1^-fisiologia e medicina modulo 1
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Testobn ln n òlòl
FITNESS & WELLNESS
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Testobn ln n òlòl
Attività AerobicaMuscolazione
Prevenzione
Fitness metabolico
Cos’è il Fitness
Ginnastica calistenica
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Cos’è il FitnessQuando compare il termine fitness?
Il termine fitness sembra apparire, nella stampa dedicata, giàdal 1930.
Nel 1936 A.Steinhaus pubblica sul ―Journal of Health,Physical Education and Recreation‖ uno dei primi articolidedicati al physical fitness.
Sulla stessa testata appare, nel 1938,un articolo di C.H.
McCloy, dal titolo ―Physical Fitness and Citizenship‖(Cittadinanze ed efficienza fisica).
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EFFICIENZA
FISICA
=
Forma Fisica
Condizione
Fisica
FITNESS
Cos’è il Fitness?
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La strada per il fitness
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ForzaMuscolare
ResistenzaMuscolare
ResistenzaCardiovascolare
ComposizioneCorporea
Cos’è il Fitness
Flessibilità
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Cos’è il Fitness
E’ la possibilità di svolgere un’attività fisica potendo contaresu cuore, sistema respiratorio e sistema vascolare efficienti,che riescano, cioè a trasportare a tutte le parti del corpol’ossigeno per tutto il tempo necessario alla conclusione
dell’esercizio fisico previsto, anche se di lunga durata. Lacapacità aerobica è un parametro importante e viene disolito valutata prima di iniziare un programma diallenamento.
ResistenzaCardiovascolare
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Cos’è il Fitness
ForzaMuscolare
È un elemento fondamentale dell’efficienza fisica. Si puòdefinire come la massima tensione ottenibile da un gruppomuscolare in una singola contrazione contro una
resistenza. Ogni volta che si solleva, si spinge o siabbassa un peso, i muscoli si contraggono, generando laforza necessaria.
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Cos’è il Fitness
ResistenzaMuscolare
E’ la capacità di un muscolo di compiere ripetute contrazioniin un arco di tempo piuttosto lungo, ottenendo per ciascunacontrazione un’intensità di forza inferiore alla massima forzaesprimibile. Ad esempio, utilizziamo la resistenza muscolareogni volta che camminiamo, sottoponendo a contrazioni
ripetute i muscoli delle nostre gambe senza mai arrivare allasoglia massima. La forza e la resistenza muscolare sonodue capacità largamente utilizzate durante la nostra vitaquotidiana e sportiva.
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Cos’è il Fitness
Flessibilità
Si può definire come la capacità di far muovere learticolazioni del nostro corpo per l’intero arco dimovimento (R.O.M. - Range Of Motion). La flessibilitàdipende, sia da una buona salute delle nostrearticolazioni che da un’adeguata capacità di estensibilitàdei nostri muscoli.
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Cos’è il Fitness
ComposizioneCorporea
La nostra salute dipende anche dalla―materia‖ con cui siamofatti: in particolare da una giusta proporzione tra la nostramassa magra (formata da ossa, muscoli, pelle, viscere, ecc.)e la nostra massa grassa. Questa caratteristica del nostrocorpo può essere misurata in modi diversi, più o meno
sofisticati, per aiutarci a determinare il nostro stato dibenessere e i reali bisogni di esercizio fisico. Attraversol’attività fisica e la corretta alimentazione, è possibilemodificare in modo significativo la composizione corporea.
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Cos’è il Fitness
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STATO DI
BENESSERE
TOTALE
Qualità ottimale di vita
Fisica Psichica Sociale
Spirituale
WELLNESS
Cos’è il Fitness
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=
ComposizioneCorporea
Profilo LipidicoEmatico
ParametriGlicemici
PressioneArteriosa
FITNESS METABOLICOMiglioramento
Diminuzione
Cos’è il Fitness
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Movimento
Esercizio
Fisico
Attivita’
Fisica
Cos’è il FitnessCorretta terminologia
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Movimento
Cos’è il Fitness
Con il termine ―movimento‖ intendiamo un
qualsiasi spostamento del nostro corpo o diparti di esso.
E’ quindi un ―movimento‖ il prendere unbicchiere d’acqua dal tavolo, oppure flettersi inavanti per raccogliere un oggetto.
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Cos’è il FitnessAttivita’Fisica
Per ―attività fisica‖ s’intende qualsiasi occupazioneche preveda movimenti corporei prodotti per mezzo di contrazioni muscolari ripetute e continuee che richieda un dispendio energetico maggiore di
quello necessario al metabolismo basale e con unadurata superiore ai 10 minuti.
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La strada per il fitness
occupazione
attiva
vitaattiva
gioco attività
ricreative sport
hobbies
opportunità
spostamenti
attivi
- camminare
- correre- pedalare- fare la spesa- fare le scale
- andare a lavoro- prendere il bus
- giardinaggio
- organizzato
- non strutturato
- danza
- cammino- ciclismo- taichi formalericreativ
o
- giochi di strada - con regole- performance- eccellenza
Attivita’ Fisica
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EsercizioFisico
Cos’è il Fitness
Quando parliamo invece, di ―esercizio fisico‖,
facciamo riferimento un movimento
programmato e ripetuto secondo uno schemaben preciso.
E’ quindi un esercizio fisico la programmazione di
una camminata all’aperto o al treadmill, oppure laprogrammazione di una seduta di muscolazionecon i pesi, organizzata per serie e ripetizioni.
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Esercizio
Fisico
Cos’è il Fitness
L’esercizio fisico prevede, dunque, l’applicazione
dei principi F. I. T. T.
ovvero:
FREQUENZA INTENSITA’ TEMPO
(durata) TIPOLOGIA
- Quante voltedevo allenarmi?
- Quanto peso devo usare?- Quanto veloce devo correre?
- Quanti minuti/oredevo allenarmi
- Che allenamento devo fare?- Con quale attrezzo?
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Movimento
EsercizioFisico
Attivita’Fisica
Cos’è il Fitness
Estremamente generico Generico
Estremamente precisoe organizzato
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La strada per il fitness
Fattori che influenzano la pratica dell’attività fisica
L t d il fit
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La strada per il fitnessPiramide dell’attività fisica
Ragazzi
L t d il fit
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La strada per il fitnessPiramide dell’attività fisica
Adulti
L t d il fit
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La strada per il fitness
L t d il fit
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La strada per il fitness
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La strada per il fitnessQuanto esercizio fisico è necessario per la salute?
I benefici derivatidall’esercizio fisicodipendono, al pari di unfarmaco, da un rapporto
dose-risposta: tantominore è il livello dipartenza, tanto maggiorisaranno i risultati ottenibilie, quindi, diversa sarà la―dose‖ di esercizio fisicoda prescrivere ai varisoggetti.
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La strada per il fitnessEffetti dell’esercizio fisico sul miglioramento
della salute e la prevenzione delle malattie
L t d il fit
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La strada per il fitness
i dati indicano che l’attivitàfisica riduce il rischio dipatologie cardiovascolari; èdimostrato infatti che lepersone inattive soffrono più
spesso di malattie legate alcuore rispetto ai coetanei chenon praticano alcun tipo disport. L’attività fisica si è
dimostrata in grado diprevenire l’infarto, lapressione alta e gli alti valoridi colesterolo.
Effetti sulle malattie cardiovascolari:
L t d il fit
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il diabete di tipo 2 è tipico di
quei soggetti che presentano,oltre a una certapredisposizione genetica,anche un forte sovrappeso,scorrette abitudini alimentari emancanza di attività fisica.Questa, da sola può ridurre del58% il rischio di incorrere inquesta patologia e può
trasformarsi in un’efficacestrategia terapeutica per tutti isoggetti già interessati dadiabete.
La strada per il fitnessEffetti sulle malattie cardiovascolari:
L t d il fit
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l’obesità è diretta
conseguenza della scarsaattività fisica, specialmentese associata a scorretti stili divita. Tranne rari casi,l’obesità deriva da
un’assunzione caloricaeccessiva, rispetto al realeconsumo energeticogiornaliero. Il movimento,
soprattutto se eseguito concostanza e correttamente,può apportare enormibenefici.
La strada per il fitnessEffetti sulle malattie cardiovascolari:
L t d il fit
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Un corretto allenamento dellaforza e della resistenzamuscolare permette a unsoggetto adulto di svolgere ilproprio lavoro meglio estancandosi di meno. L’attività
muscolare previene lasarcopenia e l’atrofia, tipicadelle persone anziane. Per queste ultime, il mantenersi in
esercizio dal punto di vistafisico si è rivelato positivoanche per prevenire le cadutee nei confronti dell’osteoporosi.
La strada per il fitnessEffetti sulle malattie cardiovascolari:
L t d il fit
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è dimostrato il legame tra attività
fisica e riduzione del rischio dicontrarre una patologia dicarattere oncologico. Numerosistudi illustrano che un abituale
esercizio fisico riduce il rischio diammalarsi di cancro del 40%rispetto ai sedentari. L’attività
motoria è correlata anche allariduzione del rischio di cancro
alla mammella, (soprattutto per le donne in fase postmenopausa), del colon e deltumore alla prostata.
La strada per il fitnessEffetti sulle malattie cardiovascolari:
La strada per il fitness
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l’attività fisica è in grado di ridurrei sintomi della depressione equelli derivati da stress e ansia.Gli anziani attivi, ad esempio,percepiscono il proprio stato di
salute migliorato rispetto aglipropri coetanei sedentari,evidenziando anche unamaggiore indipendenza neiconfronti dei familiari e, diconseguenza, una maggioreautostima.
La strada per il fitnessEffetti sulle malattie cardiovascolari:
La strada per il fitness
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La strada per il fitness
La strada per il fitness
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La strada per il fitnessVALUTAZIONE DELLO STATO
DI SALUTE DEL CLIENTE
L t d il fit
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La strada per il fitness
L t d il fit
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La strada per il fitness
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La strada per il fitnessQuanto esercizio fisico è necessario per la salute?
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Testobn ln n òlòl
SISTEMA MUSCOLARE
Apparato Muscolare
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Apparato MuscolareLa produzione del movimento in sintesi
Osso(Leva)
Articolazione(Giunto)
Punto fisso
Muscolo(Motore)
Tendine(Cavo)
ComponentePassiva
Componente Attiva
Il sistema è attivato da:
SistemaNervoso Alimenti
CircolazioneSanguigna
Punto fisso
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I muscoli
Il tessuto muscolare è un tessuto che presenta unacaratteristica predominante: la capacità di contrarsivolontariamente o involontariamente. Per questa suapeculiarità le cellule del tessuto muscolare differiscono da
tutte le altre cellule, sia per il contenuto di organuli eproteine, sia per la struttura del citoplasma (che nelmuscolo prende il nome di sarcoplasma) e della membrana(sarcolemma) che lo circonda.
(molti nomi di strutture muscolari iniziano con il prefisso
sarco, derivato dal greco sarkos, cioé carne).
TIPOLOGIE DI MUSCOLO
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TIPOLOGIE DI MUSCOLO
Cardiaco Liscio
Striato
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IL MUSCOLO LISCIO
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MUSCOLO LISCIO
E’ composto da cellule piccole efusiformi, con un unico nucleoovale.
Rilassato
Contratto
Non presenta le tipiche striature
del muscolo scheletrico ecardiaco e per questo vienedefinito―liscio‖.
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La sua contrazione è regolata dalsistema nervoso autonomo, di
conseguenza non è possibileattivarlo volontariamente: per questomotivo viene anche detto tessutomuscolare involontario.Le cellule del muscolo liscio hanno la
capacità di rigenerarsi, per mezzo delprocesso di mitosi, per intervenire nelcaso di un danno al muscolo.
Si trova all’interno dei vasi sanguignie degli organi cavi, nel tubodigerente e nelle pareti dei bronchi.
MUSCOLO LISCIO
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IL MUSCOLOCARDIACO
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Sono separate le une dallealtre da alcune strutture aforma di disco, dette appuntodischi intercalari.
Le cellule del miocardio sonopiuttosto corte, con un nucleocentrale e striature trasversalisimili a quelle dei muscolischeletrici.
Le cellule del miocardio nonsono in grado di riprodursi.
MUSCOLO CARDIACO
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MUSCOLO CARDIACO
Al contrario del muscoloscheletrico, quando il cuore sicontrae lo fa in tutta la sua massacellulare e non in gruppi distinti dicellule.
Da un punto di vista funzionale,possiamo dire che il miocardiopresenta delle caratteristiche
intermedie tra la muscolaturascheletrica e quella liscia.
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La contrazione non dipende dalla
volontà, è estremamente veloce esembra non soffrire di fenomeni diaffaticamento. E’ possibile distinguerele cellule del muscolo cardiaco in duetipi principali:
Miocardio Specifico: un gruppo di cellulein grado di dare origine autonomamentead un impulso elettrico che si propaga atutte le cellule cardiache comuni.
Miocardio Comune: è il tessutomuscolare striato involontario checompone l’intera massa cardiacacontrattile.
Cellula cardiaca concapillare e fibra di
Purkinje
MUSCOLO CARDIACO
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MUSCOLO CARDIACO
M. Cardiaco
Miociticomuni
Discointercalare
Miocitispecifici
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IL MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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MUSCOLO STRIATO
I muscoli scheletrici sono all'incirca 400 e il loro
peso rappresenta un po' meno della metà del
peso totale del corpo: in un individuo di mediaforza che pesi 70 kg, è pari a circa 25-30 kg
MUSCOLO STRIATO
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MUSCOLO STRIATOLe funzioni del tessuto muscolare
scheletrico๏ determina il movimento dei varisegmenti corporei;
๏ è sollecitato a una contrazione
continua (tono) in vari gruppimuscolari ai fini del mantenimentoposturale;
๏ offre supporto e protezione agliorgani interni;
๏ mantiene costante la temperaturacorporea attraverso il calore prodottodalla contrazione.
MUSCOLO STRIATO
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MUSCOLO STRIATOOgni singolo muscolo è
formato da una serie distrutture, i fasci muscolari, iquali sono costituiti dastrutture più piccole, lefibro-cellule muscolari,
composte a loro volta dallemiofibrille (successionilineari di sarcomeri). Lemiofibrille sono formate da
due filamenti principali:l’actina (o filamento sottile) ela miosina (filamentospesso).
MUSCOLO STRIATO
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MUSCOLO STRIATO
Ogni muscolo è circondato da una membrana connettivale,più o meno spessa, chiamata fascia muscolare, cheavvolge e contiene il muscolo durante la contrazione.
I muscoli volontari sono costituiti da una porzione
principale rossastra e contrattile, composta di fibremuscolari, che prende il nome di ventre o corpo e checostituisce il muscolo propriamente detto, e di partibiancastre, di natura connettivale, non contrattili,generalmente localizzate alle estremità del muscolostesso, che prendono il nome di tendini e che servono per l'inserzione del muscolo sull’osso o su altre strutture.
MUSCOLO STRIATO
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MUSCOLO STRIATO
Attorno ai tendini, possono esserci formazioni fibrose detteguaine fibrose, che formano incavature (docciature)destinate a mantenere i tendini nella loro giusta posizione.
Le guaine mucose, sono invece paragonabili a cuscinetti divaria forma costituiti da una doppia membrana moltosottile e contenente una piccola quantità di liquido viscosoad azione lubrificante, hanno la funzione di favorire loscorrimento dei tendini entro le docciature ossee o nelle
guaine fibrose.
MUSCOLO STRIATO
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A differenza di tutte le altrecellule del nostro corpo,quelle del muscolo striatohanno una lunghezzanotevole, che a volte puòraggiungere anche i 30 cm. Al di sotto della membrana(o sarcolemma), ognicellula possiede talvolta
addirittura centinaia dinuclei.
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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La fibra muscolare scheletrica è composta
per il75%
di acqua,
per il 20% di proteine
per il 5% di massa strutturale
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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Il sarcomero può essere considerato come l'unità funzionale del
muscolo, cioè la più piccola parte in cui un muscolo può esserescomposto senza che vadano perse le sue caratteristiche dicontrattilità. Per capire come avvenga l’accorciamento
muscolare, occorre esaminare come è fatta una miofibrilla. Iltessuto muscolare striato è composto principalmente di proteine;
fra queste le responsabili della contrazione sono tre: Actina,Miosina, Tropomiosina.
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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Sezionando trasversalmente il sarcomero in alcune zone ben
precise, ci si accorge che i filamenti principali sono sovrappostisolo nella cosiddetta banda A.
Nella banda I, (zona contigua tra due sarcomeri) sono presentisolo i filamenti di actina, mentre nella zona H (parte centrale del
sarcomero) sono presenti solo i filamenti di miosina.
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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L’actina (filamento sottile) ha un andamento a spirale,
ed è formata da alcune molecole globulari (G-Actina)associate a delle particolari proteine (troponina etropomiosina). Ogni molecola di actina presenta unsito attivo a cui la molecola di miosina si lega per dar
luogo alla contrazione muscolare, la quale èinnescata dalla presenza di alcuni ioni di calcio.
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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La miosina (filamento spesso) è composta da centinaia di
molecole elicoidali aggregate a formare un filamento. Ognimolecola presenta al suo estremo una testa mobile (dettaanche ponte) che si lega al sito attivo dell'actina. Un attaccodelle teste miosiniche provoca l'accorciamento del muscoloperché queste si 'flettono' trascinando il filamento sottile
verso il centro del sarcomero.
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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Schema rappresentativo della molecola di miosina (MyHC II) secondo Schiaffino eReggianiPhysiological Reviews 1996;76; 377.
Schiaffino e Reggiani individuano nel muscolo dei mammiferi 4 specie di
isoforme dominanti di miosina: MyHC I, MyHC IIa, MyHC IIx, MyHC IIb.Nell’uomo sono presenti tutte le isoforme di miosina, compresa la IIb, che
però nell’essere umano non può essere attivata. Ecco perchè le fibre che prima
erano conosciute come tipo IIb ora sono denominate come IIx (Smerdu, 1994)
Catena leggera(MyLCs)
Catena pesante
(MyHCs)Sito di unionecon l’Actina
Sito di unionecon l’ATP
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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La contrazione muscolare altro non è, che una serie di interazionisuccessive tra filamenti spessi e sottili. Perché la contrazione possa
cessare, deve intervenire un meccanismo particolare che assicuril'allontanamento del calcio. Una volta che lo spostamento ècompletato, le teste di miosina si staccano e tutte le struttureritornano alla posizione originaria.
MUSCOLO STRIATO
INNESCO DELLA
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CONTRAZIONE
INNESCO DELLA
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CONTRAZIONE
TEORIA DELLO SCORRIMENTO
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ATTACCO: il ciclo inizia con la testa dimiosina che si attacca sul filamento diactina in una configurazione detta ―rigor” ,identica appunto al rigor mortis. Questoperchè la mancanza di ATP rendeimpossibile il distaccamento della testa di
miosina dal filamento di actina.
RILASCIO: si lega una molecola di ATPsulla testa di miosina, provocando uncambiamento di forma, una riduzionedell’affinità della testa per l’actina e unmovimento della stessa lungo il filamentosottile.
DEI FILAMENTI
TEORIA DELLO SCORRIMENTO
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TRAZIONE: il sito di attacco dell’ATP si
chiude intorno alla molecola stessa.Questo provoca un grosso cambiamentodi conformazione della testa, la quale sisposta di circa 5 nm lungo il filamentosottile. In questa fase per idrolisi l’ATP siscinde in ADP e P, che restano però
ancora legati alla miosina.
GENERAZIONE DELLA FORZA: latesta si lega ad un altro sito dell’actina erilascia il fosfato inorganico (Pi) prodotto inprecedenza. Il rilascio produce l’energia
necessaria al ―colpo di potenza‖ chepermette alla testa di riacquistare la suaconformazione. In questa fase la testaperde l’ADP e ritorna ad un nuovo ciclo.
DEI FILAMENTI
teoria dello scorrimento dei
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filamenti
Durante lo slittamento la lunghezza dei filamenti spessi (miosina) esottili (actina) rimane costante. La banda I si restringe per via dello
scorrimento dei filamenti sottili verso il centro.
proteine accessoried ll i fib ill
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della miofibrilla
Oltre alle proteine viste fin’ora è possibile riconoscere altri
peptidi all’interno della miofibrilla muscolare, tra questi visono:
Titina: le molecole di titina a forma di molla si estendono daifilamenti spessi sino al disco Z. Sono a forma di molla e
sembra che la loro funzione sia di mantenere in posizionecentrale al sarcomero i filamenti spessi di miosina;
Nebulina: è strettamente associata all’actina; sembraintervenga nell’assemblaggio dell’actina stessa e nellaregolazione della sua lunghezza;
Distrofina: Proteina ancorata alla membrana plasmatica chelega actina; la sua assenza o difetto causa la distrofia
muscolare.
proteine accessorie
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proteine accessoriedella miofibrilla
Le molecole di TITINA si estendono dal disco Z alla linea M.sono in parte strettamente associate alla miosina, mentre ilresto della molecola è elastico e cambia di lunghezza quandoil muscolo si rilassa e si contrae. La molecola di NEBULINA,percorrendo il filamento di actina, si estende dal disco Z finoalla zona I e sembra possa determinare la lunghezza delfilamento sottile.
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TRASMISSIONE DELL’IMPULSO
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TRASMISSIONE DELL’IMPULSO
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LE UNITÀ MOTORIELa contrazione muscolare si basa su un sistema “on-
o ff ‖ (che potremmo, semplificando, definire anche
come ―tutto o niente‖): significa che l’impulso nervoso
deve raggiungere una certa soglia per stimolare la
contrazione della fibra muscolare (quest’ultima infatti
non risponde all’eccitazione se lo stimolo è troppo
basso).
Come facciamo allora a dosare la nostra forza in
base alle diverse situazioni?
LE UNITÀ MOTORIE
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In realtà, le fibre muscolarisono unite in gruppi, ciascuno
dei quali è comandato da un
singolo motoneurone. Questo
legame tra neurone e fibre
muscolari prende il nome di
“unità motoria” . Sono
proprio le unità motorie aregolare il grado di forza
necessario.
LE UNITÀ MOTORIE
LE UNITÀ MOTORIE
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Se serve molta forza, la quantità di unità motoriecoinvolte sarà più elevata, o addirittura massimale.Inoltre, più numerose sono le fibre muscolari presentiin ciascuna unità (il loro numero può variare da 20 a500), maggiore sarà la forza prodotta da una singolacontrazione.
LE UNITÀ MOTORIE
LE UNITÀ MOTORIE
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Il comando per il movimento volontario è concepito alivello dei neuroni dei centri dell’area mo tor ia posta
sulla corteccia cerebrale, ed è trasmesso aimotoneuroni.
LE UNITÀ MOTORIE
LE UNITÀ MOTORIE
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LE UNITÀ MOTORIE
Dai centri corticali del cervello, l’impulso è trasmesso,attraverso particolari vie nervose, ai motoneuroni spinalicontenuti nelle corna anteriori del midollo spinale. Da questi
prendono origine le fibre motrici efferenti destinate allamuscolatura scheletrica, che terminano sulle fibremuscolari da loro innervate, formando quelle particolaristrutture che sono le placche motrici.
LE UNITÀ MOTORIE
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LE UNITÀ MOTORIE
La placca motrice al microscopio. Questa ha il compito ditradurre lo stimolo elettrico nervoso nello stimolo che induce lacontrazione o la decontrazione del muscolo.
LA SINAPSI
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La sinapsi è la struttura che comprende la terminazione dell'assone di un
neurone (neurone presinaptico) e quella di un dendrite di un neuroneadiacente (neurone postsinaptico). Quando l'impulso viene condotto da unneurone alla cellula di un muscolo o di una ghiandola, la sinapsi prende ilnome di giunzione, rispettivamente, neuromuscolare o neuroghiandolare.
LE UNITÀ MOTORIE
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LE UNITÀ MOTORIE
• Un motoneurone innerva poche fibre muscolari neimuscoli che devono compiere movimenti di precisione(es muscoli somatici)
• Un motoneurone innerva molte fibre muscolari neimuscoliche devono esplicare una forza notevole (esmuscoli delle gambe)
• Le Unità Motorie piccole contengono molte fibre di tipoI, mentre le UM grandi contengono molte fibre di tipo II
LE UNITÀ MOTORIE
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LE UNITÀ MOTORIEPrincipio di Hennemann (1965)
IMPULSO NERVOSO
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IMPULSO NERVOSO
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Stimolo
IMPULSO NERVOSO
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Stimolo
IMPULSO NERVOSO
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IMPULSO NERVOSO
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tipologie di contrazione
muscolare
ISOTONICA
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durante la contrazione il muscolo cambia la sua lunghezza mantenendo però unatensione quasi costante. È la contrazione che utilizziamo tutti i giorni per spostareun oggetto, sollevare un peso o semplicemente per pettinarci. Si compone di due
fasi: una fase concentrica, in cui il muscolo si accorcia, e una fase eccentrica, in cuiil muscolo ritorna alla posizione e alla lunghezza originaria man mano che sidecontrae;
ISOMETRICA
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durante la contrazione la lunghezza del muscolo rimane pressochè invariata,anche se il ventre muscolare tende a ingrossarsi. Un esempio diquesto tipo dicontrazione è dato dal rimanere appesi a una sbarra con le braccia flesse, senza
effettuare movimenti (per questo motivo la contrazione isometrica è anchechiamata contrazione statica);
ISOCINETICA
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Si ha quando la contrazione,durante un movimento,avviene a velocità costante.Una contrazione di questo tipo
è impossibile in natura, si puòottenere solo grazie a specialiapparecchi, detti appuntoisocinetici. E’ utilizzata a scoporiabilitativo o in ricercascientifica.
AUXOTONICA
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E’ prodotta durante gliesercizi fisici che prevedonol’uso degli elastici.L’allungamento dell’elastico,
crescendo, diventa semprepiù difficoltoso perchél’attrezzo richiede una forzamuscolare sempre
maggiore.
PLIOMETRICA
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E’ basata sul riflesso di stiramentomuscolare. Si ha soprattutto durante isalti ripetuti o nei salti verso il basso. Nelmomento in cui il piede tocca il terreno, lamuscolatura e i tendini vengonorapidamente stirati, stimolando un riflesso
di protezione che si compie per mezzo diuna contrazione muscolare. È quindipossibile sfruttare questa contrazione per aumentare la forza di spinta del corpoverso l’alto, in quanto un muscolo si
contrae con maggior vigore se è statoprecedentemente allungato.
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Classificazione delle fibremuscolari
MUSCOLO STRIATO
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tipo IIxtipo IIa tipo INel corpo umano esistono 3 tipiprincipali di fibre muscolarischeletriche :
• a contrazione rapida (tipo IIx)spesso denominate anche come IIb
• a contrazione lenta (tipo I)
• a contrazione intermedia (tipo IIa)
MUSCOLO STRIATO
MUSCOLO STRIATO
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Le diverse azioni messe in atto dai muscoli
dipendono in gran parte dal tipo di fibre di cui sono composti. Una delle maggiori differenze
tra i vari tipi di fibre è data dal diverso sistema di
utilizzo dell’ATP (AdenosinaTriPhosfato)
necessario alla contrazione.L’attuale descrizione delle fibre muscolari scheletricherivela, oltre alle tre principali (I, IIa, IIx) ulteriori tipi difibre indicate come "fibre ibride" tipo IIax (composte da
fibre tipo IIa + IIx) e tipo I + IIa (metà tipo I e metà tipoIIa).
FIBRE TIPO II
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FIBRE TIPO IIBianche, Glicolitiche, FTF - Fast Twich Fiber, Veloci, FOG/FG
Le fibre tipo II riescono ad avere una contrazione moltoveloce. Sono in grado di scindere l'ATP più rapidamentedelle fibre lente, ma a differenza di queste hanno unconsumo di ATP maggiore.
Le fibre di tipo II producono ATP principalmente dallaglicolisi anaerobica. Presentano una minor quantità dimitocondri, ragion per cui si stancano rapidamente,accumulando lattato, il quale aumenta l'acidità della fibra (da
ph 7,4 a 6,2 circa) inibendo così l'ATPasi (enzimafondamentale per la contrazione muscolare) e diconseguenza anche la contrazione muscolare.
FIBRE TIPO II
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Le fibre di tipo II presentano un'ulteriore suddivisione. Sono,
infatti, divise in: fibre IIa e fibre IIx. Questa distinzione è stataattuata in quanto, tra il tipo IIa e il tipo IIx, esistono delledifferenze sostanziali, soprattutto nel tipo di miosina; questa, neltipo IIx, risulta essere più veloce durante la fase di distaccodall'actina. Inoltre, la classe delle fibre IIa, possiede un
patrimonio di enzimi che utilizzano maggiori quantità diossigeno e di lipidi rispetto al tipo IIx.
Possiamo quindi definire le fibre IIa come intermedie, tra il
tipo prevalentemente aerobico (fibre rosse - tipo I) e quelloprevalentemente anaerobico (fibre bianche - tipo IIx).
FIBRE TIPO II
FIBRE TIPO I
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Si contraggono a una velocità inferiore di circa 3 volte allefibre di tipo II, per cui utilizzano meno ATP; sembra poi che latesta miosinica delle fibre lente resti attaccata più a lungoall'actina rispetto a quella delle fibre rapide. Le fibre rossehanno quindi una efficienza maggiore di quelle bianche, pur non raggiungendo la stessa velocità di contrazione. Graziealla loro elevata efficienza le fibre di tipo I sono più resistentialla fatica.
Presentano un diametro ridotto, pari a quasi la metà deldiametro delle fibre di tipo II (bianche). Adottando unmetabolismo di tipo aerobico, riescono a utilizzare il lattatopresente nel flusso circolatorio per poi trasformarlo inpiruvato e usarlo nei mitocondri.
Rosse, Ossidative, STF-Slow Twich Fiber, Lente, SO
RIASSUNTO CARATTERISTICHE
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- Contraz. rapida- Forza media- Resistente
fatica
- Contraz. lenta- Forza bassa
- Resitente fatica
- Contraz. rapida- Forza elevata- Fatica veloce
Tipo IIx Tipo IIa Tipo I
RIASSUNTO CARATTERISTICHE
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RIASSUNTO CARATTERISTICHE
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MODIFICAZIONI DELLE FIBRECON L’ALLENAMENTO
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CON L’ALLENAMENTO
CONTENUTO DI FIBRE
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CONTENUTO DI FIBRE
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ORDINE DI RECLUTAMENTODELLE FIBRE DURANTE ESERCIZIO
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DELLE FIBRE DURANTE ESERCIZIO
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suddivisione dei muscoli
SUDDIVISIONE DEI MUSCOLI
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In base alla loro forma, i muscoli scheletrici si dividono
in:
mus co l i lungh i : sono molto numerosi e distribuiti intornoalle ossa degli arti;
muscol i largh i : appiattiti e molto sottili, formano, per lamaggior parte, le pareti della cavità toracica, addominale epelvica;
musco li co rt i o brevi: si trovano, ad esempio, attorno allearticolazioni e alla colonna vertebrale, quindi dove imovimenti risultano poco estesi ma richiedono una certaenergia.
SUDDIVISIONE DEI MUSCOLI
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In base all’orientamento delle fibre si dividono in:
muscoli a fibre parallele;
muscoli fusiformi;
muscoli a ventaglio;
muscoli pennati.
SUDDIVISIONE DEI MUSCOLI
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Agon is t i , quando sono i promotori del movimento (ad esempio ilbicibite brachiale è l’agonista del movimento di flessionedell’avambraccio sul braccio).Antagonis t i quando si decontraggono per permettere il movimentomesso in atto dall’agonista (nel caso della flessione del braccio, ilmuscolo antagonista è il tricipite).
Stabil izzatori , quando fissano un’articolazione per permettere ilmovimento di un’altra (tornando all’esempio della flessionedelbraccio, il muscolo stabilizzatore sarà il deltoide, muscolo dellaspalla).
Sinergic i , quando si contraggono contemporaneamente almuscolo principale, con funzione ausiliaria (il bicipite è il muscoloprincipale della flessione del braccio e nel movimento è aiutatodalla contrazione sinergica dei muscoli coraco-brachiale e brachio-radiale).
In base all’azione svolta si dividono in:
SUDDIVISIONE DEI MUSCOLI
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SUDDIVISIONE DEI MUSCOLI
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muscol i super fic ial i (o pellicciai o cutanei), postiimmediatamente sotto la pelle;
muscol i profo ndi o schelet r ic i , posti in profondità arivestire lo scheletro. Prendono attacco con le dueestremità tendinee su porzioni di osso.
In base alla loro posizione si dividono in:
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MODIFICAZIONI DEL
MUSCOLO CON L’ETA’
MUSCOLI E INVECCHIAMENTO
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Con l’età:
๏ - diminuisce la statura๏ - dai 40 anni in poi compressione dischi intervetebrali๏ - osteoporosi (deterioramento della micro-architettura ossea)
Variazioni di peso
๏
- 25-45 anni: calo attività fisica, maggiore assunz. calorica๏ - inizio accumulo grassi per ridotta mobilizzazione๏ - 10 anni di stabilità๏ - successiva diminuzione๏ - diminuzione appetito๏
- perdite di calcio osseo (osteopenia)๏ - perdita di massa muscolare (sarcopenia)๏ - sintesi proteica < 30%
MUSCOLI E INVECCHIAMENTO
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Statura Peso
MUSCOLI E INVECCHIAMENTO
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Con l’età:
- la forza massima esprimibile diminuisce regolarmente acausa:- dimensione delle fibre che diminuisce- tipologia di fibre muscolari cambia in % (FT > ST)- motoneuroni FT muoiono
- le unità motorie si allargano
- dai 50 anni si perdono il 10% di fibre all’anno
- la frequenza di scarica dal SNC diminuisce a tal puntoda non essere più sufficiente ad attivare completamentele unità motorie residue
MUSCOLI E INVECCHIAMENTO
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MUSCOLI E INVECCHIAMENTO
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7/23/2019 1^-Fisiologia e medicina modulo 1
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Integrazione sensitivo motoria
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g
Informazioni istante per istante su come sta avvenendo unmovimento (McArdle, 2004).
PROPRIOCETTORI
Integrazione sensitivo motoria
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g
I fus i neuromus colar i sono dei recettori di allungamento postiin parallelo con le fibre muscolari (McArdle, 2004).
( d aM c A r d l e2 0 0 4 )
Integrazione sensitivo motoria
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g
Il riflesso da stiramento
( d aM c A r d l e2 0 0 4 )
Integrazione sensitivo motoria
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Innervazione crociataI segnali fusali in uscita dopo esser passate per il midollo si segmentano:
• Stimoli in entrata eccitatori per il muscolo da cui provengono i segnalifusali
• Stimoli in entrata inibitori per il muscolo omolaterale antagonista a quelloda cui provengono i segnali fusali
• Stimoli in entrata inibitori per il muscolo controlaterale omonimo a quello
da cui provengono i segnali fusali
• Stimoli in entrata eccitatori per il muscolo controlaterale antagonista aquello da cui provengono i segnali fusali
Integrazione sensitivo motoria
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I recet tor i mu sco lo-tendinei di Golgi sono dei recettori diforza che si trovano nelle giunzioni muscolo tendinee e sonoposti in serie rispetto le fibre muscolari (McArdle, 2004).
( d aM c A r d l e2 0 0 4 )
Integrazione sensitivo motoria
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I corpus col i d i Pacin i sono dei meccanocettori sensibili allepressioni e più in generale alle forze che si generano nel tessuto.
Rispondono al movimento e costituiscono un’importante
afferenza degli arti in movimento (McArdle, 2004).
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FISIOLOGIA ESSENZIALE DEL SISTEMACARDIO-VASCOLARE
• Il sistema CARDIOVASCOLARE è caratterizzato da due
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Il sistema CARDIOVASCOLARE è caratterizzato da duecircolazioni poste in serie:
Circolazione sistemica o grande circolazione
Circolazione polmonare o piccola circolazione
• FUNZIONI
trasportare ossigeno e nutrienti ai tessutirimuovere sostanze del metabolismo
regolare la temperatura corporea
• CUORE (muscolo striato)
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CUORE (muscolo striato)
Pompa di sangue• ARTERIE e ARTERIOLE
trasporto di sangue dal cuore• CAPILLARI
scambio di nutrienti a livello tissutale
• VENE e VENULE
ritorno del sangue al cuore
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Distribuzione
del sangue ariposo
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STRUTTURA DEL CUORE
CIRCOLAZIONE SISTEMICA E POLMONARE
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CIRCOLAZIONE SISTEMICA
– Camere sinistre del cuore
– Sangue ossigenato
pompato tramite le arteriein tutto il corpo
– Ritorno di sangue de-
ossigenato al cuoredestro tramite le vene
CIRCOLAZIONE POLMONARE- Camere destre del cuore
- Sangue de-ossigenato pompato
ai polmoni tramite l’arteria
polmonare
- Ritorno di sangue ossigenato al
cuore sinistro tramite le venepolmonari
Pressione arteriosa• E i t li /di t li
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• Espressa come sistolica/diastolica
Normale se 120/80 mmHg
Alta se 140/90 mmHg
Sotto sforzo ~200-220 mmHg di sistolica
• Pressione sistolica (primo numero):
Pressione generata durante la contrazioneventricolare (sistole)
• Pressione diastolica:
Pressione in aorta durante la fase di rilasciamentocardiaco (diastole)
Il doppio prodotto FC x PA sistolica è un utile indicedi lavoro cardiaco ed è fondamentale nei programmi
di riabilitazione di soggetti cardiopatici
Pressione arteriosa ed esercizio fisico
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Pressione arteriosa ed esercizio fisico
ESERCIZIO CARDIOVASCOLARE DI ENDURANCELa PA sistolica aumenta in diretta proporzione con l’aumento
dell’intensità dell’esercizio
La PA diastolica varia poco durante esercizio di endurance,
nonostante l’intensità
ESERCIZIO DI FORZA
Esagerato aumento della PA sino a 480/350 mmHg
L’aumento di PA potrebbe essere attribuito alla manovra di
Valsalva
Effects of Incremental Exercise on BP
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0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
0 50 100 150 200 250 300
Workload (W)
B l o o d P r e s s u
r e ( m m H
g )
Systolic BP
Diastolic BP
Effects of Isometric Exercise on BP
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0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
0 30 60 90 120 150
Time (sec)
B l o o d P r e s s u
r e ( m m H
g )
Systolic BP
Diastolic BP
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Ma la capacità funzionale del sistema cardiovascolare vienevalutata tramite la GITTATA CARDIACA (GC)
Volume di sangue che il cuorepompa in un minuto
GC = gittata pulsatoria (GP) x frequenza cardiaca (FC)
~ 5 litri/min a riposo
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GITTATA CARDIACA E RESISTENZE PERIFERICHE
Pressione arteriosa
Resistenzeperiferiche
GC
=
QUINDI, durante esercizio muscolare la GC può aumentare o tramite unaumento del gradiente di pressione oppure attraverso una riduzione delle
resistenze periferiche (fino a 5 volte)
LEGGE DIOHM
ALCUNE CONSIDERAZIONI…
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• L’ipertensione comporta un aumento del lavoro e quindi del fabbisogno
energetico del cuore attività fisica aerobica regolare.
• Per intensità di lavoro paragonabili, in termini sia assoluti che relativi, laPA è maggiore se l’esercizio è compiuto con le braccia.
• Il miocardio trae la sua energia solo dal metabolismo aerobico. Pertantoun blocco del flusso coronarico si traduce in una lesione muscolareirreversibile (INFARTO MIOCARDICO).
• Il miocardio usa come substrato glucosio, ac. grassi ed ac. lattico
(prodotto dagli altri muscoli).
• Dopo attività fisica la pressione arteriosa cala al di sotto del valore diriposo e resta tale per almeno 12 ore.
ESERCIZIO FISICO
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• MODIFICAZIONI
EMODINAMICHE
• GITTATA CARDIACA
• CONSUMO DI OSSIGENO• LAVORO PRODOTTO
QUANDO IL LAVORO AUMENTAABBIAMO UN INCREMENTO
PROPORZIONALE DEL CONSUMO DI
OSSIGENO
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DISTRIBUZIONE DELLA GITTATA CARDIACA
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A RIPOSO E DURANTE ESERCIZIO IN UN ATLETA
RIPOSO ESERCIZIO
INTENSO
DISTRETTI ml/min % ml/min %
DISTRETTO
MUSCOLARE 12OO 21 22000 85,5
ALTRI
DISTRETTI 4600 79 3650 14,5
GETTATA
CARDIACA
TOTALE
5800 100 25650 100
CONFRONTO TRA VOLUME SISTOLICO,FREQUENZACARDIACA E GITTATA CARDIACA IN UN ATLETA
ALLENATO E IN UN SOGGETTO SEDENTARIO
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ALLENATO E IN UN SOGGETTO SEDENTARIO
CONDIZIONE
VOLUME SISTOLICO
(ml/battito)
FREQUENZA
CARDIACA(battiti/min)
GITTATA CARDIACA
(l/min)
RIPOSO
SEDENTARIO 75 75 5,63
ATLETA 105 50 5,25
ESERCIZIO
MASSIMALE
SEDENTARIO 110 195 21,5
ATLETA 162 185 29,9
DIFFERENZE TRA UN ATLETAE UN NON ATLETA
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E UN NON ATLETA
L’ATLETA RIESCE A RAGGIUNGERE UNA GITTATA
SISTOLICA MAGGIORE
(FINO A 6 VOLTE IN UNO SFORZO MASSIMALE)
CON UNA FREQUENZA
CARDIACA MINORE
IL SISTEMA DI CONDUZIONE DEL CUORE
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• 1) l'onda P corrisponde alla contrazione atriale
• 2) il complesso QRS corrisponde alla contrazione ventricolare
• 3) l'onda T corrisponde alla fase di ripolarizzazione ventricolare (laripolarizzaziomne atriale è mascherata dal complesso QRS)
• 4) l'intervallo PQ, stabilito per convenzione, è una misura del tempo diconduzione atrio-ventricolare e dei disordini di conduzione correlati aquesto intervallo
• 5) abbassamenti del segmento ST dalla linea di base indicano insufficenzecoronariche
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APPARATORESPIRATORIO
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La funzione principale del naso è
IL NASO
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La funzione principale del naso èquella respiratoria. Il naso si
compone del naso esterno, opiramide nasale, e delle fosse nasali.Queste sono due canali cheterminano nella parte alta dellafaringe o ―rinofaringe‖.
Le fosse nasali esercitano sull’aria
inspirata un’azione difensiva, diriscaldamento, umidificazione efiltrazione; così l’aria giunge alle vieaeree inferiori con una temperatura
intorno ai 37°C, pressoché satura divapore acqueo e depurata dalleprincipali particelle estranee.
IL NASO
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Le cavità nasali, facendo parte,insieme alla bocca e alla faringe,del tubo risonatore, svolgonoanche un importante ruolo per quanto riguarda la fonazione.
Infine, è da ricordare che nellaparte più alta delle fosse nasali èlocalizzata la mucosa olfattiva,contenente le cellule sensorialispecifiche destinate alla
percezione degli odori.
La faringe consente il passaggio sia del bolo alimentare che dell’aria
FARINGE
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g p ggproveniente dalla respirazione. formata da un condotto, a parete
muscolare, posto davanti alle prime sei vertebre cervicali. La formadella faringe ricorda quella di un imbuto, esteso dalla base del craniofino al punto dove inizia l’esofago.
FARINGE
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Nella parte della faringevicina al naso,l’epitelio
(ossia il tessuto che copre la
superficie interna) presentadelle ciglia che, con il loromovimento, fanno confluireogni materiale estraneoverso la bocca.
FARINGE
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Nella parte che segue, invece,l’epitelio, dovendo affrontarel’attrito del cibo, presenta piùstrati per opporre unaresistenza maggiore. La
presenza di numerosi globulibianchi, insieme alle tonsille, fasì che la faringe rivesta ancheun ruolo di difesa immunitariacontro le infezioni.
LARINGE
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È parte delle vie aeree ed è postadavanti alla faringe, con la qualecomunica, sopra la tracheae sotto lalingua. La forma della laringe ricorda,nel complesso, una piramide cava,
con la base rivolta verso l’alto. Ledimensioni variano notevolmente inrapporto al sesso e all’età. Nell’uomo
è infatti molto più sviluppata epresenta quella particolaresporgenza che prende il nome di―pomo d’Adamo‖.
LARINGE
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Quando inghiottiamo il cibo, lalaringe si innalza e l’epiglottide
(una delle cartilagini che lacompongono) si piega, chiudendol’imboccatura delle vie aeree piùbasse, e impedendo così che glialimenti entrino nella laringe e daqui nella trachea.
LARINGE
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E’ l’organo fondamentale della fonazione,visto che comprende le corde vocali;
TRACHEA
Al di tt d ll l i t i l
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Al di sotto della laringe troviamo latrachea, primo segmento delle vieaeree inferiori di circa 20 cm. È formatada 15-20 anelli cartilaginei, sovrapposti elegati tra loro da un tessuto connettivoed elastico. La funzione principale dellatrachea è quella di convogliare l’aria
respirata agli alveoli polmonari,assicurandole un’adeguata temperaturae umidità e trattenendo le particelle dipolvere: tale compito è svolto dalrivestimento mucoso e dai movimenti
coordinati delle ciglia del rivestimentoepiteliale.
La trachea dopo essere
ALBERO BRONCHIALE
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La trachea, dopo esserediscesa verticalmente dal collonel mediastino giunta alla suaestremità inferiore si biforcanei due bronchi, detti principalio primari. Questi, dopo unbreve tratto, entrano nel
polmone e, al suo interno,danno origine a una serie didiramazioni secondarie(bronchi intra-polmonari), similiai rami di un albero rovesciato
(da cui il nome di ―alberobronchiale).
ALBERO BRONCHIALE
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I due bronchi principali si
riducono via via sempre di più indimensione, passando da bronchidi primo ordine a bronchi disecondo, terzo e, quindi, quartoordine, così procedendo fino allepiù piccole ramificazionibronchiali periferiche. Questeramificazioni entrano in rapportocon gli alveoli polmonari, la cuiparete contiene una fittissima retedi capillari provenienti dall’arteria
polmonare e confluenti nelle venepolmonari.
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A sinistra sono visibili le vie respiratorie dei polmoni. A destra sono visibili le vie respiratorie, con le arterie e le vene polmonari.
Immagine e calco da Walter Weder (Institute of Anatomy, University of Bern, Bern, Switzerland)
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Un primo piano dell'immagine precedente in cui è possibile osservare la precisione
con la quale le arterie seguono le vie respiratorie fino alla periferia. Tra un'unità el'altra è possibile notare le vene.
Immagine e calco da Walter Weder (Institute of Anatomy, University of Bern, Bern, Switzerland)
SCAMBIO DI OSSIGENO
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SCAMBIO DI OSSIGENOLa cosiddetta ―ventilazione
polmonare‖ è il processo mediante il
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polmonare è il processo mediante ilquale l’aria contenuta negli alveolipolmonari viene rinnovata per assicurare lo scambio dell’ossigeno
e dell’anidride carbonica.
I polmoni occupano quasi
POLMONI
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I polmoni occupano quasicompletamente la cavitàtoracica, lasciando al centrouno spazio (il mediastino)dove si trovano il cuore, ilpericardio, i grossi vasisanguigni, la trachea el’esofago. Il loro colore, roseonel neonato, diventagrigiastro con l’avanzare
dell’età a causa delprogressivo accumularsi delpulviscolo atmosferico.
POLMONI
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POLMONI
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Il polmone destro è diviso intre parti o lobi: superiore,
medio e inferiore. Il polmone
sinistro presenta invece due
lobi: superiore e inferiore. Ipolmoni sono organi molto
leggeri, insieme pesano circa
1.100 gr e hanno un volume
che si aggira sui 1.700 cc.
POLMONI
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I polmoni hanno un’estensione di superficiestraordinariamente grande per soddisfare il nostro notevolee continuo fabbisogno di ossigeno. La loro strutturaproduce infatti un complesso di superficie estesacorrispondente a circa 40 volte la superficie del corpo:consente all’uomo maggiori possibilità di prestazionirispetto a molti animali. L’uomo, in altri termini, è in gradodi svolgere un pesante lavoro muscolare per diverse oresenza fermarsi; al contrario, animali come i rospi, adesempio, non possono sostenere sforzi protratti proprioperchè la loro area per gli scambi respiratori non è moltomaggiore dell’area della superficie cutanea.
POLMONI
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RESPIRAZIONE
Nell’uomo la respirazione consiste nell’assorbimento di
RESPIRAZIONE
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Nell uomo, la respirazione consiste nell assorbimento di
ossigeno e nell’eliminazione di anidride carbonica. Larespirazione avviene con l’intervento di numerosi apparati traloro strettamente collegati.
La cosiddetta ―ventilazione polmonare‖ è il processomediante il quale l’aria contenuta negli alveoli polmonari
viene rinnovata per assicurare lo scambio dell’ossigeno edell’anidride carbonica. In condizioni di riposo muscolarel’uomo esegue circa 16 atti respiratori al minuto, divisi trauna fase inspiratoria e una fase espiratoria. L’inspirazione
consiste nell’introduzione di aria nei polmonidall’ambienteesterno; l’espirazione nell’uscita della stessadai polmoni.
L’attività respiratoria è controllata da alcuni centri nervosi (centrirespiratori) che vengono stimolati direttamente o indirettamente
RESPIRAZIONE
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respiratori) che vengono stimolati direttamente o indirettamentedal contenuto di anidride carbonica, di ossigeno e dall’acidità delsangue arterioso periferico.
RESPIRAZIONE
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Dal punto di vista meccanico la ventilazione può essereparagonata al funzionamento di una pompa aspirante epremente, della quale la parete toracica, con il diaframma,rappresenta il pistone. Il punto di appoggio per i movimenti del
torace, ossia del pistone, è dato dalla colonna vertebrale. Ipolmoni, grazie alle loro notevoli proprietà elastiche, seguonopassivamente i movimenti della gabbia toracica.
RESPIRAZIONE
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S h d ll’i i i Il f d ll’ i l
INSPIRAZIONE
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Schema dell’inspirazione. Il fenomeno dell’espansione polmonare
durante l’inspirazione è puramente passivo: ciò che si espandeper effetto della contrazione dei muscoli inspiratori è la cavitàtoracica e il polmone non fa altro che seguire le variazioni divolume di quest’ultima. L’espansione della cassa toracica si
compie per mezzo di due meccanismi distinti: costale e
diaframmatico. La contrazione dei muscoli intercostali determinaun sollevamento delle coste con aumento soprattutto del diametro
anteroposteriore. La contrazione del diaframma determina unraddrizzamento della sua curvatura, quindi un’espansione verso ilbasso delle basi polmonari. L’espansione dei polmoni determina
quindi l’ingresso di aria lungo le vie bronchiali e negli alveoli.
INSPIRAZIONE
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INSPIRAZIONE - ESPIRAZIONE
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Schema dell’espirazione.L’espirazione è un fenomeno passivo dovuto allaretrazione elastica del polmone. La riduzione di volume del polmone determinanell’espirazione la fuoriuscita dell’aria inspirata.
VOLUMI RESPIRATORI
I volumi respiratori sono le variazioni dei volumi di aria nei
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polmoni durante l’inspirazione e l’espirazione. Si dividono in:
VOLUME CORRENTEquantità di aria che entra ed esce dai polmoni a ogni normaleatto respiratorio. Corrisponde a circa 500 ml nell’uomo e 450 mlnella donna. In un individuo che compie esercizi muscolari
particolarmente intensi questa quantità aumenta notevolmente,raggiungendo anche i 2500-3000 ml.
VOLUME DI RISERVA ESPIRATORIA
residuo di aria nei polmoni al termine di una respirazionenormale. Equivale a circa 3000 ml di aria.
VOLUME RESIDUOquantità di aria che rimane nei polmoni dopo una espirazione
VOLUMI RESPIRATORI
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VOLUME DI RISERVA INSPIRATORIAquantità di aria immessa in aggiunta al volume corrente (500 ml)forzando al massimo la normale inspirazione. E’ pari a circa 2500-
3000 ml. In questo modo è possibile aumentare il contenuto totaledei polmoni a 6000 ml di aria (alcuni atleti di fondo possonoarrivare anche a 8000 ml).
massimale forzata; è pari a 1500 ml. Questa quantià di aria può
essere emessa all’esterno solo in caso di collasso del polmone.
CAPACITA’ VITALEè il massimo quantitativo di aria che può essere fatto entrare o
uscire durante un singolo atto respiratorio. Rappresenta la sommadel volume corrente e del volume di riserva inspiratoria, più ilvolume di riserva espiratoria.
SPAZIO MORTO FISIOLOGICO
• Non tutta l’aria ventilata per ogni atto respiratorio raggiunge
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l’interfaccia alveolo/capillare
• Lo spazio morto fisiologico è il volume di polmone che nonpartecipa agli scambi gassosi
• E’ composto dalle vie aeree di conduzione (spazio aereoanatomico) e dalle regioni alveolari dove il flusso ematico è ridottoo assente.
• nel soggetto normale lo spazio morto fisiologico corrisponde quasicompletamente allo spazio morto anatomico ed è il 25-35% del
volume corrente, che a sua volta è di circa 500 ml.
VOLUMI POLMONARISPAZIO MORTO ANATOMICOspazio delle vie aeree superiori che imprigiona sempre circa 150
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spazio delle vie aeree superiori che imprigiona sempre circa 150ml di aria. Quando si muovono dai polmoni 500 ml di aria daespirare, spingono all’esterno i 150 ml di aria rimastaprecedentemente intrappolata e ne lasciano altrettanta nellospazio morto. Quindi solo 350 ml di aria polmonare raggiungonol’esterno, anche se il totale espirato sarà comunque di 500 ml.
Durante la successiva inspirazione, 500 ml di aria verrannoconvogliati ai polmoni, 350 dei quali saranno composti da ariaatmosferica e 150 ml saranno costituiti dall’aria alveolare rimastaintrappolata nella precedente espirazione. Il volume di aria purache entra negli alveoli durante ogni inspirazione sarà pari al
volume corrente meno il volume dello spazio morto anatomico(Vc — Vsma = 500 — 150 = 350 ml) e rappresenta il quantitativodi ventilazione alveolare.
SPAZIO MORTO ANATOMICO
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VOLUMI POLMONARI
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APPARATO RESPIRATORIO
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MODIFICAZIONIINDOTTE
DALL’ESERCIZIO FISICO
CAPACITA’ LAVORATIVA
L’ ffi i di l è di lit i id i l
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L’efficienza cardiovascolare è di solito presa in considerazione solo
per le attività sportive, ma il corpo domanda ossigeno sia per leattività di tipo ricreativo che lavorativo. Ci sono infatti molti mestieriche mettono a dura prova il fisico a causa delle notevoli richieste dienergia muscolare!
Per “capacità lavorativa” s’intende la capacità di svolgere al meglio
il proprio mestiere per un periodo prolungato e senza costituire unpericolo per se stessi e per gli altri. Sono state effettuate varie
ricerche in merito alla capacità lavorativa necessaria alle diverse
professioni.
MODIFICAZIONI INDOTTE DAESERCIZIO FISICO
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Da questo deduciamo che, ai fini dell’incremento
dell’ossigenazione, un aumento della profondità del respiro èpreferibile a un notevole aumento della velocità degli attirespiratori. Se il volume corrente diminuisce a causa diun’insufficiente profondità di respiro, l’aria che giungerà agli
alveoli sarà sempre più quella dello spazio morto anatomico(dunque meno carica di O2). Questo porterà in breve a unariduzione dell’ossigeno circolante, con conseguentemomentanea anossia. E’ vero che durante un esercizio fisicogli atti respiratori sono accelerati rispetto al normale, ma è
anche vero che la profondità dei respiri è relativamentemaggiore dell’aumento della frequenza.
CAPACITA’ LAVORATIVA
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L’ i i fi i tt tt i l d t i
MODIFICAZIONI INDOTTE DAESERCIZIO FISICO
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L’esercizio fisico, soprattutto se massimale, determina un
aumento notevole della richiesta energetica
Il sistema cardiorespiratorio deve garantire in modo adeguato iltrasporto e lo scambio di ossigeno e anidride carbonica
coinvolti nei processi metabolici• Il consumo di ossigeno aumenta proporzionalmente
all’incremento del carico di lavoro
• In un soggetto sedentario può raggiungere un valore di circa7 volte superiore a quello misurato riposo
• In un soggetto allenato può aumentare anche di 25 volterispetto al valore di base
• Con l’esercizio, la gettata cardiaca aumenta e la perfusione
MODIFICAZIONI INDOTTE DAESERCIZIO FISICO
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Co l esercizio, a gettata ca d aca au e ta e a pe us o e
polmonare diventa più omogenea• Gli alveoli precedentemente non perfusi, ricevono ora un
adeguato flusso ematico e di conseguenza lo spazio mortoalveolare si riduce
• A questo punto per aumentare la ventilazione diventa piùefficiente aumentare la frequenza respiratoria• Il rapporto spazio morto/volume corrente si riduce
progressivamente durante l’esercizio
• Questa riduzione è dovuta al fatto che durante l’esercizio il
volume corrente aumenta mentre il volume dello spazio mortosi riduce perché si riduce lo spazio morto alvolare
MODIFICAZIONI INDOTTE DAESERCIZIO FISICO
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Apparato cardiovascolare ed esercizio fisico
MODIFICAZIONI INDOTTE DAESERCIZIO FISICO
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Aumento della richiesta metabolica
da parte dei muscoli attivi
Aumento della
gettata cardiaca
(Aggiustamenti Centrali)
Ridistribuzione dei
flussi distrettuali
(Aggiustamenti Periferici)
Esercizio fisico
Aumentata estrazione arterovenosa di ossigeno
Distribuzione a Riposo e durante Esercizio Fisico
MODIFICAZIONI INDOTTE DAESERCIZIO FISICO
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0 5000 10000 15000 20000 25000
Riposo
Leggero
Strenuo
Flusso Splancnico
Flusso Renale
Flusso Cerebrale
Flusso Muscolare
Flusso Coronarico
Flusso Cutaneo
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