La locandina

Come evolve il VO2 durante gli 800 metri?
Di C. Hanon, C. Thomas, JM Le Chevalier, B. Gajer, H. Vandewalle
Abstract
Lo scopo di questo esperimento era di esaminare l’evoluzione dei parametri ventilatori durante gli 800
metri quando gli 800 metri vengono realizzati in conformità al seguente modello competitivo: partenza
veloce e diminuzione della velocità nei 100 metri finali. Finora sono stati proposti soltanto studi
riguardanti esercizi sopramassimali realizzati a potenza costante. I nostri risultati indicano che, in
relazione al VO2, gli 800 metri possono essere distinti in 3 diverse fasi.
1) durante i primi 315 metri, il VO2 aumenta gradualmente per raggiungere Il VO2max;
2) durante i 215 metri che seguono o fino ai 530 metri, il VO2max viene mantenuto e infine
3) durante gli ultimi 270 metri, VO2 decresce gradualmente per raggiungere l’80% del VO2max alla fine
della corsa.
Sembra quindi che il fatto di partire più velocemente della velocità media di corsa permetta di
raggiungere il VO2max e questo più velocemente. Sembra anche che contemporaneamente alla
diminuzione della velocità si possa osservare la diminuzione del VO2 nella parte finale della corsa.
I. Introduzione
Per rispondere a questa domanda, è stato necessario, finora, sia esaminare i rari studi compiuti sul
tapis roulant ad alte velocità, che consultare i risultati di prove eseguite usando il cicloergometro. In
entrambi i casi, permane una notevole disparità riguardo agli 800metri: o l’esercizio viene realizzato a
potenza costante, o non si riferisce alla specifica azione di corsa. Il progresso tecnologico e la
miniaturizzazione degli strumenti atti a registrare il consumo di ossigeno permettono di risolvere
questi due problemi, di testare l’evoluzione del VO2 nella corsa secondo le caratteristiche degli 800
metri.
II. Gli 800 metri
Nota bene: è possibile notare che tutti gli 800 metri corsi con l’intenzione di realizzare una prestazione
cronometrica, vengono realizzati secondo un modello comune (per i dettagli, consultare il libro “ Gli 800
metri, analisi descrittiva e allenamento” di Gajer et al. 2000). Questo modello anticipa il fatto che la
corsa non si basa sulla regolarità della velocità, ma al contrario, su una partenza veloce, seguita da un
plateau di 500 metri e da una diminuzione della velocità nei 100 metri finali. Si è notato che questa
diminuzione è marcata anche nei corridori di élite e che questo profilo di evoluzione della velocità si
verifica in altre discipline (in particolare, nel chilometro con partenza da fermo nel ciclismo, e nei 500m
col kayak). Il nostro studio si basa, perciò, su questo modello cronometrico per impostare la velocità di
corsa degli atleti partecipanti.
V
e
l
o
c
i
t
à
1.
2.
3.
4.
8.5
800<1’49’’
1’49’’<800>1’51’’
1’51’’<800>1’53’’
1’53’’<800>1’58’’
8.0
7.5
7.0
6.5
m
6.0
/
s 5.5
e
c
100
200
300
400
500
600
700
800
Fig. 1-L’evoluzione della velocità durante gli 800m secondo il livello della prestazione. Secondo
Gajer e al. 2000.
III. Le domande
Il valore del VO2 viene determinato durante il test progressivo eseguito in pista (test TUB2). Questo
valore sarà confrontato con il valore del VO2 massimale registrato durante gli 800m, che chiameremo
VO2 800.
Il nostro esperimento mira a descrivere l’evoluzione del VO2 durante il test. E’ possibile distinguere tra
tre domande:
1-Il valore di VO2800 corrisponde al valore VO2max? In altre parole, si raggiunge il VO2max durante
gli 800 metri?
2-Se sì ,in quale fase?
3-Se sì, si mantiene il VO2max fino alla fine degli 800 metri?
III.1-Si raggiunge il VO2max durante gli 800 metri?
Secondo Astrand e Rodhal (1994), “ un esercizio della durata di un minuto o anche meno può
coinvolgere, in modo massimale , il sistema di trasporto dell’ossigeno”.
Gastin e Lawson (1994), Granier (1995) lo dimostrarono durante i test alla massima intensità eseguiti
con la bicicletta ergometrica e anche Billat et al. (2000 ) per gli esercizi di corsa eseguiti fino al 120%
del VO2max, a esaurimento.
D’altra parte, secondo Heugas et al.(1995), il VO2max non viene raggiunto nella corsa sul tapis roulant
per un esercizio eseguito al 130% del VO2max per circa 1’30’’. Per quel che riguarda gli 800 metri,
Spencer et al. (1996) e Spencer e Gastin (2001) simularono una corsa di 800m sul tapis roulant e
mostrarono che gli atleti non raggiungevano il VO2max in queste condizioni. Si noti che questi studi
compiuti a potenza costante, furono eseguiti solo al 112 e 113% della MAS (Massima Velocità Aerobica),
mentre secondo Lacour (1990), per un 800m a livello nazionale si raggiunge il 120% della MAS.
III.2–In quale momento si raggiunge il VO2800 o il VO2max?
Secondo Margaria e al. 1965 , il VO2max si raggiunge più velocemente con l’esercizio intensivo. Gli
studi condotti in questo campo hanno presentato risultati che differiscono a seconda che l’esercizio sia
realizzato a potenza costante oppure no.
Così su un cicloergometro (Withers et al. 1991), o in un kayak (Zamparo et al. 1999), la potenza
dell’esercizio è maggiore, all’inizio dell’esercizio, della potenza media dell’esercizio. Questo potrebbe
spiegare un più veloce adeguamento del consumo di ossigeno. Invece nello studio di Nummela e Rusko
(1995), la potenza dell’esercizio nella corsa sul tapis roulant è costante. Gli atleti in questo studio
raggiunsero un VO2 uguale al 79% del VO2max alla fine del test.
Così, può essere interessante guardare alla corsa degli 800m nella sua realtà, in cui la partenza è più
veloce della velocità media di corsa per determinare in quale momento si raggiunge il picco del VO2.
III.3-Si mantiene il VO2800 o il VO2max durante gli 800 metri?
Non si conoscono studi che offrano un supporto a questa domanda. E’ più l’osservazione del procedere
della corsa che ci porta ad avanzare questa ipotesi. Gli atleti rallentano alla fine degli 800m ma la
velocità alla fine della corsa resta superiore alla MAS. Alcuni ricercatori prima di noi, tra i quali Pérey e
Candeau (1999) sono riusciti a notare la diminuzione dei VO2 alla fine di test a esaurimento realizzati al
95% del VO2max. Dato che gli 800m sono indubbiamente un evento esaustivo, è possibile porsi la
domanda: il VO2 800 si mantiene fino alla fine della gara?
IV-Programma (disegno) sperimentale
Il protocollo viene stabilito da due diversi test: un test per determinare il VO2max in pista e un test
per determinare il VO2800.
IV.1-Il test per determinare il VO2max in pista
Questo test si chiama Test dell’Università di Bordeaux II (TUB II) secondo Cazorla e Léger (1993). Gli
atleti sono forniti di un monitor per la frequenza cardiaca e di un K4 (un analizzatore portatile di gas).
Il test consiste nel correre in pista, con marcatori ogni 25 metri, per una serie di fasi ognuna della
durata di 3 minuti, cominciando a 14 km h¯¹ e aumentando di 2 kmh¯¹ fino a 18 km h¯¹, poi di 1 km h¯¹
a velocità maggiori. Queste fasi sono separate da un minuto di recupero per consentire di fare un
prelievo di sangue. Ad ogni fase , gli atleti dovrebbero tenere la velocità imposta da un apparecchio
radio a segnali sonori (che sostituisce la tradizionale cassetta). Il test viene fermato quando gli atleti
non sono più in grado di tenere il ritmo imposto dai segnali e non sono capaci di raggiungere la linea al
segnale.
IV.2- Gli 800 metri
Agli atleti si chiede di fare un normale riscaldamento (jogging, stiramenti, esercizi di mobilità, allunghi
–straight lines-), e ogni atleta fa esattamente lo stesso riscaldamento. Segue un intervallo di 4 minuti.
Il materiale viene indossato gradualmente durante il riscaldamento. Per ogni corridore, la velocità è
predeterminata per i primi 350 metri di corsa secondo il modello di corsa descritto da Gajer e al.
(2000) e modulata con l’atleta e con l’allenatore a seconda della forma fisica e delle caratteristiche del
corridore. Un fischio ogni 50 metri, sulla base dei tempi stabiliti, permette all’atleta di adeguarvisi.
Uno sperimentatore in bicicletta segue e incoraggia l’atleta. I prelievi di sangue sono eseguiti alla fine
del riscaldamento, alla fine del test e 3, 5, 7, e 10 minuti dopo gli 800 metri. Tutti i test sono filmati in
modo da determinare, a posteriori, la velocità esatta.
IV.3 – Modalità di trattamento dei risultati
Calcolo della MAS sulla pista
Durante il test progressivo TUB2, la velocità tenuta nell’ultima fase portata a termine completamente
dal corridore può essere considerata la MAS ‘pura’ (raw=grezza), dato che l’energia dell’ultimo stadio
cominciato ma non portato a termine è fornita dal metabolismo anaerobico.
Calcolo delle MAS in rapporto alla spesa energetica
Secondo Lacour (1990) , la MAS è uguale al rapporto della differenza tra VO2max e VO2 a riposo–nel
riposo scelto arbitrariamente uguale a 5ml kg¯¹ min¯¹-e il costo energetico (coefficiente guida di
regressione del lato destro tra 02 e la velocità). E’ questo valore MAS che viene usato nell’espressione
relativa (MAS) dalla velocità durante gli 800 metri.
Espressione dei risultati ottenuti durante gli 800 metri
Trattamento dei diversi dati
Dato che le prestazioni cronometriche degli atleti durante gli 800 metri sono abbastanza diverse,
abbiamo normalizzato i risultati per rendere l’approccio omogeneo. Per mezzo dei tempi di passaggio
per ogni 25 metri, abbiamo ridefinito le curve a seconda della distanza che permette di ottenere lo
stesso numero di punti (33) e una normalizzazione chiarisce ogni parametro di tutti gli Atleti.
V. Risultati
V1. Caratteristiche fisiologiche dei soggetti durante il test di determinazione del VO2max
a. Analisi del test TUB2
I valori dei parametri morfologici e fisiologici (VO2max, HRmax, VEmax, MAS-come descritta prima,Lattacidemia massimale) misurati durante il test progressivo TUB2, sono indicati nella tabella 1.
VO2max TUB2
VEmax
FC max
MAS(km h¯¹)
Lattacidemia max
(mlO2min¯¹kg¯¹)
(l min¯¹)
(batt min¯¹)
(mmol l¯¹)
66,3±2,3
129,2±11,5
187±12,7
19,2±0,5
10,6±2,5
Tab. 1-Media e deviazioni standard dei parametri determinati durante il test progressivo TUB2
Prestazioni
realizzate
120±3,4
Velocità media durante gli 800m
Km h¯¹
% della MAS calcolata
23,9±0,7
123,9±5,8
Tab. 2- Sommario delle velocità e delle prestazioni realizzate
I criteri di determinazione del VO2max sono rispettati per la durata del test per tutti i soggetti. Il
livello delle caratteristiche fisiologiche di questo gruppo è rappresentativo di una popolazione di
corridori di mezzofondo veloce ben allenati.
b. Analisi del test supramassimale
Velocità e prestazioni realizzate durante gli 800 metri.
2. Risultati dei diversi parametri misurati durante gli 800m
Nella figura 2, si osserva che la cinetica del VO2 si divide in tre parti: una fase di inerzia precede una
situazione stabile del VO2
90
Evoluzione del VO2 durante gli 800m
80
2° giro
Stabilità
Decremento
VO2max
60
70
Inerzia
50
VO2=82,7±9,3%
del VO2max
40
30
VO2 (mlO2/min/kg)
1° giro
0
100
200
300
400
45’’±10,6
500
600
700
800
78’’±14,4
316m ±74,9
t/sec
535m±104,9
d/metri
C.Hanon e al. 2002, modificato
Evoluzione della velocità durante gli 800m
Velocità
(km/h)
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
Velocità aerobica massima
0
100
200
300
400
500
Fig.2-Evoluzione del VO2 e della velocità durante gli 800m
600
700
800
Distanza (m)
C.Hanon e al.2002, modificato
1-Prima fase: inerzia del VO2
Dal test, il VO2 è 15,9±4,8 ml min¯¹kg¯¹. Dopo 45s±10,6 di esercizio (cioè 316m±74,9 metri), il VO2 si
stabilizza a un valore medio di 68,1±5,4 ml min¯¹kg¯¹. Guardando la Figura 1, si osserva che la velocità
durante gli 800m non è regolare. Così, dopo 75m di corsa la velocità raggiunge un picco di 27,3±1,2 km
h¯¹, decisamente superiore alla velocità media del test (23,9±0,7 km h¯¹ è 120,8±3,8% del
VO2maxTUB2). Comunque l’analisi 100m a 100m indica che sono i secondi 100m ad essere i più veloci.
2-seconda fase: condizione stabile del VO2
La media del valore del picco–in condizione stabile-del VO2 in condizione di stabilità non è molto diverso
(p > 0,05) da quello misurato durante il TUB2 (66,3±2,3ml02 min¯¹ kg¯¹). Durante questo esperimento,
tutti i soggetti raggiunsero il loro livello VO2 massimale. Secondo le tabelle 3 e 4, questa condizione
stabile del VO2 si osserva tra i 45±10,6 e 78±14,4 secondi, ossia tra 316±74,9 e 535±104,9 metri, che
corrisponde a una durata di 33s±5,7, cioè 219m±40,5 metri. La velocità media a livello di questo plateau
ammonta a 24±0,5 km h¯¹, Questo valore corrisponde a 124,4±5,8% della MAS.
Terza fase: diminuzione del O2
Secondo le tabelle 3 e 4, la diminuzione del VO2 comincia a 78±14,4 secondi, ossia 535±104,9 metri,
dura 43,1s±16,8, cioè 265±104 metri. Il valore del VO2 alla fine degli 800m cade a 54,5±7,1 ml 02 min¯¹
kg¯¹, che corrisponde a 82,7±9,3 % del VO2maxTUB2. Questo rappresenta una diminuzione del 20,6±7
%. Inoltre, il valore medio del VO2max in condizione stabile è significativamente differente (p< 0,001)
da quello misurato alla fine degli 800m (54,5+7,1ml min¯¹kg¯¹). Quest’ultimo valore è statisticamente
più basso di quello del TUB2 (p<0,001). La velocità diminuisce gradualmente per raggiungere non più di
21,6±1,8 km h¯¹ negli ultimi 25m, che rimane comunque superiore alla MAS (112,3±9,6 % della MAS).
Inoltre, non c’è correlazione (r < 0,7 ) tra la diminuzione del VO2 e il calo della velocità di tutti i
soggetti.
Perciò
Ø
Ø
Ø
in rapporto al VO2, gli 800m possono essere rappresentati da 3 diverse fasi:
per i primi 315m, il VO2 cresce gradualmente fino a raggiungere il VO2max
per i 215m successivi o fino a 530m, si mantiene il VO2max
per i 270m finali della corsa, VO2 decresce gradualmente per raggiungere l’80% del VO2max
alla fine della corsa.
Discussione
In questa discussione, saranno analizzati, prima, il raggiungimento del picco del VO2 e le sue modalità.
Poi, esamineremo in termini metodologici, fisiologici e cellulari le cause che probabilmente provocano la
diminuzione del VO2 che si verifica alla fine di questo test.
Valori del VO2max: durante questo esperimento, i nostri risultati suggeriscono che il soggetto
raggiunge il VO2max con un valore medio del picco di 69±8,6 ml min¯¹kg¯¹. Questo valore non è molto
diverso da quello misurato col TUB2 (66,3±2,3 ml min¯¹kg¯¹), e corrisponde al loro livello.
Inerzia del VO2: il valore del VO2max dopo 45±10,6 secondi conferma le ipotesi proposte da Lacour e
al, (1990). D’altra parte, esse non confermano quelle proposte da Spencer e Gastin (2001) e quelle di
Spencer e al. (1996), che sostengono che soltanto il 90% del VO2max viene raggiunto durante gli 800m
sul tapis roulant. Questa differenza tra i nostri risultati e quelli di questi autori può essere spiegata
dalla distribuzione ritmica della corsa (partenza più veloce), che dovrebbe contribuire ad accelerare la
cinetica dell’adattamento del VO2 ed è riportata nei lavori di Astrand e Saltin (1961) e Margaria e al.
(1965), tra gli altri.
Comunque, dopo la fase di inerzia e la condizione stabile del VO2, durante il presente studio, si
evidenzia una terza fase della cinetica dell’O2. Questa fase è presente per tutti gli atleti ed è
caratterizzata da una significativa diminuzione di O2 (p <0,05), che discuteremo subito.
VO2: per tutti i soggetti, VO2 decresce di 20,6±7% molto lentamente e in misura significativa (p<0,05)
da 78±14,4 secondi (che è 535+104,9m), a un valore più basso (54,5±7,1 ml02min¯¹kg¯¹), che è più
basso del VO2max (p<0,001). L’osservazione di questo calo contraddice la maggior parte dei risultati
incontrati nella letteratura. Cionondimeno, alcuni autori, tra cui Numella e Rusko (1995) per i 400m, o
Gastin e Lawson (1994), Perrey e al. (1999 e 2001), come anche i dati negli articoli di Astrand e Saltin
(1961), Gastin e Lawson (1994), Yamamoto E Kanehisa (1995), Zamparo e al. (1999), e Bishop e al.
(2000) riconoscono che compare lo stesso fenomeno.
Oltre alle cause metodologiche che potrebbero essere legate all’uso del K4, le ragioni citate per
spiegare la caduta del VO2 possono essere di diversa natura.
La diminuzione della velocità di corsa potrebbe essere anticipata. Però nonostante questa diminuzione,
la velocità resta superiore alla MAS dei soggetti (in media 112,3±9,6% della MAS negli ultimi 25 metri).
Le ipotesi fisiologiche che permettono la diminuzione del VO2 alla fine dell’esercizio potrebbero essere
spiegate dall’iperventilazione, (risultante dall’abbassamento del pH), la fatica dei muscoli respiratori, e
la diminuzione del Volume Tidal (VT) notato in questo studio. Tutti questi fattori portano alla riduzione
della possibilità di scambio del gas col sangue.
Queste osservazioni furono descritte già da Mahler e Loke (1981), ma durante test atletici di lunga
durata, e da Perrey e al. (2001) durante un esercizio realizzato al 95% del VO2max a esaurimento .
Si può anche menzionare un possibile calo del rendimento cardiaco, le conseguenze dell’acidosi ematica
sulla fissazione dell’ossigeno sui globuli rossi e sulle capacità funzionali del muscolo.
Conclusione
Prima di tutto, è importante notare che per questo livello di prestazione, gli 800 metri si corrono tra il
142 e il 112% della MAS.
Più in generale, i nostri risultati suggeriscono che durante l’esercizio sopramassimale degli 800m,
realizzato in pista e ad intensità variabile, l’assorbimento di ossigeno di individui allenati raggiunge il
suo massimo livello dopo 45±10,6 secondi, (cioè 316±74,9m), che esso si stabilizza per 33±5,7s (cioè
219±40,5m) e che decresce lentamente del 20,6±7% in tutti i soggetti dopo 78±14,4 secondi (cioè
535±104,9 metri) fino alla fine dell’esercizio.
Le ragioni per le partenze veloci sono state spiegate, fino a questo punto, soltanto da aspetti
strategici: la partenza veloce negli 800m e forse la breve distanza possono permettere di raggiungere
il VO2max durante gli 800m, e più in particolare , di raggiungerlo più velocemente. Ciò sembrerebbe
poter spiegare il fatto che il 100% dei record sugli 800m siano realizzati secondo questo modello di
distribuzione dello sforzo.
Ovviamente, si tratta di partire veloci riuscendo a rimanere rilassati e con una riserva nei confronti
della velocità massimale (il che implica, probabilmente, che si debba porre l’accento sulla forza, sulla
velocità e sulla tecnica di corsa).
Per quel che riguarda i valori del VO2max durante gli 800m, è necessario che anche questo aspetto sia
tenuto in considerazione. Questo fatto certamente comporta che sia necessario sviluppare la parte
aerobica dell’allenamento, ma i risultati dello studio ci insegnano anche che questo livello del VO2max è
mantenuto soltanto per 200 metri circa della corsa...
La brevità degli 800m e l’estrema richiesta imposta agli atleti, significa che questo esercizio
sopramassimale crea uno stato di squilibrio nell’organismo: in particolare un calo nel pH del sangue e un
funzionamento eccessivo di certi comparti, che portano l’organismo all’esaurimento. L’osservazione della
diminuzione di O2 sarebbe una delle risultanti.

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