RISPOSTE FISIOLOGICHE ALL’ESERCIZIO CON LE BRACCIA. Stefano Mazzoni

PREMESSA E’ noto da tempo che esercizi effettuati con la parte superiore del corpo (upper body exercise, UBE) scatenano risposte fisiologiche più accentuate rispetto ad esercizi di pari intensità metabolica effettuati con le gambe (lower body exercise, LBE) (Collett e Liljestrand, 1924). Campi di interesse: attività lavorative in campo industriale, agricolo, militare sportivo (Cerretelli et al, 1977 e 1979) missioni spaziali (Gazenko et al, 1980) disabili in carrozzina

Sawka, 1986

Per carichi di lavoro sottomassimali: CONSUMO DI OSSIGENO Ad esaurimento, in soggetti non allenati con le braccia: la massima potenza aerobica è  30% inferiore per UBE rispetto a LBE, così come la gettata cardiaca (più per una riduzione dei valori massimi di Gs che di FC). la massima ventilazione polmonare e la lattacidemia sono  80-90% di quelle rilevate durante LBE. Per carichi di lavoro sottomassimali: CONSUMO DI OSSIGENO - - - - UBE ____ LBE Pendergast, 1989

RISPOSTA CARDIACA Pendergast, 1989 - - - - UBE ____ LBE Miles, 1989

VENTILAZIONE RISPOSTE METABOLICHE La (mmol l -1) CARICO (watts) Sawka, 1986 Pendergast, 1989 - - - - UBE ____ LBE

VO (l·min ) 1 3 4 5 10 15 20 25 30 . es. isometrico braccia gambe -1 ) 1 3 4 5 10 15 20 25 30 . gambe supino gambe eretto braccia supino braccia eretto braccia o gambe eretto gambe * braccia * es. isometrico braccia gambe es. isotonico (b) (a) controllo Q (l·min-1)

CINETICHE DI ADEGUAMENTO DEL CONSUMO DI OSSIGENO y = bas + amp . [ 1 - e – (t - TD) /  ]  AMPIEZZA (amp) LINEA DI BASE (bas) TD . - - - - UBE ____ LBE Pendergast, 1989

Si può concludere che l’esercizio con la parte superiore del corpo implica un maggiore impegno cardiovascolare, respiratorio e metabolico per equivalenti carichi di lavoro sottomassimali. La Coppa America America, 1851 Tali differenze tra parte superiore ed inferiore del corpo divengono meno marcate in soggetti particolarmente allenati con le braccia, come kayaker, canoisti, rematori (Cerretelli, 1979 Shepard, 1987 Tesch, 1976 e Vrijens, 1975).

UPPER BODY EXERCISE (UBE) Il motore della barca di coppa America: i Grinder Gesto atletico specifico di una coppia di Grinder

Disposizione sulla barca

SCOPO è il primo ed unico studio finalizzato alla valutazione degli adattamenti cardiocircolatori, respiratori e metabolici al lavoro effettuato con la parte superiore del corpo nei Grinder le caratteristiche aerobiche delle braccia, abituate a svolgere gesti atletici intensi ma di brevissima durata, probabilmente compiuti utilizzando sorgenti energetiche di tipo prevalentemente anaerobico. il confronto con atleti abituati a svolgere lavori con la parte superiore del corpo (come i Nuotatori del gruppo di controllo, canottieri, kayaker, etc.) e sedentari. il confronto con la parte inferiore del corpo. Inoltre sono state analizzate le cinetiche VO2-on perchè sembrano essere indici di “fitness aerobica” più sensibili di altre variabili, come ad esempio il VO2peak.

Grinder (n = 8 ) età = 33 ± 7 anni peso = 100,6 ± 9,4 kg altezza = 185 ± 4 cm Nuotatori (n = 8 ) età = 21 ± 3 anni peso = 75,6 ± 5,3 kg altezza = 180 ± 4 cm

PROTOCOLLO SPERIMENTALE B 30 W 90 W 120 W Ogni soggetto ha eseguito due test ad esaurimento (uno con le braccia, uno con le gambe) e dodici test ai tre carichi sottomassimali. In totale sono state eseguite 224 prove.

GETTATA CARDIACA BATTITO-PER-BATTITO METODI SCAMBI GASSOSI RESPIRO-PER-RESPIRO GETTATA CARDIACA BATTITO-PER-BATTITO (IMPEDENZIOMETRIA) La concentrazione ematica di lattato è stata determinata a riposo ed in generale dopo 1, 3, 5 e 7 minuti dal termine di ogni test.

Protocollo A: VALORI ALL’ESAURIMENTO GRINDER UBE W = ~180 LBE W = ~335 . VO2 (L min-1) 3,99 ± 0,68 4,17 ± 0,54 VO2 (ml kg-1min-1) 39,4 ± 3,7 41,7 ± 4,2 GC (L min-1) 26,1 31,9 ± 2,2 VE (L min-1) 154,8 ± 24,7 139,7 ± 21,7 Lattato (mM) 11,2 ± 1,3 11,2 ± 3,1 Fc (b min-1) 185 ± 8 183 ± 17

Protocollo A: VALORI ALL’ESAURIMENTO NUOTATORI UBE W = ~180 LBE W = ~330 . VO2 (L min-1) 4,09 ± 0,35 4,38 ± 0,30 VO2 (ml kg-1min-1) 54,5 ± 4,3 59,2 ± 7,4 GC (L min-1) 27,5 ± 4,4 28,3 ± 2,3 VE (L min-1) 144,1 ± 22,5 148,4 ± 24,7 Lattato (mM) 8,2 ± 2,3 10,3 ± 2,2 Fc (b min-1) 185 ± 6 189 ± 8

Protocollo B: ESERCIZI A CARICO COSTANTE

Protocollo B: ESERCIZI A CARICO COSTANTE

Principio di Fick VO2 = GC * C (a-v)O2

Confronti con la letteratura LBE UBE modificato da Pendergast, 1989 modificato da Miles, 1989

Protocollo B: ESERCIZI A CARICO COSTANTE LBE UBE La (mM) modificati da Pendergast, 1989 UBE LBE Carico (watts)

Cinetiche VO2 - on modificato da Pendergast, 1989  (sec) La (mM) non allenati UBE a 120 W allenati modificato da Pendergast, 1989  (sec)

CONCLUSIONI (1) I Grinder sono un tipo di atleta molto particolare: massa corporea elevata ( 100 kg; BMI  29.4), altamenti specializzati a svolgere lavori intensi e di breve durata con le braccia, al contrario poco (o per nulla) allenati con le gambe. Viceversa i Nuotatori sono normopeso ( 75 kg; BMI  23), molto allenati alla resistenza (e meno, in relazione, alla potenza) sia con la parte superiore sia con quella inferiore del corpo. Nonostante tali premesse, i risultati di questo studio indicano che i Grinder hanno elevate caratteristiche aerobiche con gli arti superiori.

CONCLUSIONI (2) In particolare i Grinder: 1. Esprimono una massima potenza aerobica in UBE elevata (~ 4 litri al minuto a carichi di 180W). Il consumo di ossigeno, la risposta cardiaca, ventilatoria e metabolica è molto simile ai Nuotatori, sia per carichi di lavoro costanti sottomassimali sia al picco dell’esercizio. I risultati sono comparabili a quelli ottenuti in atleti praticanti canottaggio ed in kayaker. le risposte fisiologiche in UBE sono molto simili a quelle osservate durante LBE. Similmente accade nel gruppo di controllo di Nuotatori ed in atleti come kayaker, canoisti, rematori.

CONCLUSIONI (3) modificato da Cerretelli

CONCLUSIONI (4) In UBE la rapida risposta VO2-on di Grinder e Nuotatori, parallelamente al ridotto accumulo di acido lattico, confermano le spiccate caratteristiche aerobiche dei Grinder, simili a quelle riscontrate in kayaker e canottieri. Viceversa, con le gambe, per esercizi di intensità pari al 75% di VO2 peak (e in parte per intensità pari al 43% di VO2 peak), si può affermare che la lentezza della risposta VO2-on sia attribuibile ad un’inerzia intrinseca del metabolismo ossidativo muscolare delle gambe (non allenate) dei Grinder, meno efficiente di quello degli arti inferiori dei Nuotatori e meno efficiente anche delle braccia, invece molto allenate. La ridotta C(a-v)O2 rilevata per lo stesso carico rispetto ai Nuotatori confermerebbe tale ipotesi.

DATI PRELIMINARI E PROSPETTIVE DI STUDIO Studio della “componente lenta” della cinetica VO2-on Studio della cinetica VO2-off Determinazione della massima potenza meccanica (picco e media) e della massima capacità lattacida durante esercizi di tipo “tutto-fuori” eseguiti con le braccia Determinazione del grado di affaticamento muscolare durante esercizi sopramassimali ripetuti