLA è uguale per tutti ma l’intensità di lavoro alla qunon allenati si arriva all’OBLA per VO2 pari al 50-60% del VO2 marriva all’OBLA per VO2 pari al 70-80% del VO2 ma

LA FATICA Quando l’attività fisica si prolunga nel tempo è facile andare in fatica, quella sensazione che porta all’arresto dell’esercizio. La fatica è spesso un fattore soggettivo e quindi riconducibile ad aspetti psicologici della persona. La fatica interviene per l’intervento di diversi fattori:

!" Esaurimento di PCr: la PCr è un composto in grado di produrre ATP e serve per tamponare il suo consumo nei

suo

!" Esaurimento del glicogeno:

primi secondi di esercizio come si vede nel grafico. Il esaurimento concorre alla sensazione di fatica.

il glicogeno è un sio, il principale comburente

energetico dell’organismo e si trova in fegato e muscoli.

o di glucosio e

polisaccaride di gluco

!" Accumulo di acido lattico:

Con un esercizio di media intensità ma prolungato nel tempo, queste riserve vanno ad esaurirsi. La particolarità però è che non c’è proporzione tra la fatica e l’esercizio fisico. Iniziamo a percepire un esercizio più pesante dell’inizio (siamo stanchi) solo a bassissimi valori di glicogeno come ci mostra il grafico. L’esaurimento non dipende solo dalle riserve di glicogeno ma dal tasso di glucosio nel sangue (glicemia) e dal tipo di fibra che si usa prevalentemente. L’attivazione di fibre veloci anaerobiche porta ad un aumentato consumglicogeno.

sforzi brevi ad alta intensità utilizzano come sistema preferenziale il glucosio e il glicogeno, promuovendo però l’OBLA e quindi l’accumulo di acido lattico. Questo prodotto concorre con il senso di fatica, in quanto, essendo un acido, causa calo

i al di pH. Valori di acidità troppo alti però creano problemfunzionamento stesso del muscolo, bloccando reazioni fondamentali cometa scissione del glicogeno in glucosio.

!" Affaticamento della placca muscolare: questo tipo di affaticamento è molto raro e non è ancorastato provato in vivo. Solo prove di laboratorio hanno dato dei risultati. Consiste in una diminuzione di secrezione di acetil

colina e una riduzione del lavoro dei recettori a livello della placca dopo esercizi di lunga durata. Questo comporterebbe un innalzamento della soglia della membrana e una difficoltà nel far insorgere il potenziale di placca e quindi la contrazione muscolare.

" Fattori nervosi superiori:! meccanismi nervosi involontari tendono a far percepire la fatica, anche se non si è in totale esaurimento, proprio per preservare quello che è rimasto. Stimolazioni esterne come incitamento possono far avanzare o continuare ancora ma tutto ciò è

a che possano esistere dei recettori della fatica chein questo modo, ma tutto ciò non è stato ancora di

rischioso. Si pens stimolino il sistema nervoso ad agire mostrato.

M DO IFICAZIONI CARDIO-CIRCOLATORIE DURANTE ERCIZIO FISICO

izio fisico porta a dispendio energetico, che porta a consumo di ossigeno, che

L’ES L’eserc porta a

odificazioni dell’sistema cardio-circolatorio che è in grado di trasportarlo nei tessuti. In questo apitolo parleremo di modificazioni durante l’esercizio e non di adattamenti a lungo termine. Il cuore e sistema circolatorio subiscono quindi delle modificazione funzionali.

ARIAZIONI DELLA FREQUENZA CARDIACA

er poter far circolare più ossigeno bisogna far circolare più sangue e quindi la FC deve assolutamente umentare. Il suo aumento è proporzionale a quello dell’intensità dell’esercizio ed è dovuto ll’interazione di:

!" Diminuzione della scarica vagale che rallenta il ritmo del nodo senoatriale

mcil V Paa

!" Aumento della scarica simpatica che aumenta la FC !" Secrezione di adrenalina in seguito ad aumento della scarica sipatica

’aumento non ha inizio sempre da stessi valori per tutti di FC a riposo. Questo può dipendere molto allo stato di allanemento (soggetti non allenati partono da 60-80 bpm mentre soggetti allenati possono vere FR a riposo di 28-40 bpm), dall’età e dal sesso della persona.

Dal grafico vediamo però che la FC arriva ad un valore massima al quale non aumento più se aumentiamo ancora l’intensità dell’esercizio. questo è dovuto da due fattori:

!" Il ventricolo è arrivato a tempi minimi di diastole di riempimento. Se la FC dovesse aumentare ulteriormente non ci sarebbe tempo per il riempimento ventricolare e si avrebbero effetti opposti con calo di GS

!" Se la FC aumentasse diminuirebbe la GS come sopra detto e il miocardio non riceverebbe sufficiente nutrimento

Anche questo valore è la FC max non è uguale per tutti e dipende soprattutto dall’età. Un calcolo approssimativo è:

FC max = 220 – età in anni

Lda

ARIAZIONI DELLA GETTATA SISTOLICA

’esercizio fisico,oltre che aumentare la FC, aumenta anche il volume di sangue immesso nell’aorta, ioè la GS. L’aumento di volume finale è dato dall’interazione di tre fattori

ariazione del precarico (VTD):

V Lc V il precarico rappresenta il volume di sangue che entra nel ventricolo, ioè il VOLUME TELEDIASTOLICO (VTD). Durante l’esercizio questo volume iniziale aumenta per e fattori:

ctr

!" Pompe ausiliarie di ritorno venoso: l’esercizio fisico e quindi la contrazione muscolare favoriscono il ritorno venoso all’AUSILIARIE, come quella torac

atrio di destra grazie a quelle zona dette POMPE ica che funziona grazie all’aumento della contrazione

muscolare respiratoria. Questa, provocando maggior pressione interna, è in grado di spremere la vena cava facendo rientrare più sangue.

!" Venocostrizione: l’esercizio fisico promuove la venocostrizione che favorisce il ritorno venoso !" Aumento del flusso: l’aumento del sangue in circolo per aumento della FC porta ad un

innalzamento della sua spinta inerziale nelle vene e in tutto il sistema circolatorio.

ariazione della contrattilità del miocardio: V in questa situazione di fabbisogno di ossigeno e di

a. In di spremere meglio il ventricolo.

Var i

aumento della GS, Il miocardio risponde aumentando la sua forza contrattile per un effetto detto IONOTROPO POSITIVO del sistema nervoso simpatico che aumenta le correnti interne di Cquesto modo il miocardio è in grado

iaz one del postcarico: all’aumentare di tutti questi valori aumenta anche la pressione arteriosa che n ere il sangue in aorta).

sità dell’esercizio come si può edere dal grafico.

coi cide con il postcarico (forza che il ventricolo deve vincere per immettQuesto valore però è talmente irrilevante a confronto con gli altri effetti appena detti che il VOLUME TELESISTOLICO (volume rimasto nel ventricolo dopo la sistole) rimane invariato e addirittura diminuisce, anche se di valori poco importanti, al crescere dell’intenv

Aumento della GS durante l’esercizio: Dal grafico a fianco possiamo osservare che la GS aumenta proporzionalmente all’intensità dell’esercizio fisico per

me

Curve

valori medio bassi, ma all’aumentare subisce prima una fase di plateu e addirittura una diminuzione. Questo avviene perché alte intensità chiamano alte FC diminuendo il tempo di riempimento e quindi il precarico o volutelediastolico.

P/V durante l’esercizio: durante l’esercizio fisico cambiano tutti i valori di pressioni e volumi omportando quindi il cambiamento del grafico relativo a riposo. Durante l’esercizio si sposta dal c

grafico 1 al grafico 2

!" L’aumento del precarico e quindi devolume

o del precarico e quindi devolume

l telediastolico, sposta il punto A

più a destra rimanendo sulla linea delle

ta

Questi due fattori, anche se in termini diversi e in quantità diverse a seconda dell’intensità dell’esercizio, comportano una aumento di GS

esercizio:

l telediastolico, sposta il punto A

più a destra rimanendo sulla linea delle

ta

Questi due fattori, anche se in termini diversi e in quantità diverse a seconda dell’intensità dell’esercizio, comportano una aumento di GS

esercizio:

curve passive che aumentano. !" La fase di eiezione sarà più lunga aiuta

anche dallo spostamento del volume telesistolico più in basso.

curve passive che aumentano. !" La fase di eiezione sarà più lunga aiuta

anche dallo spostamento del volume telesistolico più in basso.

Variazione della GS con la posizione del corpo durante l’

Variazione della GS con la posizione del corpo durante l’

la GS risente della posizione del corpo durante l’esercizio. Esercizi volontariamente eseguiti in posizione supina o ad esempio il nuoto, favoriscono il ritorno venoso, l’aumento del VTD e l’aumento di GS. Esercizi in posizione eretta (la maggior parte) rispetto all’esercizio supino comportano una riduzione di ritorno venoso per alta complicanza della vene sottoposte alla forza di gravita, diminuzione di VTD, conseguente aumento della contrattilità per diminuire il

A CAR La gettata cardiaca è semplicemente il rapporto tra FC x GS indicando la quantità di sangue che circola in unità di tempo (minuto). Variando questi due fattori durante l’esercizio ne consegue che anche la GC aumenta. Questo valore a riposo tende a rimanere costante per tutti i soggetti a circa 5 l/min. Ha un

uta alla linearità che in questi valori hanno sia FC che GS mentre per

0 l C bilizz n

lla posizi costante variando i due fattori GS e FC. Nelle tre mo raggiunto sia nella corsa lenta sia nella corsa

ntare la GC

VTS cercando di tenere una GS sempre ampia.

DIACA VARIAZIONE DELLA GETTAT

incremento proporzionale all’intensità dell’esercizio per poi stabilizzarsi ad un plateu per gli esercizi molto intensi. La proporzionalità per valori a 40-60% della portata massima è dov

valori superiori al 6perché la GS si sta

Essendo un prodotto della GS, anche la GC risente decome nelle prime tre posizioni a riposo la GC rimaneposizioni di esercizio la GS aumenta fino ad un massiveloce. A questo punto la FC aumenta per aume

% il p ateau è causato al solo aumento della Fa a dando incontro anche a diminuzione.

one del corpo. Vediamo nei grafici sotto

gittata cardiaca è allenabile poiché è allenabile la GS dalla

VARIAZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA

Abbiamo visto co a aumenta anche lavincere per l’eiezdue valori, la PRE dopo la sistole del ventricDIASTOLICA doentrambe ma conla pressione sisto tà prevalentemente ento della GC, mentre quella distolica varia di poco per un modesto aumento delle resistenze periferiche. Un esercizio statico, ad esempio una contrazione

userebbe una forte vasocostrizione delle vene all’interno del muscolo che farebbe aumentare di molto le

resistenze periferiche con conseguEsercizi isometrici non vanno tenu VARIAZIONE DELLA DISTRI

svolgono

muscolari d

laquale dipende. In soggetti allenati durante esercizi molto intensi si può arrivare a 35 l/min

me all’aumentare della funzione cardiac pressione arteriosa, quel postcarico da ione di sangue. Questa pressione si divide in SSIONE ARTERIOSA SISTOLICA

olo e in PRESSIONE ARTERIOSA po la diastole. Durante l’esercizio aumentano

valori diversi. Durante un esercizio dinamico lica aumenta progressivamente all’intensiper l’aum

isometrica, ca

ente aumento di entrambe le pressioni. ti a lungo e soprattutto sono sconsigliati ai cardiopatici.

BUZIONE DELLA GETTATA CARDIACA

io fisico, non solo viene aumentata la GC ma il sangue viene ferente rispetto ai distretti come i muscoli e quelli che non strizioni sistemiche simpatiche contemporanee a vasodilatazioni

vosi simpatici e dal rilascio di mataboliti. Il grafico da un idea.

Per rendere più efficiente l’esercizdistribuito nel corpo in maniera difattività. Questo è dovuto da vasoco

ovute ad interventi ner

Si può notare come il cuore non subisca questa regola. Durante l’esercizio modrato però la percentuale del sangue nella cute aumenta per favorire sudorazione e termoregolazione

ECCANISMO DI INTEGRAZIONE DEI MECCANISMI CIRCOLATORI

urante l’esercizio intervengono diversi fattori che promuovono l’aumento della GC.

nterventi meccanici dell’apparato cardio-circolatorio:

M D I abbiamo già visto come le funzioni cardio-

li avvenimenti meccanici !" Pompe ausiliarie:

circolatorie vanno a modificarsi basandosi su tre principa le pompe ausiliarie del nostro organismo promosse dalla contrazione

muscolare di addome, torace e m l VTD e la GS

!" Aumento del volume ematico:

uscoli generici, favoriscono il ritorno venoso, aumentando i

l’inevitabilmente aumentare il rito

!" Variazione della proprietà mioca

esercizio fa aumentare il volume ematico in circolo, facendo rno venoso. rdiche: il cuore migliora le caratteristiche contrattili de

nsione-lunghezza, sviluppando una buona forza anche a fibre ventricolare.

lle sue fibre, migliorando il rapporto testirate dal maggior riempimento

Interventi nervosi vegetativi: tutte egolate principalmente da fattori nervosi vegevasocostrizione, vasodilatazione e aum a feedback negativo. Possiamo avere tre t

!" Riflessi muscolari:

queste variazioni all’apparato cardio-vascolare sono rtativi sia di tipo centrale, come interventi del simpatico per la

ento di FC, sia da riflessi vegetativi che attuano risposte ipi di riflessi:

si parte da a viste o sensibili chimicamente a

oni vengono integrate in regioni bulbari dalle quali partono efferenze che, agendo sul simpatico, aumentano

!" Riflessi barocettivi:

fferenze aventi terminazioni libere di tipi 3 e 4 non ancora fino adesso più piccole e più lente. Queste terminazioni sonvariazioni di metaboliti nel muscolo e loro eventuale ischemia. Queste informazi

la FC con conseguente aumento di GC e PA non si parte da terminazioni libere ma da recettori specifici posizionati

amento

tori RP e

viceversa. Questo controllo è molto preciso e veloce e serve per mantenere costante la PA a certi valori detti operativi. Durante l’esercizio fisico la PA si alza fisiologicamente ma il sistema non lavora per riportarli a valori di riposo ma si adatta cercando di mantenere costanti, anche se alti, i nuovi valori dettati dai comandi nervosi centrali.

!" Riflessi cardiopolmonari:

sull’arco dell’aorta e sulle carotidi, che sono sensibili alle variazioni di pressione per stirdella parete di questi vasi. Le loro afferenze giungono tramite il IX e il X nervo cranico nelbulbo da dove partono poi le efferente verso cuore e vasi. Se la pressione è alta i recetscaricano diminuendo la FC e provocando vasodilatazione periferica per diminuire le

anche qui abbiamo la presenza di recettori specifici posizionati nell’atrio del cuore dx e nelle pareti delle vene polmonari e sono sensibili alla basse pressioni per stiramento delle pareti di questi vasi. Queste afferenze vengono integrate in efferenze nel tronco encefalico, provocando aumento di FC per liberare queste zona dall’eccesso di sangue e diminuzione delle RP con vasodilatazione. Questa aumento di FC provoca un iniziale aumento di PA tamponata istantaneamente dai riflessi barocettivi.

nterventi umorali:I affianco ai sistemi nervosi vi sono anche i sistemi umorali a regolare le

azioni cardio-circolatorie anche se il loro intervento è più lungo. In particolare questi effetti si ulla vasodilatazione periferica dovuta al rilascio di metabolici dai muscoli o loro ischza di ossigeno).

modifichanno s emia (mancan

INTEGRAZIONE TEMPORALE DI TUTTI I SISTEMI DI MODIFICAZIONE CARDIO-CIRCOLATORIA

EL T Il meccdifferene ev t Posizio

ET ROCARDIOGRAMMA SOTTO SFORZO

anismo e i macchinari sono sempre quelli usati per l’elettrocardiogramma e riposo. L’unica za è che appunto osserviamo il tracciato durante l’esercizio potendo osservare variazioni di FC

en uali anomalie cardiache che a riposo non si riuscirebbero a vedere.

namento degli elettrodi: L’attività del cuore è possibile osservarla tramite elettrodi posizionate rminate posizioni della cute. In particolare abbiamo10 posizioni standard che rilevano 12 i diversi. Gli elettrodi si posizionano sul braccio destro, sul sinistro, sulla gamba sinistra mentre la destra viene messa la terra e sei elettrodi nel torace in posizioni specifiche come da figura. elettrodi misurano Derivazioni unipolari:

su detetracciatin quelQuesti

!" sono 9 e sono i 6 sul torace detti PRECORDIALI (da V1 a V6) e le 3 sugli arti (aVR sempre negativa, aVL piccola ma positiva e aVF sempre positiva)

!" Derivazioni bipolari: derivazioni bipolari che misurano le differenze di potenziale tra arto destro e sinistro (derivazione I), arto destro e gamba sinistra (derivazione II) e arto sinistro e gamba sinistra (derivazione III)

Durante l’elettrocardiogramma sotto sforzo però il soggetto deve essere monitorato durante l’eserce quindi risulterebber

izio o ingombranti gli elettrodi sugli arti. Si posizionano quindi vicino alle spalle e

ella zona addominale sotto l’ombelico facendo attenzione a non metterli sui muscoli. Rimangono invariati gli elettrodi precordiali. Il tracciato a riposo:

n

Il tracciato standard dell’elettrocardiogramma è quello in figura :

!" Onda P: depolarizzazione degli atri. !" Segmento PR: momento di isopotenziale fra la

depolarizzazione degli atri e quella dei ventricoli rappresentando il ritardo di propagazione del segnale nel nodo atrioventricolare.

!" Onda Q: prima deflessione verso il basso che a volte può mancare e rappresenta la depolarizzazione della parte alta del setto interventricolare.

!" Onda R: ampia deflessione verso l’alto rappresentante la depolarizzazione della parte alta dei ventricoli.

!" Onda S: seconda deflessione verso il basso che rappresenta la depolarizzazione dell’ultimo tratto del ventricolo sinistro.

!" Segmento ST: momento di isopotenziale dei ventricoli che risultano completamente depolarizzati

!" Onda T: ripolarizzazione dei ventricoli. Il tracciato sotto sforzo: Sotto sforzo vi sono delle ovvie modificazioni del grafico del tutto

nda T

rché la conduzione si fa più veloce

!"

fisiologiche: !" L’onda P subisce piccole variazioni di forma e di ampiezza posizionandosi più vicina all’o

anche prima che questa torni alla linea isoelettrica. !" Aumento di ampiezza dell’onda Q per aumento della depolarizzazione del setto

intraventricolare pe!" L’onda R subisce una leggera diminuzione di ampiezza !" Il complesso QRS ha meno durata sempre perché la conduzione si fa più veloce !" L’inizio del segmento ST può avere un leggera deflessione

Intervallo QT più breve

Segni di possibili anomalie riscontrabili: !" Slivellamento segmento ST: il segmento ST si porta a valori più bassi del normale. E’ una de

anomalie più gravi perché è sintomo di scarsa irrorazione del miocardio che tende ad andareischemia. Non necessariam

lle in

ente si vede a riposo.

!" Tachicardia o

sopraventricolari: più rispetto ai normali. Questo può essere dovuto all’che non partono dalle cellule pacemaker normali ma da altri punti nell’ECTOPICI del bat

extrasistole presenza di battiti in

insorgenza di diversi potenziali d’azione atrio chiamati FOCI

tito cardiaco. rmale dopo poiché quando Questo battito in più però porta ad una mancanza d

questo dovrebbe partire trova il miocardio in periodo

i un battito no refrattario.

!" Tachicardia ventricolare: insorgenza di foci ectopicomplessi QRS molto anomali. Anche qui si ha l’inrefrattarietà del miocardio

ci nel ventricolo che porta la comparsa di one di battiti normali per la

di branca:

terruzi

!" Blocco blocco della conduzione di un ventricolo che però si contrae ugualmente per conduzione di quello funzionale. La contrazione avviene ma in due tempi diversi.

!" Blocco cardiaco: blocco del fascio di His fra i due nodi. I ventricoli si contraggono ugualmente per autoeccitazione del nodo atrio-ventricolare ma in maniera scoordinata dagli atri.

MODIFICAZIONI DELLA CIRCOLAZIONE POLMONARE La circproven ari polmonari, si carica di ossigeno e ritorna all’atrio sx per essere poi pompato in tutto il corpo. Segue principi diversi dalla grande circolazione, com ad esempio la bassa pressione e resistenza alla quale lavora. Circolazione polmonare a riposo:

olazione polmonare è detta anche piccola circolazione e interessa il sangue deossigenato iente dal ventricolo destro che, passando dai capill

e

Il flusso all’interno del capillare alveolare è garantito dal fatto che la pressione capillare arteriosa (Pa) è più grande di quella capillare venosa (Pv).

Però entra un’altra pressione a regolare il flusso, la pressione alveolare (Pal) esterna al capillare e interna all’alveolo. Il suo valore regola la perfusione dell’alveolo stesso. In posizione eretta a riposo, la parte apicale del polmone si trova a circa 15-20 cm più in alto del polmone, mentre la parte più bassa si trova sotto al cuore. In questo sistema di circolazione a bassa pressione, il sangue farà molta più fatica ad arrivare in cima al polmone, risentendo della forza di gravità che agisce su tutta la colonna di sangue sopra al cuore, portando ad una diminuzione di pressione in quei distretti che scende al di sotto della Pal. Qui infatti i capillari sono chiusi e non vi è alcuna perfusione e scambio. L’unica parte che funziona ottimamente è la parte bassa del polmone, dove sia la Pa che la

Pv battono la Pal. La parte di polmone non funzionante rappresenta una riserva funzionale che viene immediatamente sfruttata quando aumenta la gittata cardiaca (esercizio fisico) che portando all’aumento di tutte le pressioni fa si che queste superino la Pal in ogni distretto polmonare assicurando elevata perfusione e scambio. In posizione supina a riposo queste regole non valgono, poiché si annullano le forza gravitazionali verticali e quindi tutto il polmone di trova mediamente perfuso. Circolazione polmonare sotto sforzo: durante l’esercizio viene annullato quell’effetto di zona che si aveva nei polmoni a riposo. Infatti la Pa aumenta, raggiungendo valori più alti della Pal in tutti i distretti. Ne consegue un aumento di flusso sanguigno nei capillari polmonari (letto capillare) con un netto miglioramento del rapporto ventilazione/perfusione. Durante uno sforzo particolarmente intenso si tende a trattenere il fiato per sollevare – spostare un carico. Questo fa aumentare notevolmente le preuna dim

ssioni alveolari interne del polmone con conseguente chiusura di tutti i capillari. Questo porta ad inuzione del ritorno venoso, della FC e della GC.

MODIFICAZIONI RESPIRATORIE DURANTE L’ESERCIZIO FISICO CLASSIFICAZIONE DEI VOLUMI D’ARIA

!" CFR: capacità funzionale residua. Volume rimanente nel polmone dopo una espirazione a riposo

!" VRE: volume di riserva respiratoria . Volume di aria che si potrebbe ancora espirare forzando l’espirazione

!" VR: volume residuo. Volume che rimane semall’interno del polmone perché non può compcollassare su se stesso

!" CI :

pre letamente

si può

ggetto

che si ne. iaggiare mpleto. e d’aria

SERCIZIO FISICO

Durante l’esercizio fisico abbiamo un incremento di ventilazione equivalente al volume corrente nell’unità di tempo. Questo incremento che assume diversi valori a seconda dell’intensità dell’esercizio, possiamo riassumerlo in quattro fasi:

capacità inspiratoria. Volume d’aria che ispirare

!" VC: volume corrente. Volume d’aria che il soispira a riposo

!" VRI: volume di riserva inspiratoria. Volume potrebbe ancora ispirare forzando l’inspirazio

!" CV: capacità vitale. Volume d’aria che può vnei polmoni in un atto respiratorio forzato co

!" CPT: capacità polmonare totale: totale volumnei polmoni

VARIAZIONI VENTILATORIE DURANTE L’E

!" Fase rapida: la ventilazione comincia ad aumentare ancora prima dell’inizio dell’esercizio perché il corpo sa di quello che dovrà svolgere e si prepara con meccanismo a feedforward.

!" Fase lenta: la ventilazione continua ad aumentare !" Plateu: i valori della ventilazione si stabilizzano nel

tempo !" Recupero: la ventilazione comincia a scendere per

tornare a valori di riposo

ATTORI CHE INFLUENZANO L’AUMENTO DI VENTILAZIONE

a ventilazione è data dalla quantità di aria che noi respiriamo (VC) in relazione al numero di respiri al inuto.

F Lm

Esercizi moderati: l’aumento di ventilazione è provocato particolarmente dall’aurisulta essere più economico avendo tempo a disposizione per ingrandire la gabbiaumenta mai di troppo al di sopra del 60

mento di VC perché a toracica. Il VC non

-70% della CV perché risulterebbe molto dispendioso forzare respirazione con grande intervento dei suoi muscoli. L’aumento iniziale della ventilazione con il VC

a riflessi nervosi di tipo propriocettivo. sercizi intensi:

laè comandato dal sistema nervoso centrale insieme E non bastando un aumento di VC bisogna intervenire con un aumento di frequenza resp a e aumento di frequenza è dovuta a riflessi a temperatura. MASS Massim

ir toria. Il mantenimento della ventilazione con l’eventual chemocettivi e termici per innalzamento dell

IME VENTILAZIONI

a ventilazione volontarie (MVV): forzando volontariatoria che volume corrent

mente al massimo sia frequenza respira e si ha la MVV. Questo esame è indice dello stato di pervietà delle vie aer e stato di allenamento. Dopo una prova del genere rvosi impongono un apnea involontaria per smaltire questa iperventilazione. Ma im

ee dipende dalla CV dell’individuo, dal suo sesso, età eriflessi ne

ss a ventilazione sotto sforzo (MVE): rappresenta la mn esercizio mass

assima ventilazione che raggiungiamo dopo u imale di alcuni minuti. Vediamo che è all’incirca il 70% della MVV. Questa diff en i e da meccanismi di controllo a feedback che con disfare il fabbisogno di O2 in quel momento, anc s re la respirazione a valori di MVV poiché l’appar tempo tutto l’ossigeno introdotto e i tess nsionato alle nostre caratteristiche fisiolog

RCIZIO.

er za è dovuta ad affaticamento dei muscoli respiratortrollano la ventilazione a valori sufficienti per sod

he e siamo sotto sforzo massimale. Infatti non serve portaato circolatorio non riuscirebbe a trasportare per lungo

uti a smaltirlo. L’apparato respiratorio è quindi sovradimeiche.

VARIAZIONI DELLE PRESSIONI PARZIALI DEI GAS DURANTE L’ESE Esercizi moderati: durante un esercizio a bassa intenrimangono invariate rispettivamente a 100 mmHg e 40 mmvanno diminuendo per l’O2 o crescendo per la CO2. Amantengono stabili. Esercizi intens

sità le pressioni parziali arteriose do O2 e CO2 Hg, mentre le pressioni parziali venose

nche la pressione alveolare di O2 e il PH si

i: durante esercizi molto intensi la ventilazione aumenta notevolmente e osserviamo div i

!"ers fenomeni:

Calo dalla pressione parziale arteriosa di O2: quecalo è dovuto al fatto che non arriva abbastanza sangue ossigenato al cuore per te

sto

ssuti a causa di un pparato circolatorio.

!" Calo della pressione parziale arteriosa di CO2:limite dell’a

anche l’anidride carbonica diminuisce perché viene consumato proporzionatamente meno ossigeno.

!" Aumento della pressione parziale alveolare di O2: la ventilazione aumenta ma la circolazione è insufficiente. Non tutto l’ossigeno riesce ad entrare all’interno del capillare e il suo accumulo nell’alveolo provoca aumento di pressione

!" Calo del PH: il non adeguato apporto di O2 ai tessuti provoca l’insorgere di meccanismi energetici anaerobici che favoriscono la formazione di lattato con aumento dell’acidità del sangue.

VARIAZIONE DEGLI SCAMBI GASSOSI DURANTE L’ESERCIZIO Gli scambi gassosi all’interno dell’alveolo avvengono più facilmente, grazie all’arrivo di un sangue venoso con pressioni venose parziali più basse per l’ossigeno (circa 20 mmHg invece che 35 mmHg) che quindi diffonde meglio e pressioni più alte per l’anidride carbonica

mHg) e fuoriesce più facilmente. Il tempo di

a

acilmente quando ce n’è bisogno e viceversa, cioè alla sua curva si saturazione.

DEL RESPIRO DURANTE L’ESERCIZIO L’inizi to all’intervento del sistema nervoso centrale che agi i motoneuroni alfa. I muscoli stessi regolano la loro forza in relazione allo stiramento con riflessi miotatici evocati dalle fibre gamma che ma n trale regola anche la frequenza respira quale regola anch’esso l’attività dei motoneuroni alfa. L’ sercizio) rilascia metaboliti nel sangue e fav s no a modificare l’attività respiratoria adattan

(circa 50 mmHg invece che 45 mchscambio è di 0,25 s ma il tempo di transito del sangue nel capillare passa da 0,75s riposo a 0,35s durante l’esercizio, mantenendo però sempre quel fattore di sicurezza che permette il completo equilibrio tra le pressioni parziali. Questo fattore di sicurezza permette di prevenire patologie di soggetti che impiegano tutto il tempo di transito per lo scambio. In caso di esercizio però questo fattore diminuisce andando incontro a seri problemi. VARIAZIONE DELL’ESTRAZIONE DI OSSIGENO DURANTE L’ESERCIZIO Abbiamo visto nei grafici precedenti come, durante l’esercizio moderato, la pressione parziale arteriosdell’ossigeno rimanga pressoché costante mentre la pressione parziale venosa di O2 diminuisce aumentando la differenza artero-venosa. Questo è dovuto alla particolarità che ha l’emoglobina di cedere ossigeno più f REGOLAZIONE

ale aumento del respiro durante l’esercizio è dovusce sui centri motori dei muscoli respiratori attivando

nte gono sempre una certa tensione. Il sistema nervoso centoria dettata dal centro generatore del respiro ilattività dei muscoli del corpo (siamo in stato di e

ori ce la loro ischemia, fattori rilevati da recettori che vandola.

nismo risponde con cambio di metabolismo da aerobico ad rla bisogna prendere in considerazione l’equivalente

Equivalente ventilatorio dell’O2 (VE/VO2):

SOGLIA ANAEROBICA Intensità di esercizio alla quale il nostro orgaanaerobico. Per capire cos’è e per quantificarespiratorio

!" rapporto tra ventilazione e VO2, cioè litri di aria introdotti fratto i litri di ossigeno

questo valore ocità di corsa

oduzione di lattato che rende il anidride carbonica in

consumati. Osserviamo sperimentalmente come cambia al crescere dell’attività. Vediamo come nelle prime 4 velil rapporto si mantiene più o meno costante, a dimostrare la proporzionalità fra aumento di intensità dell’esercizio e rapporto tra ventilazione e VO2. Negli ultimi due valori il rapporto aumenta mostrando un incremento di ventilazione superiore al VO2. Questo fattore è dovuto perché all’aumentare dell’intensità dell’esercizio, il

metabolismo cambia da aerobico ad anaerobico, con conseguente prangue più acido. L’acidità viene smaltita dai bicarbonati con formazione dis

eccesso, smaltibile solamente con aumento della ventilazione e quindi con l’introduzione di aria all’interno dei polmoni. La soglia anaerobica è così determinata a 240 m/min.

!" L’equivalente ventilatorio della CO2: possiamo concludere che il VE/VO2 è proporzionale all’intensità dell’esercizio solo per medie intensità mentre il rapporto fra la ventilazione e la quantità di CO2 smaltita è proporzionale a tutte le intensità, lasciando più o meno costante l’equivalente ventilatorio della CO2

EQUILIBRIO ACIDO-BASE DURANTE L’ESERCIZIO

Durante il riposo il Ph del nostro sangue è mantenuto costante a valori di 7,40 da meccanismi istantanei di tamponamento degli ioni idrogeno da parte dei bicarbonato come la reazione seguente:

Questo sistema permette di controllare continuamente il ph dell’organismo in maniera molto sensibile regolando la reazione in un verso o nell’altro. Un ambiente alcalino stimola la reazione verso destra, mentre un ambiente acido stimola la

arbonica, risultanidride carbo

eccanismo tilazioni

a p a anche il suo esaurim

dei momenti suiperventilazione volontaria servecarbonica per ripristinare le quanbicarbonato. Abbiamo visto come l’esercizio dopo la soglia anaerobica poichébicarbonato sono i principali resp

e ità,

acidità del sangue.

reazione verso sinistra. Essendo il ph legato con l’anidride a essere dipendente alla ventilazione perché nica prodotta dal tamponamento degli

n la respirazione che diventa una di regolazione del Ph. Infatti iperven

arte del bicarbonato provocando alcalosi mento. La sua antit

ripristinata per affrontare eventuccessivi. La fase

cl’idrogenioni viene espulsa comvolontarie a riposo eliminano una quantità di anidride carbonica superiore al normale, che stimola il tamponamento degli idrogenioni d

qu à deve essere subito ali acidità che possono insorgere di apnea dopo un anche a usare l’anidride tità di acido carbonico e

fisico abbassi il ph aumentando l’acidità del sangue, specialmente viene ad accumularsi lattato nei tessuti muscolari. I tamponi a onsabili del controllo del Ph ma quando questo non basta, l’aumento

della ventilazione favorisce l’eliminazione di CO2, diminuendo anche l’acidità. L’aumentata ventilazione del periodo di riposo, oltre che a favorire il pagamento del debito di ossigeno, favoriscanche il ristabilimento di valori di ph fisiologici. Inoltre, recuperi attivi dopo esercizi ad alta intensportano a piccoli ulteriori incrementi di ventilazione, stimolando la rimozione di acido lattico neiessuti che viene usato come substrato energetico e quindi lo smaltimento dell’t

REGOLAZIONI DELLA TEMPERATURA CORPOREA BILANCIO DI CALORE Il nostro organismo ha bisogno di mantenere una t o del calore del corpo fra aspetti termogenetici e asptemperatura costante bisogna prevedere casi di produzione di calore o consumo,o a seconda del bisogno. Termogenesi:

emperatura costante di 37°C che dipende dal bilancietti termolitici del corpo. Per mantenere la

sistema di meccanismi di produzion tura corporea. Può avvenire nei modi già visti nel bilan

!" Senza contrazione muscolare:

e di calore con innalzamento di temperacio del calore riassumibili in due: tto da reazioni metaboliche interne stimolate da:

o Ormoni o Alimentazione o BMR o Grasso bruno: in piccola parte e soprattutto neg

temperatura corporea viene mantenuta dalla stimbruno.

!" Con contrazione muscolare:

li animali in letargo, il calore e la olazione del catabolismo del grasso

calore prodotto per movimeno Contrazioni involontarie:

ti del corpo non sotto il nostro co

agonisti e antagonisti che non creano movimeno Contrazione volontarie:

ntrollo. Contrazioni simultanee di to (brividi)

contrazioni volontarie con Termolisi:

sviluppo di movimento

sistema di meccanismi per abbassare la tempercalore. Può avvenire nei modi già visti nel bilancio del calotabella:

calore prodo

atura corporea favorendo la dispersione del re in maniera proporzionale come da

!" Radiazione: emanazione di energia termica sottoforma di onda elettromagnetiche.

!" Conduzione: trasferimento di calore tramite contatto con oggetti a temperatura più bassa come il terreno o i punti di appoggio

!" Convezione: trasferimento di calore tramite contatto con un fluido (aria, acqua) dipendente dalla sua temperatura, dalla sua velocità e dalla sua umidità nel caso dell’aria

!" Evaporazione: perdita di calore per passamodi:

o Perspiratio insensibilis: normale traspirazione della pelle

o Sudorazione: perdita di liquidi e sali in proporzione coma da tabella

o Ventilazione

ggio di stato tra liquido a gas che può avvenire in tre

TERMINOLOGIE

!" Capacità termica di un corpo:

rapporto tra la quantità di calore fornita al corpo e la sua variazione di temperatura (capacità di riscaldarsi)

!" Calore specifico: capacità termica di un corpo di massa unitaria

TEMPERATURA CORPOREA

dere il limiti di temperatura per la vita sono 25° C - 43° C . Dal punto di vista termico, possiamo diviI

corpo in due parti: !" Nucleo centrale: parte centrale del corpo comprendente testa e tronco. E’ questa la parte del

vata e o

corpo che deve essere mantenuta a temperatura costante di 37°C la quale viene influenzata dall’età del soggetto, dal ritmo circadiano (alternanza sonno-veglia), da fattori umorali, dall’attività fisica e dal ciclo ovario. La temperatura di questa parte è quella che viene rilequando ci si prova al febbre posizionando il termometro nel retto, nella bocca, nel linguinsotto le ascelle

!" Guscio esterno: parte periferica del corpo rappresentata dagli arti. La temperatura di questa parte non deve mantenere dei valori costanti, ma basta che possieda temperature all’interno dei

EFETTI DEL CLIMA SULLA TEMPERATURA CORPOREA Il clima e qtemperatura coterm ento e dall’umidità del clim c

rang iene influenza dall’ambiente esterno e dalla trasmissione interna dal nucleo e di vita e v

uindi la temperatura esterna, hanno un ruolo fondamentale nella determinazione della rporea, della sensazione di freddo o di caldo, innescando processi termolitici o

ogenetici. Queste sensazioni poome mostrano le tabelle

i vengono completamente modificate dal va

Tem ep ratura percepita: non sempre la temperatura dell’ambiente da un giusto resoconto dell

al quale un individuo è sotto posto. Per una sua gio stress

termico usta valutazione occorre effettuare una mis o effettuate tre diverse

isurazioni della temperatura dell’ambiente, una all’interno di un globo nero, una all’interno di un panno umido e una della temperatura normale dell’aria. La vera temperata alla quale siamo sotto posti è l’interazione delle tre in questa proporzione: 10% della T a secco, 20% della T del globo e 70% della T umida. La performance peggiora sensibilmente se svolgiamo un’attività fisica al di sopra dei 28°C di WBGT

LA VARIAZIONE DI TEMPERATURA A RIPOSO

terno dell’ipotalamo per la misurazione del nucleo. Queste afferente vengono inteRispos

urazione detta WBGT (Wet Bulb Globe Thermometer) dove vengonm

RISPOSTE FISIOLOGICHE AL Quando il corpo sottoposto a variazioni di temperatura, vi sono dei meccanismi riflessi di risposta. Tutto ha origine dai termorecettori dell’organismo, posizionati sia sulla cute per la temperatura periferica, sia all’in

grate nell’ipotalamo stesso, elaborando diverse risposte: te al freddo: quando la temperatura del nostro corpo esposto al freddo scende al di sotto dele (IPOTERMIA), avvengono dei processi per favorire il riscaldamento Vasocostrizione cutanea:

normal

!" l’organismo fa passare meno sangue in periferia per non dargli modo di raffreddarsi, raffreddando conseguentemente il nucleo

!" Brivido: si cerca di attivare processi termogenetici involontari per sviluppo di calore !" Incremento del metabolismo: agendo sul SNV si stimola il metabolismo di tutti i tessuti per

produrre calore. Comportamento:!" si tende ad assumere posizioni contratte per cercare di stare più caldi

Risposte al caldo: quando la temperatura del nostro corpo esposto al ormale (IPERTERMIA), avvengono dei processi per favorire il raffr

caldo si alza al di sopra del eddamento n

!" Vasodilatazione cutanea: l’organismo allarga il passaggio del sangue in periferia cercando fargli perdere più calore possibile per conduzione e convezione. La vasodilatazione aumenl’attività delle ghiandole sudoripare

!" Sudorazione:

di ta

la vasodilatazione aumenta l’attività delle ghiandole sudoripare che iniziano a secernere sudore per raffreddare il corpo

!" Comportamento: si tende ad assumere posizioni larghe per cercare di mettere più superficie corporea a contatto con il fluido nel quale è immerso.

La febbre è un surriscaldamento anomalo dell’organismo. Agenti patogeni infatti alterano la sensibilità dei nostri termorecettori, facendogli percepire temperature più basse di quelle reali, scatenando dei riflessi termogenetici che alzano la temperatura.

RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA VARIAZIONE DI TEMPERATURA DURANTE L’ESERCIZIO L’esercizio tende a far aumentare la temperatura corporea per l’intensa attività muscolare. Intervengono quindi tutti i meccanismi sopradetti per cercare di disperdere il più possibile calore. L’evaporazione diventa il sistema termolitico predominante, rappresentando l’80% di tutta termolisi invece del 30% a riposo (vedi tabella termolisi) EFFETTI DELLA TEMPERATURA SUL SISTEMA CARDIO-CIRCOLATORIO DURANTE L’ESERCIZIO

bbiamo visto come l’esercizio fisico provochi una ridistribuzione della GC verso i distretti che stanno Alavorando. La temperatura alla quale stiamo facendo l’esercizio incide su questa ridistribuzione. Esercizio al caldo: al caldo si verificano diversi fatti in questa sequenza temporale:

!" La GC gia ridistribuita viene modificata destinando una parte alla cute

!" Il sangue che si addentra nelle periferie fa diminuire il ritorno venoso

!" La diminuzione di ritorno venoso fa diminuire il VTD

pressione !" La diminuzione di VTD fa diminuire la

!" Una diminuzione di pressione fa alzare la FC

!" L’innalzamento della FC porta ad un affaticamento maggiore a parità di intensità di esercizio svolto a T normali o al freddo

Ese izrc io al freddo: al freddo non si hanno notevoli benefici, solo non avvengono tutte gli nienti appena descritti per il caldo, potendo effettuare una sconve adeguata performance. A temperature

mo b

!" olare per minor reclutamento

nor consumo degli

EFFET ETABOLISMO MUSCOLARE DURANTE L’E Abbiamo visto come l’esercizio svolto ad alte temperature alzi la FC. Questo porta ad una maggiore GC anche per l’attivazione dei processi termolitici che richiedono energia Un esercizio volto al caldo comporta

!" Maggior consumo do ossigeno !" Maggior consumo di glicogeno muscolare !" Maggior accumulo di acido lattico conseguente, quasi

del doppio rispetto allo stesso esercizio svoltola freddo EFFETTI DELLA TEMPERATURA SULL’EQUILIBRIO IDRICO DURANTE L’ESERCIZIO L’esercizio fisico o alte temperature ambientali scaldano il corpo che attiva processi termolitici come ad esempio l’evaporazione. Con il sudore il corpo espelle grandi quantità di liquido, specialmente se siamo in condizioni estreme come l’attività fisica al caldo, situazione che può far perdere fino a 1L/h/mq. Il sudore però non è solo liquido, ma si porta con se anche diversi elettroliti. Queste perdite provocano IPOVOLEMIA, calo di pressione e conseguente ipoefficienza fisica durante l’esercizio. Questa perdita viene controllata con diversi meccanismi:

!" Sete:

lto asse però, si possono avere diversi sconvenienti !" Rallentamento delle funzioni nervose e quindi delle contrazioni

Minor forza musc!" Metabolismi rallentati !" Maggior affaticamento !" Vasocostrizione che interessa anche il tessuto adiposo con conseguente mi

acidi grassi

TI DELLA TEMPERATURA SUL MSERCIZIO

recettori volumetrici circolatori sentono l’ipovolemia e scatenano dell’organismo la sensazione di sete che ci spinge ad ingerire liquidi, per ristabilire qual giusto equilibrio che manca

!" Fattori umorali: vengono secreti ormoni antidiuretici per stimolare il riassorbimento dell’acqua dal rene:

o Aldosterone: secreto dalla corticale delle ghiandole surrenali per rilascio di renina dell’apparato iuxtamidollare sensibile all’abbassamento di pressione. Stimola il riassorbimento di sali e indirettamente di acqua per osmosi

o ADH: ormone antidiuretico secreto dalla neuroipofisi che stimola il riassorbimento di acqua dal dotto collettore per alta osmolarità dell’interstizio.

ADATTAMENTI DELL’ORGANISMO SOTTOPOSTO A ESERCIZI AL CALDO Un perature elevate, sviluppa degli adattamenti chiamati ACCLIMATAZIONE. Un soggetto acclimatato sviluppa:

ificarsi in maniera precoce all’esercizio !" perché l’organismo ha imparato a risparmiare i sali

!" lzamento della FC dovuto a: o della ritenzione di sali

Riduzione dell’irrorazione cutanea

Un sog iluppare una performance migliore rispetto ad un altro soggett al caldo ma per la prima volta

i continui di esercizi al freddo

organismo sottoposto sempre ad esercizi a tem

!" Maggior sudorazione che inizia a verSudore più diluito

!" Minor innalzamento termico del corpo Minor inna

o Aumento della volemia per aumento o Aumento del VTD

getto acclimatato al caldo riesce a svo che si trova a svolgere lo stesso esercizio

ADATTAMENTI DELL’ORGANISMO SOTTOPOSTO A ESERCIZI AL FREDDO Non si conoscono particolari adattamenti per svolgiment

ADATTAMENTI DEL MUSCOLO E DEL METABOLISMO ALL’ESERCIZIO L’e c muscol AD Un muscolcambia le spossiamo vededove un auanche ad u

Au n

ser izio fisico prolungato nel tempo, provoca adattamenti del nostro organismo che interessa ilo e il nostro metabolismo

ATTAMENTO MUSCOLARE

o sottoposto a esercizio fisico per diverso tempo ua caratteristiche come massa e forza. Dal grafico

re come le due cose sono spesso legate, la mento di massa di sollevatori di peso corrisponde n aumento della forza sviluppata.

me to di massa: il muscolo stimolato aumenta la sua massa in diversi tempi: !" Aumento temporaneo: nei primi giorni di attività fisica il muscolo aumenta la sua massa ma

i all’interno delle fibre. solo per accumulo del liquido plasmatic!" Aumento permanente: dopo l’aumento temporaneo il muscolo inizia ad aumentare di vera e

propria massa muscolare in due modi o Ipertrofia: aumento della sezione trasversa delle fibre muscolari che aumentano il loro

iofibrille e la quantità di tessuto connettivo. Tutto ciò è stimolato da numero interno di msintesi proteica dopo l’esercizio e secrezioni ormonali.

o Iperplasia: aumento del numero delle fibre. Questo fattore di crescita non è stato ancora provato in vivo e quindi non si è certi della sua efficacia. Si sono solo fatti esperimenti

o prima la loro sezione traversa poi si dividevano in due fibre distinte. Si pensa anche che

uscolari ma non si è ancora capito quale stimolo è in grado di produrre tale effetto

in laboratorio su tessuti muscolari animali le quali fibre stimolate aumentavan

l’iperplasia avvenga per specializzazione delle cellule staminali in fibre m

Aumento di forza: abbiamo detto che l’aumento di forza è sia conseguente alla massa del muscolo erché più fibre sviluppano più forza, ma anche dal miglioramento neuromotorio dell’organismo. Dal rafico possiamo vedere come questi due fattori si integrino per lo viluppo della forza. In particolare elle prime settimane di allenamento osserviamo come l’aumento della forza sia attribuito in ercentuale maggiore allo sviluppo neuromotorio, mentre solo dopo diverso tempo l’aumento della assa contribuisce in maggior parte all’aumento di forza.

pgnpm

to da: zazione tra unità motorie:

Il miglioramento neuromotorio è dovu

!" Miglioramento della sincroniz le unità motorie si contraggono in visibile anche con potenziali subtetanici maniera più coordinata, sviluppando una contrazione

!" Maggior reclutamento !" Riduzione del riflesso miotatico inverso !" Potenziamento dell’inibizione reciproca: potenziamen

contrae e viceversa to dell’antagonista quando l’agonista si

!" Potenziamento anatomico e funzionale della placca: la placca aumenta le dimensioni e li numero di neurotrasmettitori

FFETTI DELL’IMMOBILIZZAZIONE

Lun i oni dei mu

!" di quelle residue !" Dan!" Rid!" Riduzio

EFFETTI Un soggetto so difica le sua caratteristi coda succede s o ricominciassimo l’allenamento? Vediamo che il soggetto nel periodo di attività non ha perso tutto quello che aveva guadagnato, potendo tornare quasi a livelli di prima in soli 6 settimane

E

gh periodi di immobilizzazione dovuti a infortuni o malattie portano a delle sensibili modificaziscoli che vanno incontro ad atrofia, la quale è composta da:

!" Riduzione della sintesi proteica: avviene già dopo 6 ore dall’immobilizzazione Disintegrazione di miofibrille e fusione

neggiamento dei mitocondri uzione della sezione traversa delle fibre muscolari

ne delle fibre 1

DEL DISALLENAMENTO E DEL RIALLENAMENTO

ttoposto ad un periodo lungo di allenamento come ad esempio 20 settimane, moche muscolari aumentando la forza, la massa e la sua percentuale di fibre 2b veloci. Mae lo sottoponessimo ad un periodo di inattività di 30-32 settimane e dop

EFFETTI DELL’ALLENAMENTO SUI TIPI DI FIBRE

er vedere tali modificazioni si sono effettuati sia esperimenti in laboratorio su muscoli in vitro o su Panimali, sia su umani. Esperimenti in laboratorio o su animali:

!" Innervazione di fibre di tipo 2 con neuroni di tipo 1: le fibre veloci cambiano le loro caratteristiche in altre più vicine alle fibre lente

!" Stimolazione prolungata di fibre di tipo 2 a basse frequenza: le fibre veloci cambiano le loro caratteristiche in altre più vicine alle fibre lente

!" Somministrazione di allenamenti aerobici sui ratti come la corsa sulla ruota: si è osservato un cambiamento delle fibre muscolari di percentuale sulla composizione delle fibre. Infatti avvenivano trasformazione delle fibre 2b in 2a e delle 2a in 1

Esperimenti sull’uomo: !" Allenamento aerobico alla resistenza: in un individuo sottoposto ad allenamenti di resistenza

come la corsa, osserviamo un aumento della massa muscolare ma con una diminuzione percentuale di fibre veloci 2b che si trasformano in 2° e un aumento delle 1 per trasformazione delle 2a insieme a iperplasia e ipertrofia delle ultime due.

!" Allenamento a velocità e resistenza: in un individuo sottoposto ad esercizi misti sia di velocità che di resistenza come una corsa molto veloce, sviluppa un aumento di massa muscolare prevalentemente per ipertrofia di fibre di tipo 2

!" Allenamento alla velocità: in un individuo sottoposto ad allenamenti di velocità come scatti o pesi, osserviamo un aumento della massa muscolare ma con una diminuzione percentuale di fibre lente di tipo 1 e un aumento percentuale di fibre veloci di tipo 2

AD L’a n ero e le dimensione delle fibre, aumentando la massa muscolare globale ma r il numero di capillari ADAT OLICI ALL’ESERCIZIO ANAEROBICO L’eserc TP, Pcr e sul meccanismo gli colitico per produrre energia con onseguente accumulo di acido lattico. Lunghi periodi di allenamento anaerobico, porta a maggior

obico, i quali portano ad una minor accumulo di acido ndo la prestazione.

ATTAMENTI DELLA VASCOLARIZZAZIONE

lle amento aumenta il num, pe poterla irrorare tutta, bisogna aumentare

TAMENTI METAB

izio anaerobico è basato sull’Acproduzione di enzimi per il metabolismo anaerattico, spostando la soglia del lattato, miglioral

ADATTAMENTI METABOLICI ALL’ESERCIZIO AEROBICO L’esercizio aerobico è basato sull’ossidazione dei substrati energetici da parte dell’ossigeno. Lunghi periodi di allenamento aerobico portano al miglioramento delle funzionalità legate all’ossigeno, come la quantità di mioglobina e dei mitocondri, associata all’aumento delle loro dimensioni e dell’efficienza. Aumentano anche gli enzimi ossidativi, in proporzione alla quantità di esercizio fisico aerobico giornaliero. L’allenamento da esercizio aerobico inoltre aumenta la quantità di glicogeno e trigliceridi muscolari, abituando il fisico a risparmiare glucosio, usando come fonte energetica primaria l’ossidazione dei grassi. Il soggetto allenato inoltre ha un crossover (punto di cambio tra consumo di grassi e di glucosio dovuto all’incremento di

tensità dell’esercizio) più spostato verso la destra del

uccheri.

L VO2 MAX ALL’ESERCIZIO

L’e c amente o ricondu a soggetto a soggetto. In media comunque un sog t

ingrafico sottostante, rendendo più difficile il consumo di z ADATTAMENTI DE

ser izio fisico aumenta il valore del VO2 max. Questo non è ancora dimostrato scientificcibile ad una regola perché dipende fortemente d

get o allenato riesce ad aumentare il valore del suo VO2 max fino al 15-20%

ADATTAMENTI CARDIOVASCOLARI E RESPIRATORI ’ESERCIZIO ALL

ADATTAMENTI DEL CUORE Aumento di massa: il cuore di uno sportivo è un cuore abituato a sforzi intensi e a alte frequenza.Come ogni muscolo sottoposto ad allenamento, anche il cuore aum

enta di massa in maniera però

ifferente a seconda dell’allenamento del soggetto: d!" Allenamenti di resistenza: Aumenta proporzionatamente più il diametro interno del ventricolo

che lo spessore delle sua pareti !" Allenamento di forza: aumenta proporzionalmente più lo spessore delle pareti che il diametr

interno del ventricolo Aumento di GS:

o

il cuore di un soggetto allenato ha una migliore GS sia a riposo che durante ogni tipo di esercizio. Questo aumento è causato da:

!" Aumento del VTD dovuto a: o Aumento del diametro ventricolare o Aumento del tempo di diastole o Aumento della volemia

!" Diminuzione del VTS dovuta a: o Migliore contrattilità del ventricolo per l’aumento della sua massa o Bassa pressione

Diminuzione della FC: il soggetto allenato presenta FC medie più basse di soggetti non allenati

!" A riposo: A riposo essendo la GC uguale per tutti a circa 5 L/min, un soggetto allenato con migliore GS avrà necessariamente valori più bassi di FC perché GC = GS x FC.

!" Durante l’esercizio: a parità di esercizio sottomassimale, un soggetto allenato presenta

FC più bassa rispetto ad un soggetto allenato per lo stesso principio che abbiamo a riposo. Esercizi massimale però portano il raggiungimento di FC max in qualsiasi soggetto. La differenza è che la performance aFC max di soggetti allenati rispetto a quella di non allenati è molto più alta. Durante il periodo di recupero, la FC ritorna a valori di riposo più velocemente in un soggetto allenato.

Aumento della GC: abbiamo detto prima che la GC a riposo è uguale per tutti, con grande beneficio dei soggetti allenati che risparmiano battiti ogni minuto. La GC durante l’esercizio rimane pressoché invariata, ma quando andiamo ad effettuare esercizi massimali, il soggetto allenato ha ancora a disposizione diversi battiti in più, potendo aumentare ulteriormente la GC migliorando la performance Diminuzione della PA: in un soggetto allenato la PA a riposo risulta diminuita sia nei valori massimi che minimi. Durante l’esercizio invece non risultano particolari cambiamenti dal normale. ADATTAMENTI DELLA CIRCOLAZIONE Aumento del flusso muscolare: la quantità di sangue ai muscoli in un soggetto allenato aumenta, sia

é la per il fatto che ha una massa muscolare e una capillarizzazione più importante, sia perchcircolazione si è abituata ad avere una certa ridistribuzione

umento della volemia: un sA oggetto allenato presenta più volume ematico in corpo rispetto ad un de dall’intensa produzione di ADH che il soggetto allenato sviluppa nte riequilibrio e dalla quantità di proteine ematiche che richiamano

soggetto non allenato. Questo dipener abitudini a sudare e al conseguep

liquido interstiziale all’interno dei capillari.

Riduzione

dell’ematocrito: l’ematocrito è quel valore che indica la percentuale di globuli rossi nel sangue. Nel soggetto allenato cambia sia il volume del sangue, sia la quantità dei globuli rossi, ma non in maniera proporzionale, facendo scendere la loro % rendendo il sangue meno vescoso. L’aumento artificiale di globuli rossi nel sangue corrisponde ad un aumento del trasporto di O2 quindi ad una migliore performance. L’effetto collaterale di questo è però un’alta viscosità del sangue che porta a difficoltà circolatorie annullando i benefici prima detti. Lo il soggetto allenato “naturale” sviluppa una giusta proporzione tra numero di globuli rossi e viscosità del sangue

AD Il soggrespirarespiramigliori utilizzazioni dell’O2 riducono la ventilazione a riposo di sportivi che equivale a risparmio nergetico. Questo adattamento alla ventilazione rimane anche in soggetti ex atleti, salvo casi atologici o fumatori. I dati in tabella danno l’idea.

ATTAMENTI DELLA RESPIRAZIONE

etto allenato presenta valori diversi per quanto riguarda il volumi respiratori, le frequenze torie e le conseguenti ventilazioni grazie al miglioramento della funzionalità di tutto l’apparato torio. Infatti il miglioramento dei muscoli respiratori garantiscono frequenze più elevate e

ep

Abbiamo anche dei miglioramenti per quanto riguarda gli scambi gassosi:

!" Diffusione polmonare: a riposo e nell’esercizio sottomassimale la diffusione polmonare rimane r quello non allenato. Durante l’esercizio massimale

il migliore rapporto ventilazione perfusione dello sportivo causato dell’elevata ventilazione del invariata sia per il soggetto allenato che pe

soggetto allenato e alla diminuzione degli alveoli che non scambiano, rileva un sensibile miglioramento di diffusione

!" Differenza A-V di O2: durante l’esercizio massimale, l’allenato presenta una maggiore differenza arterovenosa di O2 grazie alla sua maggiore utilizzazione in una circolazione con

ottima ridistribuzione nelle zona che ne consumano di più

VARIAZIONI ORMONALI SUL METABOLISMO DURANTE L’ESERCIZIO FISICO Durante l’esercizio fisico vi sono diverse risposte ormonali che producono diversi effetti gli ormoni ci interessano sono:

che

drenalina e Noradrenalina:A questi due ormoni contribuiscono all’adattamento cardio-circolatorio e etabolico durante l’esercizio: !" Aumentano la contrattilità del cuore

m

!" Aumentano la pressione arteriosa !" Ruolo nella ridistribuzione della GC !" Aumento del metabolismo cellulare !" Aumento delle glicogenolisi !" Aumento del rilascio di glucosio e acidi grassi del sangue

Durante l’esercizio la loro quantità nel sangue aumenta per valori superiori al 50% del VO2 max penoradrenalina e al 70% del VO2 max per l’adrenalina. L’accumulo di adrenalina viene smaltitpochi minuti, mentre quello di noradrenalina in dive

r la o in

rse ore. Con l’allenamento questi due ormoni ontribuiscono allo spostamento del cross-over facendo prevalere il catabolismo dei grassi.

Insulina:

c

l’insulina è un ormone metabolico anabolico che ha come ruolo principale quello di favorire l’utilizzo del glucosio ematico da parte delle cellule favorendone il trasporto all’interno andando a stimolare i recettori del glucosio e la loro stessa sintesi. Il glucosio immesso nelle cellule andrà incontro a glicolisi per l’utilizzazione o a glicogenogenesi per il suo immagazzinamento. I tessuti sensibili all’insulina sono il muscolo, il tessuto adiposo e il rene. Durante l’esercizio la sua quantità diminuisce a causa del calo di glicemia che stimola il pancreas a feedback a non produrne più. In un soggetto allenato la glicemia rimane stabile durante l’esercizio, portando ad una riduzione del calo di secrezione di insulina. Si dice anche che l’esercizio fisico possa aumentare la sensibilità delle ellule al glucosio. L’esercizio quindi migliora la

Glucag

cstabilizzazione spontanea della glicemia

one: ormone metabolico catabolico con funzione all’insulina che però può essere svolta anche da altri . Per questo carenze di glucagone non comportano lare problemi, mentre mancan

oppostaormonipartico za di insulina si (diabete). Il g agluconDurant

licemllenato la glicemia rimane stabile durante l’esercizio, portando d una riduzione della secrezione di glucagone. L’esercizio uindi migliora la stabilizzazione spontanea della glicemia

luc gone favorisce quindi la glicogenolisi e la eogenesi per produrre glucosio da mettere nel sangue. e l’esercizio la sua quantità aumenta a causa del calo di ia che richiama glucosio verso il sangue. In un soggetto g

aaq

Cortisolo: è un ormone secreto dalla corteccia surrenale. Ha come funzione principale quella di produrre energia, stimolando la mobilizzazione degli acidi grassi, stimolando il loro catabolismo, quello delle proteine, riducendo il catabolismo degli zuccheri. La sua concentrazione nel sangue è alta solo nei primi 30-45 min di esercizio andando poi a calare INTERGRAZIONE DEGLI EFFETTI ORMONALI Abbiamo visto come questi ormoni abbiamo effetto sul metabolismo intervenendo anche durante l’esercizio. Il grafico sotto fa vedere come la loro % nel sangue varia nel tempo di un l’esercizio fatto da un soggetto allenato

Vediamo come salgono i valori di adrenalina e noradrenalina, mentre rimandono costanti i valori di glucagone, facilmente capibili dal mantenimento perfetto della glicemia anche oltre le due ore di esercizio. il cortisolo compie il suo lavoro solo nelle prime fasi di lavoro, andando progressivamente a diminuire.