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Apparato cardiovascolare
Gittata
,
frazione di espulsione, frequenza
cardiaca
La
gittata cardiaca
La quantità di sangue espulso da ogni ventricolo in un minuto è chiamata
gittata cardiaca (Q). Le gittate cardiache dei ventricoli destro e sinistro
sono esattamente le stesse; tuttavia il sangue del ventricolo sinistro
 viene
espulso con una forza maggiore di quella impiegata per espellere il sangue
dal ventricolo destro: infatti il sangue che esce da quest'ultimo compie un
tragitto minore andando ai polmoni e tornando al cuore, mentre il sangue
espulso dal ventricolo sinistro percorre tutto il resto del corpo prima di
tornare al cuore.
La
gittata cardiaca è il prodotto di due fattori. Uno è il battito cardiaco (HR
- Heart Rate), cioè il numero dei battiti per minuto (bpm). Il secondo è il
volume unitario (SV - Stroke Volume), cioè la quantità di sangue pompato da
ogni ventricolo per ogni battito. La quantità SV viene misurata in
millilitri (ml). Moltiplicando HR per SV si ottiene la gittata cardiaca
secondo la seguente formula:
Q=HR*SV
Per esempio se il battito cardiaco è di 60 bpm ed il cuore pompa 70 ml di
sangue per ogni battito, la gittata cardiaca sarà:
60
bpm * 70 ml/battito = 4200 ml/minuto
Per inciso, questo rappresenta il valore fisiologico della gittata cardiaca
a riposo.
La frazione di espulsione
La quantità di sangue
che riempie i ventricoli durante le diastole non sempre viene completamente
espulsa durante le sistole. La percentuale del sangue presente nel
ventricolo alla fine delle diastole e che viene successivamente espulso
durante la contrazione è chiamata frazione di espulsione. La frazione di
espulsione durante il riposo è pari al 50% circa; in fase di riposo la
necessità di ossigeno da parte delle cellule muscolari è minima, pertanto il
cuore riesce a fornire il fabbisogno di ossigeno con uno sforzo minimo. Ma
durante il lavoro, quando i muscoli richiedono una maggiore quantità di
ossigeno, il cuore reagisce svuotando il ventricolo durante la contrazione.
Così, durante l'esercizio la frazione di espulsione può aumentare fino al
100% del sangue presente nel ventricolo alla fine delle diastole.
L'importanza dell'aumento della frazione di espulsione, che comporta un
aumento dell'emissione cardiaca, sarà illustrato successivamente.
La frequenza cardiaca
La
frequenza cardiaca a riposo oscilla tra i 68 ed i 72 battiti per minuto.
Questo valore normalmente si riduce per coloro che si dedicano con
regolarità ad un'attività di tipo aerobico. Problemi ereditari e di età
rappresentano ulteriori fattori in grado di influenzare il battito cardiaco.
Una elevata capacità aerobica (ad esempio, l'essere in grado di mantenere a
lungo l'esecuzione di un esercizio fisico) può essere determinata
geneticamente; inoltre, durante il processo di invecchiamento la capacità
aerobica comincia a decrescere ad una velocità direttamente proporzionale al
calo del fitness. Ogni allievo può essere caratterizzato da un diverso
livello di fitness aerobico. Qualche volta è possibile organizzare classi
omogenee sulla base di tale livello (principiante, intermedio, avanzato).
Altre volte il gruppo includerà individui con diversi livelli di fitness
cardiorespiratorio. Infatti, anche se si cercherà di formare classi
specifiche basate su livelli di fitness il più possibile omogenei, non
sempre i partecipanti sono in grado di valutare il proprio livello. Il
compito dell'allenatore consiste nella scelta delle persone più in forma per
le lezioni più avanzate e, allo stesso tempo, nella costruzione di una
classe di base per i principianti con minore esperienza. L'allenatore deve
in ogni caso fare molta attenzione ai seguenti casi limite: 1) gli allievi
che frequentano le classi avanzate da diversi anni potrebbero essere
caricati a tal punto da spingersi troppo in là; 2) i principianti potrebbero
essere dotati di capacità cardiorespiratorie che non possono essere sforzate
troppo a lungo. Per mantenersi entro precisi limiti di sicurezza, bisogna
aiutare tutti i partecipanti a controllare il loro battito cardiaco durante
gli esercizi, in modo da non costringerli a sforzarsi troppo (o troppo
poco), allo scopo di raggiungere un livello ottimale e quindi benefico
dell'allenamento.
Per controllare l'aumento del carico di lavoro cui è sottoposto il cuore
durante un'attività fisica di livello elevato, gli allievi devono imparare
ad allenare il cuore in modo da fargli sopportare una mole di lavoro
progressivamente più alta con il procedere dell'allenamento. In questo modo
si fornisce al cuore il tempo di adattarsi a pompare più velocemente ed a
rifornire del quantitativo di sangue necessario le aree che ne hanno
bisogno.
L'obiettivo è di fare in modo che il cuore di ogni allievo sia in grado di
fronteggiare adeguatamente un aumento del carico di lavoro. Raggiungere un
fitness aerobico significa riuscire in questa progressione individuale
durante l'allenamento, ovvero dare al cuore ed ai polmoni il tempo di
adattarsi a sforzi ulteriori.
Poiché il battito cardiaco è un indicatore attendibile del livello dello
sforzo compiuto dal sistema cardiorespiratorio durante l'esercizio fisico,
nelle classi di aerobica è una operazione di routine la misura del battito
cardiaco; l'insegnante deve aiutare gli allievi a misurare la quantità di
lavoro eseguita mediante il controllo periodico del battito cardiaco. Si
raccomanda di eseguire tale controllo ogni 7-10 minuti (Gerson, 1985), in
modo che gli allievi sappiano se stanno eseguendo correttamente gli esercizi
e quindi traggano adeguati benefici dall'allenamento aerobico; se non stanno
lavorando con la giusta intensità, allora si deve intervenire con le dovute
correzioni.
Vediamo, allora, quale può essere un buon sistema per controllare la
frequenza del battito cardiaco in una classe di aerobica. Durante il primo
incontro, si deve insegnare ai partecipanti il metodo più corretto per
calcolare il proprio intervallo di allenamento della frequenza cardiaca (è
consigliabile effettuare tale operazione durante un incontro preliminare,
allo scopo di non perdere troppo tempo durante la lezione vera e propria).
Per questo scopo si consiglia anche di preparare dei brevi promemoria
contenenti le formule esposte qui di seguito e di utilizzare dei cartelloni
che aiutino ad esporre il significato dei vari calcoli. (La formula di
Karvonen è in genere utilizzata per calcolare l'intervallo di allenamento
della frequenza cardiaca in un soggetto adulto sano).
1.
220 - età = frequenza cardiaca massima
Il
numero 220 rappresenta una costante che indica i limiti anatomici e
fisiologici del cuore. Il valore dell'età viene sottratto poiché dopo i 25
anni la frequenza cardiaca massima comincia a diminuire progressivamente al
ritmo approssimativo di un battito ogni anno.
2.
Frequenza cardiaca massima - frequenza cardiaca a riposo = limite di
sicurezza della frequenza cardiaca
Dalla frequenza cardiaca massima si sottrae il valore della frequenza
cardiaca a riposo perché quest'ultima varia da individuo ad individuo a
causa di un differente grado di fitness e di altri fattori. Il momento
migliore per misurare la frequenza cardiaca a riposo è al mattino, prima di
alzarsi dal letto. Gli allievi che assumono farmaci devono chiedere al loro
medico se questi possono provocare alterazioni a carico della frequenza
cardiaca a riposo e\o durante gli esercizi (come, ad esempio, i trattamenti
farmacologici usati per il controllo dell'ipertensione).
3.
Limite di sicurezza del battito cardiaco * 0,65 (0,85)= 65% (85%) del limite
di sicurezza della frequenza cardiaca
Per sollecitare adeguatamente il sistema cardiorespiratorio, gli allievi
devono lavorare con una frequenza oscillante tra il 65% e l'85% del proprio
limite di sicurezza della frequenza cardiaca.
4.
Intervallo allenamento frequenza cardiaca: limite inferiore = 65% limite di
sicurezza del battito cardiaco + frequenza cardiaca a riposo limite
superiore = 85% limite di sicurezza del battito cardiaco + frequenza
cardiaca a riposo.
La
frequenza cardiaca a riposo viene nuovamente presa in considerazione a causa
delle differenze tra i vari individui. I valori sopra esposti rappresentano
l'intervallo di allenamento della frequenza cardiaca. Quando gli allievi
eseguono delle attività aerobiche, dovrebbero sforzarsi di mantenere la
propria frequenza cardiaca entro questi limiti: questo rappresenta un metodo
sufficientemente valido per raggiungere e mantenere un adeguato livello di
allenamento cardiorespiratorio. Se gli allievi riescono a rimanere entro
questi limiti, possono lavorare ininterrottamente per 20-30 minuti; oltre
questa soglia il livello massimale dello sforzo può essere mantenuto per
soli 10-15 minuti. II valore minimo dell'intervallo di allenamento della
frequenza cardiaca rappresenta un traguardo facilmente raggiungibile anche
dal principiante, mentre gli allievi dei corsi più avanzati dovrebbero
sforzarsi di arrivare al limite massimo. Come esempio, viene riportata la
sequenza dei calcoli necessari per determinare l'intervallo di allenamento
della frequenza cardiaca di una donna di venti anni con una frequenza
cardiaca a riposo di 74 battiti per minuto. 220 -20 (età) = 200 (frequenza
cardiaca massima) - 74 (frequenza cardiaca a riposo) = 126 (limite di
sicurezza della frequenza cardiaca). Ne consegue che l'intervallo di
allenamento della frequenza cardiaca durante l'esercizio dovrebbe oscillare
tra i seguenti valori minimo e massimo:
MIN =126 * 0,65 + 74 =155,9 MAX =126 * 0,85 + 74 =181,1
E'
bene sottolineare come l'esempio riportato sia relativo, nel limite massimo,
ad un lavoro prevalentemente aerobico (difficilmente raggiungibile a livello
aerobico). E' comunque di fondamentale importanza insegnare ai partecipanti
il modo con cui localizzare il battito cardiaco e contare le pulsazioni
cardiache nella maniera più corretta. E' abbastanza facile individuare il
battito delle arterie carotidee a livello del collo, lateralmente al pomo di
Adamo, seguendo la linea della trachea ed eseguendo una leggera pressione;
la pulsazione radiale, invece, può essere facilmente individuata sulla parte
anteriore del polso, a livello della base del pollice. In questi punti le
arterie si trovano immediatamente al di sotto dell'epidermide; ciò rende
facilmente percettibile il battito cardiaco utilizzando l'indice ed il medio
ed eseguendo una leggera pressione sulla pelle. E' bene far notare che una
pressione eccessiva potrebbe provocare un riflesso che rallenta il battito
cardiaco. Può essere utile che gli allievi si esercitino in tali tecniche
per più volte prima di effettuare una rilevazione vera e propria. Una volta
impostata la tecnica di rilevamento, l'insegnante deve concordare un comando
di facile comprensione (ad esempio, "prepararsi") per indicare che ci si
accinge a determinare la frequenza cardiaca. In questo momento è
fondamentale mantenere un certo movimento, anche se ridotto per poter
effettuare una rilevazione accurata: fermarsi bruscamente potrebbe provocare
un ristagno di sangue a livello dei vasi venosi degli arti (soprattutto gli
inferiori), con conseguente rallentamento del ritorno venoso al cuore e la
probabile insorgenza di qualche malessere (mal di testa, senso di
svenimento).
Con un altro comando (per esempio "via!" oppure "zero!") l'insegnante
stabilisce l'inizio del conteggio, assicurandosi che ogni partecipante alla
lezione conti ogni battito dal momento in cui viene dato il via fino al
termine del conteggio stesso. Per determinare la frequenza del battito
cardiaco al minuto, si può rilevare la frequenza per un tempo di 10 secondi
e moltiplicare il risultato per sei. E' indispensabile chiarire ai
partecipanti l'importanza di mantenersi entro i limiti di allenamento
aerobico. Gli allievi devono essere sicuri di svolgere un esercizio intenso
quanto basta, in modo che la stanchezza non prenda il sopravvento troppo
precocemente: una volta che si sia raggiunto un certo grado di dimestichezza
con l'esercizio, i partecipanti potranno misurare senza difficoltà il loro
livello di partecipazione all'attività aerobica.
Si deve insegnare ai partecipanti la giusta modalità di innalzamento del
battito cardiaco, per adattarlo ogni volta al livello di esecuzione
dell'esercizio. La frequenza cardiaca aumenta quando i movimenti o gli
esercizi coinvolgono sia la parte superiore che quella inferiore del corpo.
La frequenza cardiaca aumenta anche quando i movimenti sono eseguiti in
maniera abnorme, tra l'altro occupando materialmente più spazio. In altre
parole, un individuo che si allena ad un ritmo al di sotto della frequenza
cardiaca di allenamento aerobico (cosa non troppo frequente), può aumentare
l'intensità dell'esercizio sia muovendo contemporaneamente braccia e gambe,
sia effettuando l'esercizio con intensità maggiore. Una persona che si
allena mantenendosi al di sopra della frequenza cardiaca di allenamento
aerobico (cosa piuttosto comune) può correggersi agendo in maniera opposta:
eliminando, cioè, ogni movimento non necessario che coinvolga la parte
superiore del corpo ed eseguendo movimenti meno ampi. Allo stesso modo,
l'esecuzione può essere facilmente modificata passando gradatamente dalla
corsa alla camminata. Mantenendo costante il ritmo di allenamento, nel giro
di 6-8 settimane la frequenza cardiaca a riposo degli allievi comincerà a
diminuire a causa del processo di adattamento del sistema
cardiocircolatorio. All'inizio la frequenza cardiaca dei partecipanti
tenderà ad innalzarsi rapidamente in risposta all'allenamento; in seguito,
in concomitanza con l'aumento del grado di allenamento degli allievi,
occorrerà aumentare il carico di lavoro per ottenere e mantenere la
frequenza cardiaca di allenamento aerobico. Si consiglia la realizzazione di
poster sui quali siano descritte: la formula con cui si calcola la frequenza
cardiaca, le modalità con cui rilevare le proprie pulsazioni, gli
accorgimenti principali da prendere per aumentare o diminuire la frequenza
cardiaca. L'accuratezza con cui tali poster vengono disegnati può aggiungere
un tocco di vivacità e di colore al posto di allenamento. E' molto
importante, nella didattica, aiutarsi con i disegni; questi, infatti,
rappresentano per gli allievi una memoria permanente delle considerazioni
principali da tenere in mente per svolgere l'esercizio fisico in piena
sicurezza. |
