Il sistema cardiovascolare

I polmoni

I polmoni e l’apparato respiratorio – Durante un esercizio aerobico la ventilazione polmonare aumenta anche di 20 volte rispetto al valore a riposo. Questo è dovuto ad un aumento della frequenza respiratoria (fino a 50 volte al minuto) e del volume corrente (che può raggiungere i 3 litri).
il lavoro respiratorio viene effettuato per il 65% dal diaframma, e per il resto dai muscoli intercostali esterni.
A riposo si respira prevalentemente col naso, mentre sotto sforzo si passa ad una respirazione oronasale (dalla bocca), caratterizzata da una minore resistenza delle vie aeree.
Esistono casi in cui è proprio la ventilazione ad essere il fattore limitante della prestazione atletica.
Questo avviene quando l’incremento del consumo di ossigeno dovuto ai muscoli respiratori è superiore all’incremento di ventilazione ottenuto.
Questo non avviene di norma se non in condizioni particolari quali ad altissime quote (minima pressione parziale di ossigeno che costringe ad un alto numero di atti respiratori per poter inalare una minima quantità di ossigeno) o ad altissima profondità (aumento della viscosità dell’aria e conseguentemente della resistenza delle vie aeree).
L’allenamento permette di migliorare l’efficacia degli scambi gassosi, pertanto un atleta avrà bisogno di minore ventilazione che non un sedentario, a parità di ossigeno consumato.

In parte ciò dipende dalla minore produzione di acido lattico da parte dell’individuo allenato, in parte dall’adattamento all’esercizio e all’autocontrollo, che permettono di limitare gli atti respiratori a quelli realmente necessari, senza sprecare energie.
L’allenamento non sembra invece influire significativamente sul volume polmonare (questo in genere diminuisce inesorabilmente con l’età) o su altri fattori quali la capacità di diffusione (cioè di scambiare ossigeno tra l’aria e il sangue).

Il cuore e l’apparato cardiovascolare

Il Cuore

Il cuore è la pompa che mantiene in movimento la massa ematica (il sangue), e che quindi permette il trasporto dell’emoglobina carica di ossigeno dai polmoni agli organi periferici e quindi ai muscoli.
L’allenamento ha tra i suoi primi effetti proprio un aumento della concentrazione emoglobinica e dell’ematocrito nonché della massa ematica in genere.
Il cuore è un muscolo essenzialmente aerobico, che utilizza per il suo funzionamento essenzialmente acidi grassi liberi, trigliceridi, glucosio e lattato. Solo in condizioni anossiche (tipicamente durante un infarto) il cuore produce acido lattico.
Sotto sforzo la frequenza cardiaca aumenta sino a 3 volte il valore a riposo, la gettata sistolica può anche radoppiare e la pressione arteriosa aumenta del 15%, comportando un aumento del lavoro del cuore sino a 6 volte il valore a riposo.
Durante lo sforzo, per ottimizzare il flusso del sangue verso i muscoli impegnati, il nostro organismo provvede una vasocostrizione a livello degli organi addominali e renali e nei muscoli meno attivi.
Questo consente sostanzialmente di mantenere quasi costante la pressione arteriosa (come si è detto circa il 15%).
L’aumento della gettata cardiaca è resa possibile dalla autoregolazione del cuore (aumentano il ritmo e la forza delle contrazioni) e dalla vasodilatazione dei muscoli interessati allo sforzo.
E’ importante notare che il lavoro muscolare “statico” (come il sollevamento pesi o la ginnastica isometrica) comporta una maggiore attività cardiaca rispetto ad un esercizio di egual livello energetico ma di tipo dinamico.
Gli effetti dell’allenamento sul cuore comportano un aumento della massima gettata cardiaca, del massimo volume sistolico e della massima differenza artero-venosa mentre non varia (o diminuisce leggermente) la massima frequenza cardiaca.

Tali effetti si evidenziano anche dopo un breve periodo di allenamento (bastano 3 settimane) così come recedono in breve tempo in caso di riposo forzato a letto.
L’allenamento comporta sempre un aumento della massa del miocardio, con la differenza che mentre l’allenamento di fondo non comporta modifiche dello spessore della parete ventricolare, l’allenamento isometrico, a causa dell’aumentato valore pressorio, conduce ad un incremento notevole dello spessore della parete del ventricolo sinistro.
E’ importante notare che l’ipertrofia cardiaca conseguente all’allenamento è normalmente moderata, e ben inferiore a quanto avviene in condizioni patologiche (malattie valvolari).