Due delle funzioni chiave del sistema cardiovascolare sono:
1. Trasportare nutrienti, ormoni, gas e rifiuti da e verso le nostre cellule.
2. Regolare la temperatura corporea e mantenere l’equilibrio dei fluidi corporei.
Quando facciamo esercizio, queste funzioni sono più richieste perché i muscoli che lavorano richiedono più ossigeno e nutrienti del normale, producono più prodotti di scarto e generano più calore.
Il grado di risposta cardiovascolare è determinato dalle richieste poste dallo stimolo dell’allenamento, maggiore è la richiesta maggiore è la risposta. Il sistema cardiovascolare è composto essenzialmente da due parti: il cuore (cardio) e i vasi sanguigni (vascolare). In questa pagina concentreremo la nostra attenzione sulle risposte del cuore all’esercizio.
- Risposta alla gittata cardiaca (Q), alla frequenza cardiaca (HR) e al volume di pressione (SV):
- Quanto in alto può andare la frequenza cardiaca prima di raggiungere la sua frequenza massima?
- Frequenza cardiaca e intensità dell’esercizio
- Risposta della frequenza cardiaca all’allenamento aerobico
- Risposta della frequenza cardiaca all’allenamento anaerobico
Risposta alla gittata cardiaca (Q), alla frequenza cardiaca (HR) e al volume di pressione (SV):
La gittata cardiaca si riferisce alla quantità totale di sangue che viene espulsa dal cuore e viene solitamente misurata in litri al minuto. La frequenza cardiaca si riferisce alla frequenza dei battiti del cuore e viene misurata al minuto. Il volume della corsa si riferisce alla quantità di sangue che viene espulsa dal cuore ad ogni battito. Quindi la gittata cardiaca è semplicemente il prodotto della frequenza cardiaca e del volume della corsa.
La frequenza cardiaca aumenta in modo lineare all’aumentare dell’intensità dell’esercizio. Questo è illustrato nel grafico adiacente, che mostra come la frequenza cardiaca (in battiti al minuto – bpm) aumenta per soddisfare le richieste incrementali di camminare, fare jogging e correre.
Va anche notato che la frequenza cardiaca inizia a salire prima di qualsiasi tipo di esercizio – il solo pensiero dell’esercizio è sufficiente per innescare una risposta della frequenza cardiaca.
Questa risposta iniziale serve semplicemente a preparare il corpo per l’attività ed è controllata dalla divisione simpatica del sistema nervoso autonomo (involontario).
Anche il volume dell’ictus aumenta quando una persona inizia a fare esercizio e continua ad aumentare con l’aumentare dell’intensità dell’attività. Questo è mostrato nel grafico adiacente del volume di corsa come gli aumenti tra la posizione eretta, la camminata e il jogging. Questo aumento è dovuto principalmente a un maggior volume di sangue che ritorna al cuore.
Si noterà anche che i volumi di corsa sono più alti quando si è sdraiati e, in misura minore, seduti, rispetto alla posizione eretta. Questo perché è molto più facile per il sangue tornare e riempire il cuore quando una persona è sdraiata e seduta, perché l’effetto della gravità sul flusso di sangue non è così grande quando in queste posizioni.
L’aumento del volume dell’ictus continua però solo fino a un certo punto. Una volta che l’intensità dell’esercizio supera il 50-60% della frequenza cardiaca massima di un individuo, il suo volume di flusso cessa di aumentare, come mostrato nel grafico come i volumi di flusso simili per il jogging e la corsa.
Questo è principalmente perché l’aumento della frequenza cardiaca che si è verificato non permette al cuore di riempirsi più tra un battito e l’altro.
La potenza cardiaca aumenta in modo lineare all’aumentare dell’intensità dell’esercizio, fino al punto di esaurimento. Ciò avviene come conseguenza diretta delle risposte della frequenza cardiaca e del volume dell’ictus all’intensità dell’esercizio.
L’aumento della gittata cardiaca a intensità fino al 50-60% della frequenza cardiaca massima di una persona è attribuibile all’aumento della frequenza cardiaca e del volume dell’ictus.
Quando l’intensità dell’esercizio supera il 60% della frequenza cardiaca massima di una persona, l’aumento della gittata cardiaca è attribuibile esclusivamente all’aumento della frequenza cardiaca.
Quanto in alto può andare la frequenza cardiaca prima di raggiungere la sua frequenza massima?
C’è una facile formula comunemente usata nel settore del fitness per stimare la frequenza cardiaca massima di una persona (HR Max).
La frequenza cardiaca massima è mostrata nel grafico adiacente. Si vede che la frequenza cardiaca aumenta in modo lineare all’aumentare dell’intensità (la velocità del tapis roulant in questo caso) fino a un punto (circa 185 bpm sul grafico) in cui viene raggiunta la FC max e non aumenta più.
L’intensità richiesta per raggiungere la frequenza cardiaca massima è relativa per tutte le persone. Per esempio, una persona non in forma può raggiungere la sua FC max facendo jogging a 8km/h, mentre una persona in forma può raggiungere la sua FC max correndo a 20km/h.
È importante tenerlo a mente quando si progettano i programmi per i clienti – quello che può sembrare un’intensità facile per te (ad esempio fare jogging a 10km/h su un tapis roulant) potrebbe letteralmente ‘uccidere’ qualcuno nuovo all’esercizio!
Frequenza cardiaca e intensità dell’esercizio
Perché la frequenza cardiaca (e l’intensità richiesta per raggiungere una certa frequenza cardiaca) varia così tanto da persona a persona, molti allenatori usano la scala “Rating of Perceived Exertion” (RPE) per misurare e impostare l’intensità dell’esercizio con i clienti.
La scala RPE (mostrata qui a fianco) è una semplice scala da 1 a 10 in cui il cliente valuta l’intensità dell’esercizio in base a quanto gli sembra difficile.
Se tu volessi portare un nuovo cliente non allenato a un allenamento in bicicletta di intensità medio-bassa e lui valutasse l’allenamento a 7, ciò indicherebbe che hai superato l’intensità che avevi pianificato (e potrebbe anche aver superato la capacità del tuo cliente di affrontarlo)!
La scala RPE è un modo semplice e “client friendly” di misurare l’intensità in base al feedback del cliente e fornire indicazioni ai clienti per quanto riguarda l’intensità a cui dovrebbero allenarsi.
Quale direzione pensi che un cliente troverebbe più facile da capire – ‘fai jogging a un’intensità di 3/10 che senti come ‘leggera’ per 30 minuti’, o ‘fai jogging a un punto in cui la tua frequenza cardiaca è tra 120-135 bpm per 30 minuti’?
Risposta della frequenza cardiaca all’allenamento aerobico
Se l’intensità dell’esercizio rimane costante (cioè 50% della frequenza cardiaca massima di una persona, o un RPE di 5 per tutta la durata dell’esercizio), allora la frequenza cardiaca aumenterà fino a raggiungere il cosiddetto ‘stato stazionario’, dove rimane relativamente costante mentre il sistema cardiovascolare soddisfa le richieste poste dall’esercizio.
Lo steady state è illustrato nel grafico adiacente nel punto in cui la frequenza cardiaca si appiattisce dopo un aumento iniziale nei primi minuti di esercizio. Per raggiungere e mantenere lo stato stazionario, l’intensità dell’esercizio deve rimanere costante.
Il grafico mostra anche come la frequenza cardiaca ritorna ai livelli di riposo dopo la fine dell’esercizio. Più intenso è l’esercizio, più tempo ci vorrà perché la frequenza cardiaca ritorni alla sua frequenza di riposo.
Se l’intensità dell’esercizio fluttua, anche la frequenza cardiaca fluttuerà. Lo vediamo quando periodi di lavoro di esercizio ad alta intensità sono intervallati da periodi di esercizio a bassa intensità. Come l’intensità aumenta, così fa la frequenza cardiaca e come l’intensità diminuisce, così fa la frequenza cardiaca.
Il seguente grafico mostra come la frequenza cardiaca di una persona fluttua durante una corsa di 11 miglia che comprende una varietà di terreno.
Si noterà che al punto di 4,5 miglia il corridore ha aumentato significativamente la sua velocità con conseguente aumento della frequenza cardiaca. I cali della frequenza cardiaca si riferiscono alla riduzione del ritmo e alle parti più facili (in discesa) della corsa.
Risposta della frequenza cardiaca all’allenamento anaerobico
L’allenamento per la forza, la velocità e la potenza si concentra sull’energia proveniente dal sistema energetico anaerobico.
I periodi di lavoro, o ‘set’ sono tipicamente brevi (5 – 30 secondi), l’intensità è molto alta (8-10/10 RPE) e i periodi di riposo sono lunghi in confronto (≥ 2-3 minuti).
A causa del breve periodo di lavoro e l’uso di energia dalle vie anaerobiche, le frequenze cardiache non aumentano significativamente e quindi mostrano solo aumenti moderati durante ogni periodo di lavoro.
Tornano anche a livelli vicini a quelli di riposo durante ogni periodo di riposo e tornano a livelli normali entro pochi minuti dopo la cessazione dell’allenamento.
Con questi tipi di allenamento il sistema cardiovascolare funziona in gran parte per rifornire i sistemi energetici anaerobici e come tale è solo minimamente stimolato.
La risposta della frequenza cardiaca diventa maggiore man mano che la durata di ogni periodo di lavoro/set aumenta (≥ 30 secondi) e o il periodo di recupero si riduce (≤ 1 minuto).
Lo vediamo con l’allenamento per l’ipertrofia muscolare, la resistenza muscolare e il fitness anaerobico in particolare, dove c’è una maggiore richiesta del sistema cardiovascolare per rimuovere l’accumulo di prodotti di scarto (CO2 e lattato).
Durante questi tipi di allenamento le frequenze cardiache aumentano e raggiungono il picco alla fine di ogni periodo di lavoro/set.
I picchi saranno maggiori per gli allenamenti orientati alla resistenza muscolare e alla forma anaerobica (periodi di lavoro più lunghi e meno tempo di recupero tra ogni periodo/set di lavoro).
Come c’è meno tempo di recupero tra i periodi di lavoro/set con l’allenamento di resistenza muscolare e fitness anaerobico, le frequenze cardiache tendono ad aumentare in modo incrementale durante l’allenamento, oltre ad avere picchi alla fine di ogni set.
A causa di questo ci vuole più tempo (20-40 minuti) per la frequenza cardiaca e il volume di corsa per tornare ai normali livelli di riposo alla fine dell’allenamento.
Questo è dovuto a una maggiore richiesta al sistema cardiovascolare di smistare maggiori quantità di sangue dai muscoli che lavorano, restituire il sangue agli organi vitali ed eliminare l’accumulo di prodotti di scarto (lattato & CO2).
Questa elevazione prolungata della frequenza cardiaca dopo l’esercizio è nota come ‘EPOC’ (consumo eccessivo di ossigeno post-esercizio). La frequenza cardiaca rimane essenzialmente elevata più a lungo dopo questi tipi di allenamento per metabolizzare il lattato che si è accumulato e riportare il corpo all’omeostasi.
C’è un ulteriore vantaggio con l’esercizio che fa sì che la frequenza cardiaca rimanga elevata più a lungo, di conseguenza vengono bruciate più calorie.
Così un allenamento di ipertrofia muscolare e in misura maggiore di resistenza muscolare e di fitness anaerobico può essere considerato l’allenamento che continua a dare anche dopo che è finito – e sono certamente utili per coloro che vogliono sbarazzarsi delle riserve di grasso indesiderate!