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La fatica: il suo significato riferito all’esercizio fisico

04/01/2011

 

di Claudio Ciapparelli [email protected]

La fatica può essere definita come uno stato di costrizioni fisiologiche e psicologiche che provocano una diminuzione delle prestazioni fisiche o mentali. Questo fenomeno può essere efficacemente valutato misurando il calo di forza sviluppata da un’unità neuromotoria in seguito a ripetute stimolazioni. Le sensazioni di affaticamento sono molto diverse quando si tratta di attività che portano all’esaurimento in prove delle durata di 45 – 60 secondi, come una corsa sui 400 metri, rispetto a quando l’attività richiede uno sforzo muscolare prolungato ed estenuante, come una maratona. La fatica che interessa l’atleta è una fatica immediata che colpisce individui sani, le cui origini sono identificabili ed è percepita come normale. Compare rapidamente, ed è di breve durata quando l’atleta si può riposare. Quindi ha un ruolo protettivo in quanto avverte l’individuo della necessità di recuperare. La maggior parte dei tentativi volti a definire i fattori determinanti della fatica si sono concentrati su:
- i sistemi energetici (ATP – PCr, glicolisi e ossidazione);
- l’accumulo dei metaboliti quali il lattato;
- il sistema nervoso;
- il venir meno del meccanismo contrattile della fibra muscolare.

Nessuno di questi fattori da solo può spiegare tutti gli aspetti della fatica. Per esempio, anche le capacità dei muscoli di produrre forza può ridursi quando viene a mancare la disponibilità di energia, ma i sistemi energetici non sono interamente responsabili di tutte le forme di fatica: le sensazioni di stanchezza che spesso si avvertono alla fine di una giornata di lavoro non hanno niente a che vedere con la disponibilità di ATP. L’esposizione delle conoscenze che sono state raccolte sugli effetti della fatica sul piano metabolico, neuroendocrino e comportamentale porta a porsi il problema della relazione da causa ed effetto tra i diversi agenti della fatica.
L’analisi delle condizioni in cui si determina la fatica porta al concetto di bilanciamento tra molteplici stress. Gli stress principali che sembrano concorrere nel determinare la fatica sono tre: il carico di lavoro fisico, lo stress psicologico, le alterazioni del ritmo sonno-veglia. Se si variano le percentuali  relative a ognuno di questi fattori si può ottenere lo stesso risultato. Gli elementi comuni di questi stress, probabilmente, sono la risposta endocrina e le modulazioni nei neuromediatori centrali. Oltre a basarsi su parametri fisiologici come il consumo di ossigeno, la frequenza cardiaca e il livello dei lattati, è possibile ricorrere a una valutazione soggettiva dell’intensità del lavoro quantizzando la sensazione di fatica. Con questo approccio, il soggetto valuta mediante una scala numerica l’intensità del lavoro in base alle sensazioni soggettive di fatica che questo evoca: è la scala di Borg, dal nome di colui che l’ha proposta. Più pesante e faticoso risulta il lavoro, maggiore è il punteggio indicato sulla scala. I valori della scala variano da un minimo di 6 a un massimo di 19. Un punteggio di 13-14 indica un lavoro abbastanza faticoso, cui corrisponde una frequenza cardiaca circa uguale al 70% della massima. Un valore di 11 corrisponde alla soglia del lattato per soggetti sia allenati che non. In genere, i soggetti imparano abbastanza rapidamente a tenere un carico di lavoro che corrisponde in modo abbastanza preciso a un determinato carico allenante, il che rende ragione del detto che è importante “ascoltare se stessi” durante il lavoro fisico.

Scala di percezione d'intensità dell'esercizio:
da 6 a  8   Estremamente leggero       
9 - 10    Molto leggero   
11 - 12 Abbastanza leggero
13 - 14  Piuttosto faticoso   
15 - 16  Faticoso   
17 - 18 Molto faticoso   
19   Estremamente faticoso

Si rammenti che l’acido lattico è sottoposto alla glicolisi anaerobica. Anche se molte persone ritengono che sia responsabile della fatica e dell’esaurimento in qualsiasi tipo di esercizio, l’acido lattico si accumula nella fibra muscolare solo durante un impegno muscolare relativamente breve e molto intenso. Il livello di acido lattico di una maratoneta alla fine della corsa, per esempio, può essere prossimo al livello di riposo, nonostante l’atleta sia esausto. In questo caso, la fatica dipende da un rifornimento inadeguato di energia, non da un eccesso di acido lattico. Le corse di velocità, il ciclismo e il nuoto comportano un accumulo di acido lattico rilevante. Ma non è la presenza di acido lattico in sé a causare la sensazione di fatica. Quando non è rimosso, l’acido si dissocia, convertendosi in lattato, e provoca un accumulo di ioni idrogeno. L’accumulo di H+ determina l’acidificazione muscolare, che porta a una condizione patologica denominata acidosi. Le attività di breve durata e di intensità elevata, come le prove di velocità nell’atletica e nel nuoto, interessano principalmente la glicolisi anaerobica e producono una quantità rilevante di lattato e di H+  nei muscoli. Per fortuna, le cellule e i fluidi corporei dispongono di sostanze tampone, il bicarbonato (HCO3) per esempio, che minimizzano l’effetto dirompente degli H+. Senza queste sostanze tampone, gli H+ potrebbero abbassare il pH fino a 1,5 circa, e distruggere le cellule. Le capacità tampone dell’organismo riescono a contenere la concentrazione di H+, persino durante le attività più impegnative; così il pH dei muscoli, il cui valore a riposo è di 7,1, non raggiunge valori inferiori a 6,6 – 6,4, in condizioni di prostrazione fisica. Tuttavia modificazioni del pH di tale entità hanno un effetto negativo nei processi di trasformazione dell’energia e sulla contrazione muscolare. Un pH intracellulare inferiore a 6,9 inibisce l’azione di un enzima glicolitico importante, la fosfofruttochinasi, abbassando così il tasso di glicolisi e di produzione di ATP. Con un pH di 6,4, l’azione degli H+ blocca la scissione del glicogeno determinando un rapido decremento dell’ATP, che porta all’esaurimento. Inoltre gli H+ possono prendere il posto del calcio all’interno della fibra, il che ostacola l’accoppiamento dei ponti trasversali di actina-miosina e fa diminuire la capacità contrattile del muscolo. Un pH muscolare basso costituisce il principale fattore limitante alla prestazione e la causa primaria della fatica, nel corso di prove massimali di durata superiore ai 20-30 secondi. Dopo una prova a velocità massimale, il restauro del pH muscolare ai valori precedenti l’esercizio richiede circa 30-35 minuti di recupero. Anche quando il pH torna a  un livello normale, può verificarsi che la concentrazione di lattato nel sangue e nei muscoli rimanga piuttosto elevata.

FREQUENZA CARDIACA
La misurazione della frequenza cardiaca (FC) è diventata molto popolare grazie alla comparsa sul mercato di nuove apparecchiature molto efficienti che possono essere utilizzate sia in allenamento che in gara. Il loro utilizzo, tuttavia, esige un minimo di conoscenze di fisiologia: che relazione esiste tra la FC e la potenza muscolare o la velocità di corsa? A cosa corrispondono la FC a riposo e la FCmax? Come utilizzare la FC in allenamento, durante il recupero e in gara? Esiste un rapporto tra FC e fatica? Possiamo considerare la frequenza cardiaca (FC) come indicatore dell’intensità di lavoro e quindi, in base al tipo di sforzo effettuato, è possibile metterla in relazione con le sensazioni soggettive, suscitate da un certo impegno fisico, che il nostro corpo ci invia sotto forma di fatica. Infatti durante uno sforzo fisico le pulsazioni del cuore aumentano per garantire un maggior apporto di sangue ai muscoli: tanto più lo sforzo è intenso, tanto più le pulsazioni salgono. Tuttavia, com’è logico pensare, esiste un limite oltre il quale la frequenza cardiaca non può subire ulteriori incrementi. La relazione FC/potenza muscolare o velocità di corsa, globalmente, è lineare. A ogni aumento della potenza corrisponde un aumento della FC. In alcuni sport (tiro al bersaglio, aviazione, automobilismo) questa relazione, però, non sempre è rispettata e l’aumento della FC può essere dovuto allo stress provocato dall’attività e non ad un aumento del carico di lavoro. Ciò è particolarmente visibile nelle zone poco intense d’esercizio, prossime allo stato di riposo, nelle quali la FC può variare ad 40 a 120 battiti/minuto senza relazione con un aumento delle richieste energetiche. Quando un esercizio diventa intenso e a un aumento della potenza muscolare non corrisponde un aumento della FC, si afferma che essa ha raggiunto il limite massimo. Tale limite è definito massima frequenza cardiaca (FCmax). La potenza o velocità a partire dalla quale la frequenza cardiaca non aumenta più viene definita massima potenza aerobica (MPA) o massima velocità aerobica (MVA).

Claudio Ciapparelli
Studente della Facoltà di Scienze Motorie presso l’Università degli Studi di Milano, lavora attualmente per StarPerformance nell’ambito del nuoto. Allenatore nuoto master della DDS e di Mozzate, allenatore triathlon ARC Busto Arsizio. Scrive su Triathlete, Correre, Professione Fitness e Fitmed online.

 

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