Determinare il contributo dei sistemi di energia durante l'allenamento

Ciao, sono il dottor Emerson Frank. Il nostro gruppo illustra come determinare i sistemi energetici negli sport che risultano difficili da riprodurre in ambienti controllati, come i laboratori di fisiologia dell'esercizio. Ogni sport possiede caratteristiche specifiche che gli conferiscono diverse richieste metaboliche.

Uno degli aspetti più importanti della richiesta metabolica è il contributo relativo dei sistemi energetici, ovvero quelli aerobico, lattacido, anaerobico alattacido, lattacido e aerobico. Alcuni sport possono essere riprodotti in laboratorio in modo relativamente semplice e quindi studiati, poiché sono ciclici e prevedibili. D'altra parte, alcuni sport sono imprevedibili e dipendono da una complessa interazione tra compagni di squadra e/o avversari.

Questo è il caso della maggioranza degli sport di squadra e di numerosi sport individuali. Illustreremo qui come può essere valutato il contributo relativo dei sistemi energetici durante l'esercizio fisico. Sebbene il metodo sia adatto a qualsiasi tipo di esercizio, ne evidenzieremo l'applicazione a fasi imprevedibili a causa delle sue caratteristiche particolari.

Il judo verrà utilizzato come esempio per mostrare come la procedura possa essere adattata. A seconda dei movimenti dell'atleta, ricerche incentrate su altri sport potranno facilmente adattarsi alla procedura. Sulla base di quanto mostrato qui, verranno valutate le seguenti variabili fisiologiche.

Riposo, consumo di ossigeno, esercizio, consumo di ossigeno, post-esercizio, consumo di ossigeno, lattato plasmatico a riposo, concentrazione, post-esercizio, picco plasmatico di lattato. In primo luogo, deve essere prelevato un campione di sangue a riposo e il consumo di ossigeno a riposo deve essere misurato per almeno cinque minuti. L'assorbimento di ossigeno durante gli ultimi 30 secondi di questo periodo viene utilizzato per calcolare il valore basale e il contributo del metabolismo ossidativo; per il prelievo del campione ematico, viene prelevato un volume ridotto di sangue capillare dal lobo dell'orecchio o dalla punta del dito; dopo il prelievo, con l'aiuto di una micropipetta, un volume noto di sangue viene posto nello stesso volume di una soluzione al 1% di fluoruro di sodio. Esercizio.

Il consumo di ossigeno deve essere misurato utilizzando un analizzatore di gas portatile, in grado di rilevare il consumo di ossigeno su base respirazione per respirazione. Indossare la maschera e assicurarsi che sia sigillata correttamente, in modo da evitare fuoriuscite dell'aria espirata.

Calibrare sempre l'equipaggiamento seguendo le istruzioni del produttore prima della raccolta dei dati. Normalmente l'equipaggiamento viene posizionato dietro la schiena dell'atleta. Tuttavia, negli sport complessi, la posizione dell'equipaggiamento deve essere adattata utilizzando il judo.

Ad esempio, se la tecnica richiede un contatto dorsale, l'apparecchiatura viene posizionata sul torace. Se la tecnica richiede un contatto frontale, l'apparecchiatura viene posizionata sulla schiena. Lo stesso deve essere fatto se la schiena tocca il terreno.

Se la tecnica richiede un contatto laterale, l'attrezzatura viene posizionata al lato opposto. Con alcune adattamenti alle regole della competizione, è possibile creare un esercizio in cui l'atleta è sottoposto a una richiesta molto simile a quella dello sport. Ad esempio, qui simuliamo un combattimento di judo per evitare qualsiasi danno all'attrezzatura.

L'avversario non applica alcun lancio efficace. Inoltre, l'atleta in valutazione non può eseguire alcun lancio che richieda il contatto dorsale. Una volta terminata la raccolta dei dati, saremo pronti per avviare le procedure di calcolo del contributo energetico.

Vediamo come procedere. Innanzitutto, è necessario misurare il lattato plasmatico: centrifugare il sangue per separare il plasma dagli eritrociti. Successivamente, il lattato plasmatico può essere misurato mediante spettrofotometria, fluorimetria o elettrochimica.

Nel nostro laboratorio, utilizziamo normalmente il metodo elettrochimico mediante un analizzatore di lattato automatizzato. Il risultato viene visualizzato immediatamente su un piccolo schermo e deve quindi essere corretto in base al fattore di diluizione. Questa è una curva tipica del consumo di ossigeno a riposo o in condizioni di base, durante l'esercizio e dopo l'esercizio.

Analizzando attentamente la curva post-esercizio, è possibile osservare due componenti diverse. La componente rapida e la componente lenta per calcolare il contributo del metabolismo aerobico all'energia totale spesa durante l'esercizio, determinano il valore di base o di riposo per il consumo di ossigeno. Questo può essere fatto calcolando la media degli ultimi 30 secondi della curva.

Quindi moltiplicare il valore ottenuto per il tempo totale di esercizio. Ad esempio, se la durata dell'esercizio era di cinque minuti, moltiplicare il consumo di ossigeno a riposo per cinque. Determinare il consumo totale di ossigeno durante l'esercizio calcolando l'area sottesa alla curva del consumo di ossigeno durante l'esercizio.

Utilizzare il metodo trapezoidale per calcolare l'area sotto la curva. Infine, sottrarre il consumo di ossigeno di base dal consumo di ossigeno durante l'esercizio. Per calcolare il contributo del metabolismo anaerobico lattacido, la cinetica della curva post-esercizio deve essere adattata a un modello mono o biesponenziale.

Utilizzando i dati ottenuti ad ogni respiro, corretti per una curva mono-esponenziale e per una curva bi-esponenziale. Questo può essere eseguito con l'aiuto di un software matematico. Se l'esercizio che si sta studiando presenta un andamento della curva sconosciuto, allora entrambi i modelli, mono-esponenziale e bi-esponenziale, dovrebbero essere testati per verificare quale si adatti meglio ai propri dati.

A tal fine, utilizzare il software per generare gli aggiustamenti mono-esponenziali e bi-esponenziali. Nel modello migliore, la curva reale è più vicina alla curva interpolata. Utilizzando i dati della curva reale e della curva interpolata, calcolare il residuo del modello per ogni respiro.

Sottrarre il valore stimato dal valore reale ed elevare al quadrato il risultato. Dopo aver calcolato il residuo di ciascun punto della curva per entrambi gli aggiustamenti, mono ed esponenziale, verificare se i residui differiscono tra i modelli mediante l'utilizzo del test F. Il modello migliore è quello che produce il residuo più piccolo.

Se non c'è una differenza significativa tra i modelli, utilizzare il più semplice, ovvero quello mono-esponenziale. Infine, utilizzare i termini dell'equazione forniti dalla curva meglio adattata per calcolare il contributo del metabolismo elettrico. A titolo di esempio, questa è l'equazione per l'adattamento mono-esponenziale.

Utilizzare questi termini per calcolare il contributo elastico anaerobico con l'equazione seguente. L'ampiezza A deve essere divisa per 60, in modo che l'unità millilitri al minuto venga convertita in millilitri al secondo. Per calcolare il contributo del metabolismo lattacido e anaerobico, si assume che un millimole di lattato al di sopra dei valori a riposo corrisponda a tre millilitri di ossigeno consumati per chilogrammo di massa corporea.

Pertanto, il picco delta del lattato plasmatico, ovvero il lattato plasmatico massimo meno il lattato plasmatico a riposo, viene moltiplicato per tre e per la massa corporea dell'atleta. Il risultato in millilitri viene quindi convertito in litri e nell'equivalente energetico, assumendo che ogni litro di ossigeno corrisponda a 20,92 chilojoule. Infine, i risultati ottenuti da ciascun sistema vengono sommati, in modo da ottenere l'energia totale spesa durante l'esercizio e da poter calcolare il contributo relativo di ciascun sistema al totale.

Il metodo qui illustrato può essere utilizzato sia per esercizi continui che intermittenti. Il principale vantaggio del metodo è che può essere adattato ad esercizi e sport difficili da riprodurre e controllare in ambienti di laboratorio. Inoltre, questo è l'unico metodo disponibile in grado di stimare il contributo dei tre diversi sistemi energetici.

Pertanto, questo metodo consente lo studio delle risposte fisiologiche con una grande somiglianza alle situazioni reali, conferendo al presente studio la desiderabile validità ecologica. Ad esempio, partendo dal Beneficio L, si è confermato che la fonte principale di energia durante uno dei test anaerobici più utilizzati, il test anaerobico di Wingate, è il metabolismo anaerobico. Più precisamente, per il 50% glicolitico, il 30% atp-creatina e il 20% aerobico.

Studi recenti del nostro gruppo hanno inoltre caratterizzato i contributi energetici dell'arrampicata indoor, del canottaggio e del judo, come presentato in questo esempio. In effetti, la conoscenza del contributo energetico è fondamentale per lo sviluppo di strategie geniche, l'allenamento, il monitoraggio o persino per la validazione di un test.