Risposta emodinamica all'esercizio aerobico

A cura di Massimo Armeni

La prescrizione di esercizio fisico è una scienza ed un'arte al tempo stesso.
Bisogna valutare le condizioni psicofisiche del soggetto, cercare di percepirne le reali esigenze, e stilare un programma di condizionamento adeguato.
Oggettivamente l'esercizio svolto in regime essenzialmente aerobico viene prescritto - in modalità e quantità diverse - in tutte le palestre, centri di recupero funzionale o laboratori di fisiologia; obiettivamente, tale prescrizione risulta essere molto più complessa di quanto possa sembrare.
Il principale obiettivo dell'allenamento aerobico, o fitness cardiorespiratorio per quanto ci riguarda nello specifico, è quello di modificare ed incrementare i parametri emodinamici e cardiorespiratori, con un occhio di riguardo alla salvaguardia articolare.
La prescrizione di esercizio per un soggetto apparentemente sano ed uno malato è assai differente, viene modificata infatti in virtù della patologia riscontrata, sotto stretto controllo del fisiologo, del clinico dell'esercizio e del medico specialista.
In ogni caso, le nozioni emodinamiche e cardiorespiratorie fisiologiche sono identiche sia per chi si occupa di prescrizione di esercizio ad una persona apparentemente sana, sia per chi  se ne occupa per una persona portatrice di patologie.
E' ormai risaputo che l'inattività fisica rappresenta il principale fattore di rischio per l'instaurarsi di malattie cardiovascolari: regolari esercizi aerobici sono associati ad un miglioramento della stamina, ad una maggiore tolleranza alla fatica ed al miglioramento delle condizioni di vita giornaliere, nonché ad un miglioramento della composizione corporea; tutti questi cambiamenti sono provocati da una migliore risposta centrale o cardiaca all'esercizio.
Ma in che maniera avvengono queste modificazioni!?
In una persona che si accosta al fitness cardiorespiratorio i principali parametri da valutare - dando per scontata una buona conoscenza anatomo-fisiologica dell'apparato cardiovascolare - per un condizionamento emodinamico all'esercizio aerobico sono:

• Frequenza cardiaca
• Volume di colpo
• Output cardiaco
• a-VO2 diff
• Pressione sanguigna e flusso ematico
• Rate-Pressure Product
• Stress di parete

E ovviamente la VO2 max, già sapientemente esposta da Stefano nel volume I.S.S.A.

Frequenza Cardiaca (HR)

L'attività contrattile cardiaca si ripete numerose volte nell'unità di tempo di un minuto, e si divide in 2 fasi ben distinte, la sistole o fase contrattile, e la diastole o fase di rilascio.
Entrambe costituiscono il cosiddetto ciclo cardiaco.
Il numero di cicli, nell'unità di tempo, prende il nome di Frequenza Cardiaca o Heart Rate (HR) e si esprime in battiti al minuti (bpm).
L'HR contribuisce all'incremento del lavoro cardiaco durante esercizio acuto.
L'esercizio fisico svolto con regolarità induce una riduzione nella domanda di O2 al miocardio sia a riposo che durante l'esercizio, ed induce anche una riduzione nella HR a riposo di circa 10 bpm, causata presumibilmente da una condizionamento del Sistema Nervoso Autonomo.
Tuttavia, in soggetti non allenati, l'HR gioca un importante ruolo nell'incremento del lavoro cardiaco durante l'esercizio graduale.
Inoltre, la massima frequenza cardiaca (HR max) rimane invariata o decresce leggermente - da 3 a 10 bpm - dopo il condizionamento aerobico prolungato; quest'ultima modificazione è probabilmente attribuibile a due fattori adattativi: una ipertrofia cardiaca eccentrica causata dall'aumento della spessore della cavità ventricolare e il decremento dell'attività Simpatica.

Volume di colpo (Stroke Volume o gittata sistolica)

SV, il secondo fattore abitualmente utilizzato per determinare l'output cardiaco, incrementa durante l'esercizio secondariamente all'incremento del ritorno venoso (meccanismo di Frank-Starling) e  all'incremento dello stato contrattile (presumibilmente dovuto ad influenze neuro-ormonali).
L'esercizio aerobico eseguito con regolarità provoca una ipertrofia eccentrica cardiaca, in cui le pareti del cuore - soprattutto del ventricolo sinistro - aumentano di spessore e si allontanano dall'ideale centro geometrico della camera cardicaca, a causa dell'incremento del suo raggio, normalmente < 56 mm.
Ad esempio, il diametro in "End-Diastol"(fine-diastolico) del ventricolo sinistro in un soggetto allenato può arrivare a misurare 55mm, mentre nel soggetto inattivo può anche essere inferiore a 45 mm.
Nel soggetto condizionato la frazione di eiezione - percentuale di sangue effettivamente pompata in circolo, collocabile intorno al 70% - è maggiore rispetto al sedentario, ciò porta ad una diminuzione in HR, dato che la domanda di O2 al miocardio decresce nell'esercizio submassimale.
Tuttavia, l'incremento del volume di colpo causato da un allenamento cronico permette agli individui predisposti di esercitarsi ad una simile frequenza di lavoro assoluto ma con una minore HR, pertanto decresce la domanda di O2 al miocardio nell'esercizio sub-massimale.

Inoltre é da notare che l'incremento della frazione di eiezione  incrementa comunque relativamente poco, approssivamente del 5-10% durante un esercizio massimale.