Valutazione funzionale applicata al Rugby Union

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            CAPITOLO 1:  
            ESERCIZIO FISICO, LE RISPOSTE FISIOLOGICHE  
1.1 SISTEMA CARDIOVASCOLARE 
Il sistema cardiovascolare comprende il cuore, i vasi sanguigni e il sangue; svolge 
innumerevoli ruoli, tra i quali nutrire, proteggere e persino trasportare le scorie. Questo 
sistema deve raggiungere ogni singola cellula dell’organismo e deve essere in grado di 
rispondere immediatamente a qualsiasi modificazione dell’ambiente interno per mantenere 
tutti i sistemi corporei alla massima efficienza. Già in condizioni di riposo, il sistema 
cardiovascolare lavora senza sosta per soddisfare le richieste dei tessuti dell’organismo; 
durante l’esercizio fisico, poi, tali richieste diventano piø numerose e decisamente piø 
urgenti. 
STRUTTURA E FUNZIONE DEL SISTEMA CARDIOVASCOLARE 
Qualsiasi sistema di circolazione richiede tre componenti : 
- una pompa (nel nostro caso, il cuore) 
- un sistema di canali (nel nostro caso, i vasi sanguigni) 
- un vettore fluido (nel nostro caso, il sangue) 
IL CUORE 
Il cuore ha due atri che fungono da camere di raccolta e due ventricoli che fungono da unità 
di invio. Il cuore è un organo muscolare cavo, si trova circa al centro della cavità toracica, 
occupa gran parte dello spazio tra i  due polmoni, il mediastino, al di sopra del diaframma e 
dietro lo sterno; ha le dimensioni simili ad un pugno ed è racchiuso all’interno di una sacca 
membranosa resistente denominata pericardio. 
L’interstizio tra il pericardio e il cuore contiene il fluido pericardico, che serve a ridurre,ad 
ogni battito, l’attrito tra il pericardio stesso e il cuore.  
Gli atri e i ventricoli di destra e di sinistra sono separati da una parete detta setto, che evita 
che il sangue del cuore destro si mescoli  con quello del cuore sinistro. 
La porzione che separa atrio destro da quello di sinistra è detto setto interatriale; la porzione 
che separa il ventricolo di destra da quello di sinistra è detto setto interventricolare. 
 
FLUSSO DEL SANGUE ATTRAVERSO IL CUORE 
 
Il sangue che ha compiuto il tragitto tra le cellule dell’organismo, distribuendo ossigeno e 
raccogliendo scorie, ritorna all’atrio destro attraverso due grandi vene, la vena cava
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superiore e la vena cava inferiore. L’atrio destro riceve tutto il sangue dell’organismo con la 
sua rimanente dotazione di ossigeno. 
Dall’atrio destro, il sangue attraversa la valvola tricuspide ed entra nel ventricolo destro. 
Questa camera pompa il sangue attraverso la valvola semilunare polmonare e lo immette 
nell’arteria polmonare, che trasporta il sangue ai polmoni destro e sinistro. 
Il lato destro del cuore è detto lato polmonare, proprio perchØ invia il sangue che ha 
circolato nell’organismo ai polmoni per la sua ri-ossigenazione. 
Il sangue nuovamente rifornito di ossigeno lascia i polmoni attraverso le vene polmonari che 
lo riportano al cuore, nell’atrio sinistro. Tutto il sangue ossigenato viene ricevuto da questa 
camera. Dall’atrio sinistro, il sangue passa attraverso la valvola bicuspide (mitrale) ed entra 
nel ventricolo sinistro; lascia il ventricolo sinistro attraversando la valvola semilunare 
aortica e viene immesso nell’aorta che lo invia a tutte le parti a ai sistemi dell’organismo. Il 
lato sinistro del cuore è detto lato sistemico, in quanto riceve il sangue ossigenato ai polmoni 
e lo invia a rifornire tutti i tessuti corporei. 
IL SISTEMA DI CONDUZIONE DEL CUORE 
Il muscolo cardiaco possiede una proprietà unica, cioè quella di generare i propri impulsi 
elettrici, che è detta auto conduzione e che gli permette di contrarsi ritmicamente, senza 
alcuna stimolazione nervosa. 
In assenza di stimolazione nervosa o ormonale, la frequenza cardiaca intrinseca media è 
compresa tra 70 e 80 battiti (contrazioni) al minuto, ma può essere inferiore in soggetti 
allenati per la resistenza. 
Lo stimolo che genera la contrazione è di natura elettrica e si origina involontariamente dai 
centri di controllo posti nei sistema nervoso centrale nell’encefalo e nel midollo spinale. 
Esso viene trasportato dal sistema nervoso centrale al cuore attraverso le vie efferenti 
parasimpatiche e simpatiche. 
Le quattro componenti del sistema di conduzione del cuore sono: 
- nodo senoatriale (nodo S-A); 
- nodo atrioventricolare (nodo A-V); 
- fascio atrioventricolare (fascio A-V o fascio di His); 
- fibre di Purkinje 
 
 
Il nodo seno atriale, è un gruppo di fibre muscolari cardiache specializzate. 
 produce l'impulso nervoso, che come una scossa elettrica, genera la contrazione del cuore.
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 Questa sua proprietà, detta automatismo,  produce spontaneamente lo stimolo che regola la 
frequenza cardiaca (ritmo sinusale), è un vero e proprio 'segnapassi' (pacemaker) del cuore. 
¨ situato nell'atrio destro, vicino allo sbocco della vena cava superiore. 
Il nodo senoatriale emette ritmicamente un impulso che depolarizza il muscolo cardiaco 
adiacente, le onde che ne derivano si propagano attraverso gli atrii fino a raggiungere la 
seconda struttura di conduzione specifica chiamata nodo atrioventricolare, che si trova nel 
pavimento dell'atrio destro a sinistra dell’orifizio del seno coronario; la sua estremità è in 
continuità con il miocardio atriale e con fibre dei tratti internodali. 
Lo stimolo giunto nel nodo atrio ventricolare rallenta in modo che la depolarizzazione dei 
due atrii possa essere completata, successivamente, riacquista velocità diffondendosi 
attraverso il tessuto specializzato nella conduzione: fascio di His che è la continuazione del 
nodo atrioventricolare ed è situato nella porzione membranosa e prossimale del setto 
interventricolare. 
Esso si suddivide nelle branche destra e sinistra che decorrono sotto  l’endocardio (il 
pavimento delle cavità ventricolari) lungo le due superfici del setto del cuore: 
la branca sinistra si divide rapidamente formando una larga stria di fascicoli che si 
dispongono sulla superficie settale del ventricolo sinistro, 
la branca destra si prolunga per un tratto maggiore solitamente fino a ad attraverare la 
porzione distale del ventricolo destro con un fascio moderatore, mentre le altre parti si 
estendono sulla superficie endocardica del ventricolo destro. 
Perifericamente entrambe le branche del fascio comune si suddividono e formano la rete 
subendocardiaca delle fibre di Purkinje, che si estendono nelle pareti ventricolari in 
rapporto diretto con le fibre della muscolatura ventricolare. 
 Pertanto, non appena l'impulso elettrico partito dal nodo senoatriale arriva ai ventricoli, il 
cuore batte ed il sangue scorre a raggiungere tutte le parti del corpo. 
  
Curiosità 
  
Il sistema di conduzione del cuore è composto da cellule miocardiche strutturate in 
manierasinciziale, vale a dire le varie cellule muscolari sono collegate in continuità tra di 
loro in modo da formare una maglia. Questa struttura consente il rapido trasferimento degli 
impulsi da una fibra all’altra in modo da armonizzare e accelerare le capacità contrattili 
miocardiche.
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Ogni punto del sistema di conduzione elettrico del miocardio può diventare, in caso di 
bisogno, un pace maker per garantire la contrattilità del muscolo. La frequenza degli 
impulsi, allontanandosi dal nodo del seno atriale in direzione dell’apice cardiaco, diventa 
sempre piø bassa. 
Lo stimolo che parte dal nodo del seno prende il 
nome di ritmo sinusale e propagandosi spegne 
gli altri centri sussidiari di regolazione del ritmo 
cardiaco che si trovano lungo il sistema di 
conduzione che sta a valle del nodo seno 
atriale. Esiste, inoltre, un ulteriore gruppo di 
fibre atriali costituito dal fascio di Bachmann e 
dalle vie internodali di conduzione dell’atrio 
destro. 
Nelle eventualità in cui ci sia un cattivo funzionamento del nodo del seno, il  nodo 
atrioventricolare ne vicaria la funzione e lo stimolo cardiaco da questo punto ha una 
frequenza piø bassa del ritmo sinusale e prenderà il nome di ritmo giunzionale. 
Al cuore arrivano continui segnali dal sistema nervoso che gli permettono di adattare la sua 
potenza e il suo lavoro alle richieste variabili dell'organismo che per esempio deve avere a 
disposizione maggior ossigeno per far fronte ad uno sforzo. 
In particolare gli impulsi nervoso condotti dal sistema simpatico, a partenza dal centro 
cardio-acceleratore posto nella parte alta del midollo spinale (bulbo), tendono ad accelerare 
la frequenza e la forza delle contrazione, ad esaltare l’eccitabilità del cuore. Una 
stimolazione massimale del sistema simpatico porta la frequenza cardiaca fino a 250 
battiti/min e fa aumentare anche la forza di contrazione.  
Il sistema simpatico prevale nei momenti di stress fisico o emotivo, quando le esigenze 
dell’organismo sono piø elevate. Una volta che si riduce lo stress, torna a prevalere il 
sistema parasimpatico. 
Mentre gli stimoli provenienti dal sistema parasimpatico (o vagale), generati dal centro 
cardio-inibitore posto nel bulbo, operano in senso contrario al sistema simpatico e agisce sul 
cuore attraverso il nervo vago. In condizioni di riposo, predomina l’attività del sistema 
parasimpatico e determina uno stato definito come tono vagale. Il nervo vago produce un 
effetto per così dire depressivo sul cuore: rallenta la conduzione dell’impulso e,  quindi, 
abbassa la frequenza cardiaca.
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Una stimolazione vagale massimale può abbassare la frequenza cardiaca anche fino a 20-30 
battiti/min circa. 
L'attività prevalente dell'uno o dell'altro spiega rispettivamente le accelerazioni (tachicardie) 
del ritmo cardiaco o i suo rallentamento (bradicardia). 
La frequenza del cuore, momento per momento, è il risultato dell'equilibrio dinamico fra i 
due sistemi. 
Talvolta però la regolarità del ritmo viene perduta ed il cuore può battere con irregolarità.   
Ciò comporta sia battiti aumentati di frequenza (tachicardie di vario genere) o ridotti 
(bradicardie) e battiti prematuri (extrasistolici) che compaiono al di fuori del normale ritmo 
cardiaco. 
Il sistema endocrino, invece, esercita i propri effetti attraverso gli ormoni liberati dalla 
midolla surrenale: noradrenalina ed adrenalina,detti anche catecolamine. Questi ormoni, 
come il sistema nervoso simpatico, stimolano il cuore e fanno aumentare la frequenza del 
battito. 
Dopo un periodo prolungato di allenamento per la resistenza (diversi mesi o anni), la 
frequenza cardiaca a riposo può scendere fino a 35 battiti/min o anche meno. Si ritiene 
dovuta a una ridotta frequenza cardiaca intrinseca e ad una maggiore stimolazione 
parasimpatica (tono vagale), con una ridotta attività del sistema simpatico che 
probabilmente, svolge un ruolo meno rilevante. 
 
1.2 ESERCIZIO FISICO. RISPOSTA CARDIOCIRCOLATORIA  
 
L'esercizio fisico può essere considerato come una rottura dell'equilibrio omeostatico 
(Scheuer e Tipton, 1977) cui seguono delle modificazioni a carico degli apparati 
cardiovascolare e circolatorio, atti al ripristino. 
Durante l'attività fisica aumenta il VO2 per le maggiori necessita metaboliche dei muscoli in 
attività. L'apporto di ossigeno necessario e sostenuto dall'aumento della gittata cardiaca (con 
aumento della gittata pulsatoria e della FC) e da una ridistribuzione della stessa. Inoltre 
vengono consumati piø nutrienti, i processi metabolici si velocizzano e aumenta la 
produzione di scorie. 
All'esercizio fisico si accompagna anche la produzione di calore. Procedendo con l'esercizio, 
i vasi cutanei, le anastomosi arterovenose in particolare, si dilatano e il calore prodotto può 
essere disperso dalla superficie cutanea. Piø intenso è l'esercizio e piø alta è la temperatura 
ambiente, maggiore è la vasodilatazione cutanea secondaria.
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Nel caso di un esercizio intenso aumenta anche la concentrazione di ioni H+ nei muscoli e 
nel sangue, abbassandone il pH. 
Le modificazioni cardiovascolari che avvengono durante l'esercizio fisico sono numerose e 
tutte finalizzate allo stesso obiettivo: permettere al sistema di soddisfare le accresciute 
richieste dell'organismo e di assolvere a tutte le funzioni con la massima efficienza. 
Per capire meglio questo approfondiremo qui di seguito le funzioni di alcune componenti del 
sistema cardiocircolatorio: 
· Frequenza cardiaca; 
· Gittata sistolica; 
· Gittata cardiaca. 
 
LA FREQUENZA CARDIACA 
La frequenza cardiaca (HR) e tra i parametri cardiocircolatori piø semplici da rilevare; per la 
misurazione basta semplicemente rilevare le pulsazioni del soggetto, o al polso o alla 
carotide. La frequenza cardiaca riflette la quantità di lavoro che il cuore deve effettuare per 
soddisfare le maggiori richieste dell'organismo impegnato in un'attività fisica. 
Per comprendere meglio questo concetto confronteremo la frequenza cardiaca a riposo con 
quella durante un esercizio fisico. 
Nell'uomo, il ritardo tra l'inizio di una contrazione volontaria o indotta con uno stimolo 
elettrico, di un arto, e la riduzione del primo intervallo R‐R dell'elettrocardiogramma, è di 
circa 550 ms, al quale bisogna aggiungere 45 ms per includere anche il tempo necessario per 
la propagazione dell'impulso motore della corteccia al muscolo attivato. 
Di questo ritardo, circa 400 ms sono destinati alle vie efferenti (conduzione vagale e 
depolarizzazione del nodo senatoriale, intervallo P‐R dell'ECG) per cui restano circa 200 ms 
disponibili per la risposta di un ipotetico recettore periferico, includendo anche il tempo di 
trasmissione dell'impulso dalla periferia alla corteccia e il tempo di conduzione nella 
corteccia. 
Il riscontro che il ritardo della risposta cardiaca dopo contrazioni spontanee o indotte 
elettricamente, nonostante la differente lunghezza delle vie nervose implicate, è identico, è 
una prova abbastanza convincente che la risposta cardiaca è sostenuta da un recettore 
periferico (riflesso muscolo‐cardiaco), meccanico o chimico, presumibilmente l'incremento 
di [K+].
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La risposta ventilatoria ad un comando volontario ha una latenza molto piø breve di quella 
della frequenza cardiaca (~60 ms). La frequenza cardiaca è sotto il controllo delle sezioni 
para e ortosimpatica del sistema nervoso autonomo. 
Esperimenti di blocco del controllo parasimpatico della f.c. con l'atropina hanno dimostrato 
che nell'ambito fra 60 e 100 puls*min‐1, la risposta iniziale della f.c. all'inizio di un 
esercizio è attribuibile quasi esclusivamente all'abolizione del tono vagale, 
che interviene quasi istantaneamente. La risposta è particolarmente consistente in soggetti 
atletici nei quali può rendere conto di un aumento fino al 35% della massima gittata 
cardiaca. 
Al di sopra delle 100 puls*min‐1, la frequenza cardiaca aumenta per attivazione del sistema 
ortosimpatico (stimolazione dei recettori β1 del miocardio da parte della norepinefrina). 
La risposta in frequenza, per effetto della stimolazione ortosimpatica, risulta molto piø lenta 
della risposta in seguito a blocco vagale. 
La frequenza cardiaca raggiunge un livello di equilibrio in 2‐3 minuti. Tale livello rimane 
costante durante prove da sforzo molto lievi: in caso di lavoro submassimale o massimale, si 
verifica un progressivo aumento dei valori di fc in funzione del tempo, probabilmente per un 
aumento della temperatura corporea. 
Al termine dell'esercizio, la frequenza cardiaca ritorna ai valori di riposo con una cinetica 
dello stesso ordine di grandezza di quella della fase ascendente se il lavoro, di lieve o 
moderata intensità metabolica, non ha comportato aumento di catecolamine nel sangue e/o 
contrazione di debito di ossigeno lattacido; con un tempo di semivita maggiore (oltre 1 min), 
se il soggetto ha eseguito un esercizio intenso. 
La frequenza cardiaca, entro determinati limiti di intensità dell'esercizio (al di sotto della 
cosiddetta "soglia anaerobica"), è una funzione lineare del consumo di ossigeno. In un 
gruppo omogeneo di soggetti, pertanto, è possibile risalire dai dati di frequenza cardiaca al 
consumo energetico allorchØ siano standardizzate le seguenti condizioni:  
‐ tipo di esercizio (isometrico o 
isotonico)  
‐ postura del soggetto  
‐ caratteristiche dell'ambiente (altitudine o ambiente acquatico, 
temperatura e umidità) 
 ‐ condizioni di fatica precedenti il rilievo, distanza dai pasti, stato emotivo.