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Monitorare l’allenamento con il cardiofrequenzimetro?

davide-zecchiDopo aver solo accennato il ruolo della frequenza cardiaca nell’articolo riguardante la soglia anerobica, approfondiamo ora l’argomento sottolineandone l’importanza in ambito di prestazione, ma anche analizzando i limiti di un allenamento basato esclusivamente sull’utilizzo del cardiofrequenzimetro.

cardiofrequenzimetro
Sia che voi siate dei semplici appassionati di sport piuttosto che degli atleti di alto livello, di certo avrete al polso nel corso dei vostri allenamenti endurance dal più semplice al più complesso degli orologi-cardiofrequenzimetro. 
Se avete la fortuna di prendere parte come atleti o anche soltanto come spettatori ad una manifestazione, che sia una gara di skyrunning piuttosto che una maratona, vi accorgerete di come la quasi totalità dei partecipanti abbia al polso il famoso “strumento”.
Ormai è un dato di fatto, assodato, di come l’utilizzo del cardiofrequenzimetro sia fondamentale nel corso dei propri allenamenti, ma in questo articolo vorrei soffermare la vostra attenzione anche su alcuni difetti di un allenamento impostato unicamente in questa direzione, pertanto come sempre, per giungere a conclusioni occorre prima partire da più lontano, dagli albori…
In principio il ruolo dell’apparato cardiovascolare in ambito allenante era noto, ma le difficoltà nel rilevare l’andamento di tutti i parametri fondamentali del cuore, se non in ambiente di laboratorio, rendevano la successiva applicazione pratica alquanto difficile, spesso non fattibile.
Il progresso, gli studi e nuovi materiali hanno dato origine ad uno strumento ormai noto a tutti e di largo consumo: il cardiofrequenzimetro.

Esso è nato essenzialmente quale strumento di rilevazione della frequenza cardiaca, parametro fondamentale dell’apparato cardiovascolare, che ora a grandi linee vediamo come lavora:

anatomia del cuore

Fig.1 – Pag. 239 “Fisiologia dell’esercizio fisico e dello sport” (J.Wilmore, D.Costill)

Il cuore non è altro che la pompa principale del corpo umano, in grado di far scorrere il fluido sanguigno lungo il proprio sistema, quello vascolare. Osservando la figura, esso dispone di due atri e due ventricoli: i primi hanno azione di raccolta, mentre i secondi di invio.
L’atrio destro riceve tutto il sangue (con rimanente quantitativo di ossigeno) prima del suo passaggio, attraverso la valvola tricuspide, nel ventricolo (destro ovviamente), il quale, con la propria funzione di invio, pompa sangue nell’arteria polmonare tramite la valvola polmonare semilunare. Il fluido sanguigno viene quindi trasportato ai polmoni, affinchè venga ri-ossigenato; per questo il lato destro viene definito “polmonare”.
La circolazione prosegue attraverso le vene polmonari, il sangue quindi fa ritorno al cuore ed entra nell’atrio sinistro, passa tramite la valvola mitrale ed entra nel sottostante ventricolo, prima di lasciarlo attraverso la valvola aortica semilunare, giungendo quindi nell’aorta per continuare la circolazione verso i restanti sistemi dell’organismo. Per questo il lato sinistro è definito “sistemico”.
La frequenza cardiaca è solo uno dei parametri cardiocircolatori che definiscono la funzionalità dell’apparato, le cui componenti sono rappresentate anche da: 
- volume di scarica sistolica
- gittata cardiaca
- flusso ematico 
- pressione sanguigna
- valori sanguigni. 

Questo preambolo è dovuto, per poter capire tutte le variabili che entrano in gioco utilizzando la frequenza cardiaca come parametro principale di monitoraggio dell’allenamento.

DEFINIZIONE DI FREQUENZA CARDIACA: Il numero di battiti cardiaci (bpm) in un minuto

frequenza cardiaca

Fig.2 – Riepilogo interazione frequenza cardiaca

CICLO CARDIACO:

L’attività cardiaca è data da una contrazione e da un rilasciamento, la fase contrattile è definita sistole, mentre la fase di rilasciamento è chiamata diastole. Un ciclo cardiaco è dato da una sistole e da una diastole, se la frequenza sarà di 60 bpm esso avrà durata di circa 1 secondo, ovviamente a 120 bpm al minuto, il ciclo cardiaco risulterà dimezzato.
“La proporzione tra diastole e sistole non è però equamente suddivisa in termini di tempo, infatti osservando un soggetto con frequenza cardiaca pari a 74 bpm e con ogni ciclo di 0,81 secondi, la diastole impiegherà 0,50 sec. mentre la sistole 0,31 sec” (tratto da “Biologia dello sport” – J.Weineck)



FREQUENZA CARDIACA A RIPOSO:

Sempre analizzando la figura 2 si nota come alcuni casi possano esulare dai cosiddetti parametri normali, andando a rinfoltire la schiera dei casi patologici o degli atleti di alto livello.
Considerando un range a riposo tra i 60 ed i 90 bpm (estendibile fino ai 100 bpm), coloro che si collochino al di fuori di questi parametri vengono definiti bradicardici se la f.c. si pone al di sotto dei 60 bpm, mentre sono tachicardici i soggetti con oltre 100 bpm a riposo.
In soggetti allenati, in particolare con riferimento agli sport di resistenza, non si può parlare di una vera patologia, in quanto tra le risposte fisiologiche all’esercizio fisico prolungato vi è la riduzione della frequenza cardiaca a riposo, che può stazionare, per atleti di buon livello, dai 45 ai 55 bpm, fino a raggiungere valori limite di 35-40 bpm. 
Casi eccezionali sono poi quelli di atleti di altissimo livello in grado di arrivare anche a 28-30 bpm a riposo. In tutti i casi tali valori non sono da considerarsi inalterabili, ma al contrario possono variare quotidianamente, quando però queste variazioni (misurate al mattino poco dopo essersi svegliati, in posizione supina ancora a letto), oscillano oltre gli 8-10 battiti al minuto sono un importante campanello d’allarme. Tale variazione può essere la conseguenza di diverse cause: virus o malattia, condizione di disidratazione, recupero inadeguato, fino a giungere al sovrallenamento, che vedremo in seguito, in un altro capitolo. Anche sotto sforzo queste variazioni possono accadere, a causa dell’altitudine, della temperatura, dell’umidità, dell’alimentazione, della massa muscolare impiegata e dello stress di gara.
Queste variazioni sono certamente da tenere in considerazione in un allenamento impostato unicamente sulla frequenza cardiaca.
FREQUENZA CARDIACA MASSIMALE:

La massima frequenza cardiaca rilevata in uno sforzo massimale.
Certamente un parametro interessante, ma meno importante nella costruzione dell’allenamento di quanto si possa credere.
Abbiamo visto poi nel precedente articolo di come sia importante ottenere dati rilevati e non stimati, per non incappare in errori anche grossolani.
Ovviamente, per poter rilevare i bpm a riposo, durante o dopo l’attività fisica, lo strumento indispensabile è il cardiofrequenzimetro.

UTILIZZO DEL CARDIOFREQUENZIMETRO:
Negli ultimi vent’anni l’industria del cardiofrequenzimetro è cresciuta su larga scala, in maniera esponenziale e se prima il mercato era praticamente dominato dal colosso Polar, ora le case produttrici sono sempre più competitive tra loro e lo standard qualitativo ha finito per beneficiarne, innalzandosi.
Costi relativamente ridotti e strumentazioni leggere e poco ingombranti hanno fatto si che il suo sviluppo incrementasse e che il “cardio” diventasse uno strumento di massa, non limitato all’elite.
Scientificamente esso è costituito da una fascia elastica contenente un trasmettitore a elettrodi, il quale invia segnali amplificati del battito cardiaco ad un ricevitore a forma di orologio o microcomputer. Questi segnali nel corso degli anni sono stati “schermati” o “codificati” in modo da non entrare in conflitto con altri cardiofrequenzimetri nelle vicinanze, in seguito sono nate diverse tipologie di segnale come “ANT+” o “WIND” ma il concetto di base è rimasto pressoché tale.
I produttori hanno continuato a lavorare poi su altri concetti, in particolare sull’interfaccia grafica, migliorando l’analisi dei dati post allenamento su computer, grazie a software più approfonditi e predisponendo i propri strumenti per autentici server interattivi e di condivisione.
A questo punto l’iter che immaginerete vi possa consigliare sarebbe questo: acquistare un cardiofrequenzimetro, svolgere un test di soglia anaerobica ed allenarvi quindi controllando la frequenza cardiaca…giusto? 
Ni, più no che si, ed ora vediamo il motivo di questa mia risposta propendente al negativo.

Per comprendere meglio la mia affermazione dobbiamo tornare ad osservare quanto scritto a inizio articolo, ovvero di come la frequenza cardiaca sia solo uno dei parametri cardiocircolatori ed in particolare porre massima attenzione sul ruolo del volume di scarica sistolica e della gittata (o gettata) cardiaca.
Andiamo con ordine, dalla fisiologia sappiamo che il volume di scarica sistolica aumenta nel passaggio dal riposo all’esercizio fisico, ma sappiamo anche grazie a diversi studi di ricerca, di come esso aumenta fino ad intensità prossime al 40-60% del massimale, salvo poi rimanere essenzialmente invariato sino al raggiungimento del massimale.
Inoltre è fondamentale sapere che in posizione supina il sangue ritorna più facilmente al cuore, piuttosto che in posizione eretta, quando si assiste ad una stagnazione nelle estremità inferiori, questo fa si che i valori di scarica sistolica siano più alti, a riposo, rispetto a quelli in posizione eretta.
Vi chiederete sicuramente il motivo di tutto ciò e per dare una risposta ai vostri quesiti non posso esimermi dall’inserire un concetto fondamentale, quello di gittata cardiaca.
Q (gettata cardiaca) = HR (frequenza cardiaca) x SV (volume di scarica sistolica)
Riprendendo il concetto di qui sopra, sulla variazione del volume di scarica sistolica da disteso a eretto, converrete con me come nel passaggio dalla posizione di riposo a quella eretta, camminando ad esempio, la frequenza cardiaca salga rispetto alla posizione supina. 
Osservando la formula di qui sopra e sapendo che in posizione eretta SV si riduce, è evidente il motivo per cui la frequenza cardiaca aumenti: per mantenere la gittata cardiaca.
Questo stato di “equilibrio” è fondamentale per assicurare sempre adeguato rifornimento ai tessuti, aumentando la velocità della circolazione all’aumentare dello sforzo.

Vi chiederete dunque dove voglia andare “a parare” con tutto ciò, ebbene…questa introduzione era fondamentale per poter descrivere uno dei processi più interessanti, che fanno si che in determinate situazioni allenarsi esclusivamente con la frequenza cardiaca possa essere limitativo:
la DERIVA CARDIACA.
Ci appelliamo ancora una volta alla fisiologia per comprendere ciò che accade durante un esercizio aerobico prolungato (o ad alte temperature), nel corso del quale si verifica un aumento della frequenza cardiaca, dovuto all’abbassamento del volume di scarica sistolica (fate riferimento sempre a Q=HRxSV), oltre ad un calo della pressione arteriosa sistemica e polmonare.
Non entrerò nel merito dei motivi che portano alla deriva cardiaca, per dovere di informazione vi dirò soltanto esistono due studi contrapposti, il primo afferma che la causa scatenante tale deriva sia da ricercare nell’aumento della frazione di gettata cardiaca diretta ai vasi della cute, dilatati per disperdere calore ed evitarne l’aumento di temperatura corporea; con conseguente riduzione del volume di sangue di ritorno al cuore e diminuzione del volume di scarica sistolica.
Il secondo studio invece (University of Texas, Dr. Coyle) ridiscute completamente il concetto, pertanto non mi dilungherò, mentre preferisco sottoporvi un chiaro esempio affinchè possiate meglio comprendere.

deriva cardiaca

Fig.3 – Deriva cardiaca illustrata dalle risposte circolatorie ad un esercizio prolungato, svolto ad intensità moderata, in stazione eretta e temperatura 20° C. Valori espressi in percentuale rispetto alla rilevazione a 10 minuti dall’inizio dell’esercizio. (J.H.Wilmore – D.L.Costill, pag.265, Fisiologia dell’esercizio fisico e dello sport)

La figura di qui sopra rende sicuramente l’idea e descrive al meglio quanto scritto sotto, si nota quindi la crescita progressiva della frequenza cardiaca al diminuire della pressione arteriosa e del volume di scarica sistolica, mentre ovviamente la gittata cardiaca “lotta” per mantenersi costante.

blocco di allenamento

Fig.4 – Analisi di un “blocco” di allenamento svolto a ritmo (passo al chilometro) costantemente al MEDIO.

Analizzando i vostri file vi accorgerete di come la deriva cardiaca si presenti puntualmente, in linea di massima in atleti di medio-alto livello la risposta della frequenza cardiaca tende a crescere in misura meno elevata che in atleti meno allenati e soprattutto si presenta in un lasso temporale più lontano dal momento di inizio attività.

blocco di allenamento 2

Fig.5 – Allenamento speculare svolto con 18°C. Evidente l’aumento della FC dopo i 20’. (Zetatraining)

Le figure 4 e 5 sono la chiara dimostrazione di come la deriva possa variare in funzione della temperatura esterna su allenamenti confrontati tra loro del medesimo atleta.
Come si nota il passo al chilometro è risultato essere perfettamente costante, come da richiesta in fase di preparazione allenamento. L’atleta è stato quindi ligio impostando un ritmo in linea pienamente con i parametri ricercati, questo perché tutto il piano di allenamento è stato impostato sul passo al chilometro, e non sulla frequenza cardiaca. Se si fosse fidato ciecamente della frequenza stessa attorno al venticinquesimo minuto avrebbe dovuto ridurre la velocità vanificando la media finale.
DERIVA CARDIACA MA NON SOLO…
Il fenomeno della deriva cardiaca non è l’unico “limite” della frequenza cardiaca come sistema di monitoraggio dell’allenamento, tant’è che conoscendo il proprio atleta a fondo e tale fenomeno, ci si può comunque convivere; però tra gli svantaggi restano i già indicati nel paragrafo di qui sopra (frequenza cardiaca a riposo): alimentazione, stress, recupero inadeguato, temperatura e soprattutto ritardo di risposta (quando iniziate una ripetuta non portandovi in anticipo nel range corretto di bpm vi accorgerete di come essa inizialmente sia ben più bassa, salvo poi salire nei secondi / minuti successivi e poi eventualmente stabilizzarsi), che fanno si che la frequenza cardiaca possa subire importanti variazioni da un giorno con l’altro.

CARDIOFREQUENZIMETRO SI/NO?

Con questo articolo ovviamente non voglio demonizzare nulla, se mai analizzare pregi e difetti e per farlo al meglio ritengo necessario distinguere per ogni disciplina relativa al “mondo corsa” quale sia lo strumento di controllo migliore, al fine di trarre il massimo dal proprio allenamento.
Sono sicuramente a favore di questo strumento fondamentale per ogni runner che si rispetti, ma come ripeto in alcune discipline questo è primario, in altre è secondario in quanto “superato” dall’utilizzo del passo al chilometro.

consigli cardiofrequenzimetro

La tabella di qui sopra racchiude alcuni consigli sullo strumento preferibile a seconda della disciplina praticata, come evidenziato qui sopra al giorno d’oggi lo strumento più completo e funzionale deve essere necessariamente dotato di GPS, in maniera tale da controllare dettagliatamente i ritmi di corsa ed ovviamente con il monitoraggio della frequenza cardiaca, in aggiunta. Va da sé che le variabili dei cosiddetti “sport da dislivello”, in cui la salita e le variazioni di pendenza sono predominanti, quasi obblighino a lavorare con il cosiddetto cardio, escludendo il ritmo / passo al km.

Concludendo, pregi o difetti che si voglia, ci troviamo di fronte ad uno strumento indispensabile per il controllo dell’allenamento, anche se purtroppo però gran parte dei clienti finali acquista questo importante strumento e lo sfrutta solo per un 30-40% rispetto a quanto potrebbe essere fatto con una maggiore conoscenza, soprattutto lo fa senza sapere i propri reali valori in termini di soglia aerobica ed anaerobica, allenandosi a sensazione per anni, su basi spesso errate e quasi sempre tendenti alla sovrastima di sé stessi.

Grazie dell’attenzione, alla prossima!

Davide Zecchi
Dott. in Scienze Motorie
www.zetatraining.it

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