Effetti fisiologici di un regolare esercizio fisico sul sistema cardiovascolare e sull'organismo

(articolo di Tommaso Donati)

CUORE E SISTEMA CARDIOVASCOLARE

Il cuore è una pompa che fornisce al sangue l'energia necessaria per circolare nel sistema vascolare. Questo organo, che ha le dimensioni grosso modo di un pugno, è composto da quattro cavità(due atri e due ventricoli) e batte circa 70 volte al minuto. Il muscolo cardiaco o miocardio è costituito da cellule muscolari striate simili a quelle dei muscoli scheletrici ma connesse però funzionalmente in modo che, quando una si attiva, il processo di attivazione si propaga rapidamente a tutte le altre. Il cuore è dotato di un ritmo di contrazione intrinseco, cioè autogenera impulsi eccitatori in un'area specializzata denominata nodo seno-atriale e situata nella parete posteriore dell'atrio destro. Partendo dal nodo S-A, l'impulso cardiaco si propaga a tutta la parete degli atri ed allo stesso tempo attiva un'altra zona specializzata, il nodo atrio-ventricolare, situato alla base dell'atrio destro. Da qui si generano delle fibre, anch'esse specializzate, che conducono l'impulso eccitatorio ramificandosi più volte fino a raggiungere ogni distretto del miocardio ventricolare, per far si che questo si contragga.(1)

Il cuore può essere, di fatto, paragonato a due pompe disposte in serie che lavorano simultaneamente. La parte destra del cuore riceve sangue venoso e lo pompa nella piccola circolazione o circolazione polmonare che lo fa giungere ai polmoni dove si realizzano i processi di diffusione dei gas (O2 e CO2 ).

La parte sinistra del cuore riceve sangue ossigenato e lo pompa nella grande circolazione o circolazione sistemica la quale lo porta a tutto l'organismo.

Nella figura 2-1 è mostrata una visione schematica del sistema cardiovascolare :

cuore grande circolazione (o sistemica) piccola circolazione (o polmonare)

Il colore scuro indica il sangue ossigenato, mentre quello chiaro il sangue venoso.

Le arterie portano il sangue dal cuore verso la periferia; sono infatti chiamati arterie tutti i vasi sanguiferi nei quali il sangue scorre con direzione centrifuga rispetto al cuore.

Le arterie ramificano successivamente, dando origine a rami di calibro via via minore ed a parete sempre più sottile; terminano infine risolvendosi in vasi sanguiferi esilissimi: i vasi capillari sanguiferi. L'elevata superficie del letto capillare, la parete dei vasi sottilissima e la bassa velocità di scorrimento del sangue, fanno si che a livello capillare vengano favoriti lo scambio di gas e molecole varie tra sangue e cellule. Dai vasi capillari prendono origine le vene, che confluiscono fra di loro in vene di calibro sempre maggiore e da ultimo mettono capo al cuore; sono dette vene tutti i vasi sanguiferi nei quali la corrente del sangue ha direzione centripeta rispetto al cuore.

Nella circolazione sistemica il sangue ossigenato è nel sistema arterioso, mentre nella circolazione polmonare è nel distretto venoso.(2)

Figura 2-1

In modo più particolareggiato possiamo dire che il sangue entra nell'atrio destro dalle grosse vene, ed è spinto dalla contrazione atriale attraverso la valvola tricuspide nel ventricolo destro. Questo pompa il sangue attraverso la valvola polmonare nell'arteria polmonare, da qui il sangue passa attraverso i polmoni, per arrivare quindi tramite le vene polmonari all'atrio sinistro. La contrazione dell'atrio sinistro spinge il sangue attraverso la valvola mitrale nel ventricolo sinistro, che a sua volta lo pompa attraverso la valvola aortica nell'aorta e così nella circolazione sistemica. I due atri spingono una quantità di sangue supplementare nei ventricoli immediatamente prima che questi si contraggano e questo fa si che essi funzionino come pompe più efficacemente di quanto non farebbero se non disponessero di alcun particolare meccanismo di riempimento.(3)

La figura 2-2 mostra uno spaccato del cuore. Le valvole cardiache garantiscono un flusso unidirezionale, come indicato dalle frecce. Gli inserti mostrano ecocardiogrammi che rivelano il passaggio di sangue nelle cavità cardiache.

Figura 2-2

BENEFICI DI UNA REGOLARE ATTIVITA' FISICA

Per comprendere la rilevanza che l'esercizio ha nella salute dell'uomo, è necessario analizzare le modificazioni positive e gli adattamenti anatomo-fisiologici che esso determina nell'organismo, purché adeguatamente programmato ed adattato alle esigenze individuali.

Il cuore, essendo un organo muscolare, può essere allenato mediante esercizio fisico ed aumentare quindi la sua efficienza nell'azione di "pompaggio" del sangue.(4)

L'esercizio fisico, in particolare quello di tipo sub-massimale ad elevata componente aerobica, risulta particolarmente indicato per tutti i soggetti, compresi i cardiopatici (solo dopo una attenta valutazione e sempre sotto stretto controllo medico) per i notevoli effetti benefici che può determinare.

Il miglioramento si realizza in quanto, gli adattamenti funzionali, favoriscono una riduzione del lavoro e del dispendio energetico cardiaco a parità di lavoro esterno prodotto: questo è legato ad esempio alla riduzione della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa (due importanti fattori che influiscono sul consumo di ossigeno del cuore) per ogni carico di lavoro; ne deriva un miglioramento della capacità contrattile dei ventricoli e della loro performance.(5)

Durante l'esecuzione di esercizi ritmici (cioè attività fisiche che comportano l'attivazione ciclica di gruppi muscolari come corsa, nuoto, ciclismo, ecc.) infatti, si ha una vasodilatazione che consente un

aumento di flusso sanguigno nei muscoli che lavorano; inoltre, la contrazione ciclica delle masse muscolari, aiuta il ritorno venoso.

In esercizi di questo tipo, la pressione arteriosa massima aumenta nei primi minuti ma si stabilizza rapidamente intorno a 140-160 mmHg mentre la pressione diastolica, subisce variazioni minime.

Come mostrato in figura 2-4 invece, durante attività di potenza, con esercizi di tipo massimale che comportano lo sviluppo di forze elevate (ad esempio il sollevamento di pesi), la pressione arteriosa aumenta considerevolmente in relazione al fatto che la contrazione violenta e vigorosa delle masse muscolari comprime il distretto vascolare e quindi fa aumentare le resistenze periferiche.

Figura 2-4

Inoltre, durante lo svolgimento di esercizi brevi ed intensi, si instaura un meccanismo che prende il nome di manovra di Valsava ovvero la chiusura della glottide alla fine dell'inspirazione a cui segue la produzione di uno sforzo espiratorio contraendo fortemente i muscoli espiratori con notevole aumento della pressione intralveolare ed intratoracica. Come mostra la figura 2-5, l'inizio della manovra di Valsava corrisponde all'inizio del sollevamento dei pesi ed al brusco aumento della pressione arteriosa. Ciò si verifica in parte come risultato dell'aumento di pressione nel torace ed in parte per il fatto che il cuore si trova a dover espellere sangue nel sistema arterioso in condizioni di aumentate resistenze; molte arterie infatti, vengono ridotte di calibro dall'elevata pressione che si sviluppa nei muscoli in seguito alla contrazione. Inoltre, l'aumento della pressione intratoracica, comprime il sistema delle vene cave che riportano sangue al cuore, in particolare quella inferiore. Si ha pertanto un calo del ritorno venoso, da cui deriva un insufficiente riempimento del cuore ed una riduzione della sua azione meccanica che si traduce in una diminuzione del flusso di sangue in uscita dal cuore e quindi della gettata cardiaca. (6)