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Risposte Cardiovascolariall’Esercizio Muscolare

Prof. Carlo Capelli

Facoltà di Scienze MotorieUniversità degli Studi di Verona

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Transiente e stato stazionario

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V’O2max

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V’O2max in diversi individui

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I fattori che determinano (limitano) V’O2max

VO2 = VS x ƒH x ΔO2av.

PaO2 dipende dallarespirazione e dalla

circolazione centrale

PvO2 dipende dalmetabolismo

muscolare e dallaperfusione periferica

Circolazione centrale

Dove agiscono ?

Vs Volume di eiezioneƒH Frequenza cardiacaΔO2av differenza artero-venosa O2

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La gettata cardiacaPuò aumentare sino a 5-7volte rispetto al valore ariposo

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La frequenza cardiacaPuò aumentare sino a 3volte rispetto al valorea riposo

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Volume di eiezioneRaddoppia

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Volume di eiezione e volumetelediastolico

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Legge di “Starling”

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Differenza artero-venosa di O2Triplica

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Risposte Pressorie all’EsercizioDinamico

La diminuzione di PDIAsuggerisce che vi sia unavasodilatazioneperiferica generalizzata

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Distribuzione della gettata cardiaca

La distribuzione non si modifica nella transizione daV’O2max a intensità più elevate

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Risposte cardiovascolari all’eserciziodinamico

• Aumento di SV• Aumento della FC• Aumento di Q’• Ridistribuzione della gettata cardiaca

- aumento della perfusione muscolare- diminuzione della perfusione viscerale

• Pressione arteriosa media aumenta, ma di poco

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Determinanti della PressioneArteriosa Media

• PA Media = Q’ • Resistenze Periferiche Totali• PA Media = (SV •FC) • Resistenze Periferiche Totali

• SV e FC aumentano all’inizio e durante esercizio dinamico,ma PA, normalmente, aumenta di poco

• Ciò è dovuto alla caduta delle Resistenze Periferiche Totali- Aumento della conduttanza vascolare- Ridistribuzione del flusso

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Aumento della conduttanza vascolare nei muscoli

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Fattori locali: la pompa muscolare

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Fattori locali: la VasodilatazioneMetabolico-Dipendente

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Fattori locali: la VasodilatazioneFlusso-Dipendente

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Distribuzione della vasodilatazionemuscolare

• La conduttanza vascolare aumentaprincipalmente in muscoli composti dafibre di tipo I e IIa

• Un aumento ulteriore dell’intensitàdell’esercizio procura aumentosignificativo della conduttanza anche inmuscoli composti da fibre di tipo IIx

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Simpatolisi• La vasodilatazione metabodipendente e meccanodipendente nei

muscoli è alla base della cosiddetta simpatolisi• Con questo termine si intende l’inibizione dell’azione

vasocostrittrice simpatomediata che si attua nei muscoli in attivitàpurchè la pressione arteriosa possa essere mantenuta in ambitinormali

• Durante esercizio massimale, l’attività simpatica è in grado diprocurare una significativa vasocostrizione periferica nei muscoli

• Ciò impedisce la caduta della pressione arteriosa: la pressionearteriosa durante esercizio massimale in assenza di simpatolisipotrebbe essere mantenuta solo in presenza di una gettata cardiacaesageratamente elevata

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Central Command, Metaboriflesso,Pressione Arteriosa e FC

Durante l’esercizio convivono due fenomeni contraddittori:• Aumento di FC• Con elevazione (normalmente) di scarsa entità di PA

Media

1. Central command: irradiazione centrifuga corticale su centribulbari di controllo cardiovascolare responsabile delresetting del riflesso barocettivo

2. “Muscle heart reflex” (o exercise pressor reflex): riflessosimpatomediato a partenza muscolare periferica(metabocettori ?, meccanocettori ?), corresponsabile delresetting barocettivo

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Il Riflesso Barocettivo

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Controllo Periferico e Centrale delleRisposte Cardiorespiratorie

• “Central Command”– Corteccia motoria, cervelletto, gangli della base

• Reclutamento delle UM• Stimola il sistema di controllo cardiorespiratorio

• Feedback periferico afferente dai muscoli in attività– Fibre nervose gruppo III e gruppo IV Group III– Rispondono a tensione (meccanocettori), temperatura,

modificazioni chimiche– Afferenze al centro di controllo cardiovascolare

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Controllo Centrale delle RisposteCardiorespiratorie

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Early Response eCentral command

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Controllo Periferico di FC, V’E ePerfusione

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Baroreflex resetting e central command

• La stimolazione delle regionelocomotorie mesencefaliche (centralcommand) in animali paralizzati causaresetting del baroriflesso

• Anche la contrazione del tricipite della surae lo stretch del tendine calcaneale (effettomeno evidente) sono in grado di resettare ilbaroreflex

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Resetting del baroriflesso

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Resetting del baroriflesso1. Central command: spostamento verso

dell’OP e CP iniziali verso valori di PApiù alti

2. Metaboriflesso: spostamento ulterioreverso l’alto del nuovo OP (più vicinoalla threshold e su tratto della curvameno pendente)

3. Minor gain: risposte ipertensivedurante esercizio meno evidenti

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Baroreflex resetting exercise pressor reflex:Schema dei circuiti neurali

A. A riposo. Le afferenze BC (baroinput) contraggono sinapsi conneuroni del II ordine del NTS checonvergono sul NA e cVLM;l’effetto di questo circuito è quellodi stabilire l’operating point

B. No resetting. L’aumento delleafferenze barocettive porta a ↑output NTS con: i) ↑ dell’attivitàneurale di NA ed eccitazione delparasimpatico; ii) inibizione (viaGABA-ergica) nn. premotoriortosimpatici di cVLM.Diminuzione di FC con lieveaumento di PA per aumento di Q’.

C. Resetting: afferenze muscolariinibiscono (via GABA-ergica)l’effetto dell’aumento delleafferenze barocettive. L’attività diNTS si normalizza e si riducel’entità della baroinibizione. Leafferenze somatiche attivano nnsimpatoeccitatori in cVLM. FC eattività simpatica aumentano:operating point si resetta versol’alto e a destra

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Risposte pressorie all’EsercizioIsometrico

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Riflessi neurovascolari ed esercizioisometrico

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Inattività ed Allenamento

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Inattività ed Allenamento: ladistribuzione di Q’

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Valutazione indiretta della rispostacardiovascolare alllo sforzo

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Valutazione indiretta della rispostacardiovascolare alllo sforzo

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Vasodilatazione Flusso-Dipendente

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Fattori locali: l’Autoregolazione miogenica

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Attivazione neuro-umorale

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• Gettata cardiaca efrequenza cardiacaall’inizio dell’esercizio- l’aumento istantaneo di Q’all’inizio dell’esercizio èdovuto all’incrmento di SVconseguente all’incrmento delpreload (aumento del ritornovenoso)- quello successivo è dovutoall’aumento dell’attività delsistema ortrosimpatico