Introducere în pregătirea sportivului amator, partea I

Sportul amator a început să câștige din ce în ce mai mult teren în fața celui profesionist, datorită posibilităților tehnologice disponibile publicului larg și a reclamei de care se bucură pe mediile de socializare. Odată cu această tendință, informarea asupra siguranței și pregătirii corespunzătoare a sportivilor amatori devine la rândul ei un punct de interes puternic vehiculat în mediul online.

Pe lângă informații generale legate de siguranță și teorie sportivă, această mini-serie va intra în detalii legate de metode de conducere a antrenamentului cu și fără ajutorul tehnologiei actuale, metode de refacere și menținere a continuității practicării efortului fizic cu accent pe feedbackul organismului la efortul depus.

Introducere

Sportul a primit o lovitură dură în această perioadă din cauza pandemiei care a afectat în măsuri diferite fiecare țară de pe glob. Majoritatea sporturilor au fost nevoite să își sisteze activitatea regulată și să se orienteze către o nouă modalitate de a persista. Cei care au avut cel mai mult de suferit au fost sportivii, aceștia fiind nevoiți să se antreneze singuri în spațiile personale, fără un control riguros ca până acum.

Pandemia actuală va avea un impact major asupra modului în care sportul profesionist și amator își va continua activitatea pe termen scurt și mediu. Evenimentele recente au crescut atenția populației asupra stării proprii de sănătate și acest lucru va putea fi observat și în sportul amator. Sportul profesionist necesită o abordare preventivă mult mai rigidă față de perioada pre-COVID-19 și aceste măsuri vor fi practicate și în cazul altor manifestări, fie ele culturale, recreaționale sau sportive amatoare.

Aceste măsuri vor veni din dorința de a proteja populația împotriva unei posibile infectări dar mai ales pentru urmărirea efectelor pe care infecția COVID-19 o poate avea asupra organismului pe termen lung. Dacă, până acum, sportul practicat individual era dezorganizat, evenimentele recente au ridicat atenția populației asupra protejării și menținerii sănătății personale, lucru care va determina practicanții oricărei forme de activitate fizică regulată să abordeze metodic, preventiv și informat sportul ales.

Speranța profesioniștilor din sănătate este că această experiență a pandemiei mondiale să fi avut un impact pozitiv în ceea ce privește conștientizarea fragilității stării de sănătate și implicarea activă în documentarea și păstrarea obiectivă a ei.

Siguranţa în sport

Primul pas pe care trebuie sa îl facem înainte de a începe orice formă de activitate fizică regulată este să ne punem întrebarea „Corpul meu poate susține efortul fizic în condiții de siguranță?”. Sportul sau activitatea fizică care depășește nivelul de funcționare din repaus presupune o serie de modificări ale aparatului cardiovascular, neuromuscular, biochimic, humoral și sangvin.

Practic, se modifică substanțial toți parametrii de funcționare ai corpului nostru și intrăm într-o stare de alertă generală cu potențial de modificare structurală și funcțională a organismului, în funcție de durata și tipul sportului ales. Este imperios necesar să ne investigăm această posibilitate de a susține efortul fizic pentru a nu ne expune unor patologii care pot avea un sfârșit abrupt și anume moartea subită [2].

Foarte multe cazuri de moarte subită au fost înregistrate atât în rândul practicanților amatori de sport, cât și în rândul populației generale care s-a angajat într-o formă de activitate fizică pe termen scurt. În plus, nici populația juvenilă nu este protejată de această patologie, înregistrându-se cazuri de copii care au murit subit în timpul orelor de sport [3].

Un lucru cert este că folosirea unor metode de screening a populației implicate în sport poate reduce semnificativ apariția morții subite și susține vehement necesitatea abordării exercițiul fizic într-o manieră informată și sigură [4]. Astfel, în urmă stabilirii dorinței de a face sport, este de dorit ca următorul pas să fie programarea pentru un consult de specialitate care să investigheze capacitatea organismului de a tolera efortul fizic în condiții de siguranță.

Introducerea în activitatea fizică

Pentru a putea urma un program de activitate fizică în mod informat, este util să înțelegem prin ce trece organismul pentru a susține efortul la care este supus. Modificările care apar se pot împărți în modificări acute, reversibile la scurt timp după încetarea efortului fizic și modificări cronice, adaptative, care pot să persiste pe termen lung după oprirea activității fizice regulate [4].

Susținerea efortului fizic este realizată de o serie de modificări imediate,  reprezentate de creșterea debitului cardiac, creșterea tensiunii arteriale sistolice,  a frecvenței și volumului respirator, redistribuirea fluxului și volumului sangvin către musculatura implicată în efort și intensificarea schimburilor gazoase de la nivelul musculaturii care lucrează.

Toate aceste schimbări au loc ca urmare a cererii crescute de energie, oxigen, nutrienți și a nevoii de îndepărtare a produșilor de metabolism ai mușchilor activi. Totalitatea acestor intensificări ai parametrilor de funcționare ai organismului reprezintă capacitatea lui de a reacționa în fața unui stimul de efort.

Dacă acest stimul persistă, urmează o fază de oboseală, apoi refacere și dacă repetăm această schemă de suficiente ori, corpul uman va transforma actul de refacere într-un act de evoluție, de adaptare la stimulul la care a fost supus. În acest moment, putem vorbi despre apariția modificărilor cronice la efort.

Aceste adaptări la efort sunt rezultatul unui plan de antrenament menit să producă o îmbunătățire a organismului pentru condițiile la care este supus. Cu cât planul de antrenament este mai corect realizat, cu atât rezultatele se pot obține mai rapid, mai eficient și mai ușor.

Corpul se adaptează și în cazul unui program haotic dar, ulterior, adaptarea va fi dezorganizată și nu va servi atât de bine scopului de la care s-a plecat. Din această cauza, este sugerat ca înainte de angajarea într-o activitate fizică regulată să contactați specialiștii în domeniu și, împreună cu ei, să customizati un plan de antrenament care să se potrivească nevoilor și obiectivelor dumneavoastră.

Acest plan de antrenament trebuie să aibă în vedere definirea tipului de efort (aerob sau anaerob), substratul energetic folosit preponderent (glucide, lipide), periodizarea antrenamentelor, pentru a evita supraantrenamentul, dietă optimă care să susțină efortul depus și modalitatea în care vor fi urmărite obiectiv progresele în timp. 

Cordul sportiv

Cea mai importantă adaptare are loc la nivelul cordului. Acesta, în funcție de tipul de efort la care este supus, își poate modifică structura fibrelor musculare pentru a putea compensa travaliul produs. În sens didactic, inima își crește dimensiunea (cordul sportiv), dar contează modul în care se realizează creșterea în volum.

Acesta se poate realiza prin dilatarea cavității ventriculului stâng, situație în care inima trebuie să compenseze printr-o creștere a volumului de sânge pe care îl trimite în periferie. Având o cameră mai încăpătoare, aceasta poate, într-o unitate de timp fixă, să pompeze o cantitate mai mare de sânge către musculatură. Dilatarea cavităţii apare în sporturile de anduranță, care necesită un efort muscular submaximal, relativ constant, menținut pentru o perioadă lungă de timp.

Sporturile de anduranță (ciclism, maraton, ski fond, fotbal) sunt activități fizice care presupun realizarea unor contracții musculare izotonice care se repetă. Contracția musculară izotonică reprezintă starea de contracție a musculaturii în care tensiunea dezvoltată este constantă, dar lungimea fibrei musculare se modifică.

Datorită faptului că fibra musculară își modifică lungimea și există scurte perioade de relaxare între contracții, se explică și necesarul volumetric crescut de sânge, care nu numai că trebuie să ajungă, dar este și chemat prin efectul de pompă pasivă pe care îl exercită musculatura în procesul alternativ de contracție-relaxare pe care îl realizează [5].

Al doilea tip de reconstrucție a cordului este hipertrofia sau îngroșarea peretelui ventricular. Această formă de adaptare apare la sportivii angajați în eforturi care implică o rezistență crescută (haltere, aruncări, sărituri, sprint, snowboard, baschet, volei, breakdancing).

Rezistența care trebuie învinsă se realizează prin efectuarea unui efort brusc, de intensitate maximală (ridicarea greutății, săritură în înălțime, învingerea forței gravitaționale în timpul procedeului de carving sau aterizare), care necesită blocarea și comprimarea aerului în plămâni, crescând astfel presiunea în cutia toracică și automat și presiunea în sistemul circulator.

Lucrând cu presiuni crescute frecvente, cordul se va adapta pentru a putea să pompeze sângele în față acestui obstacol presional prin dezvoltarea unui perete mai gros, mai puternic.

Puține sporturi dezvoltă doar un tip de adaptare a inimii, majoritatea având componente procentuale din cele două forme de modificări, per total favorizând fie forma de anduranță, fie forma de rezistență [6].

Evaluarea fizică a sportivului

Odată ce am efectuat examenul cardiologic și ne-am asigurat că inima funcționează normal și nu există niciun risc să o suprasolicităm, urmează examinarea aparatului musculoscheletal.  Deși pare un lucru banal, o examinare corectă și atentă poate decela anumite deficiențe posturale și de mișcare care pot afecta, în timp, forma sportivă.

Evaluarea dezvoltării fizice este foarte importantă la copii și adolescenți, populație pentru care perioada de creștere și dezvoltare este încă activă. În urma evaluării fizice se poate observa gradul de dezvoltare fizică în raport cu vârsta și sexul, aprecierea vârstei fiziologice în raport cu gradul dezvoltării fizice, util în perioada pre-pubertară pentru stabilirea celor mai corecte exerciții fizice pentru o dezvoltare armonioasă ulterioară și depistarea deficiențelor fizice și indicarea celor mai potrivite metode de corecție [7].

Omiterea unei astfel de evaluări poate agrava potențiale probleme posturale sau chiar de mișcare care vor suprasolicita anumite regiuni ale corpului, oprind astfel progresul natural către forma sportivă și în anumite situații putând chiar să îndepărteze definitiv sportivul de activitatea fizică. Examinarea fizică presupune măsurarea staturii, luând în considerare înălțimea capului și gâtului, a trunchiului și a membrelor inferioare.

Aceste componente pot varia pe parcursul creșterii și pot oferi informații legate de impactul antrenamentelor asupra lor. Se mai practică măsurarea perimetrelor musculare ale membrelor pentru stabilirea unor valori de referință și pentru urmărirea în timp a evoluției musculaturii, a rezultatelor antrenamentelor și a recuperării posttraumatice sau, în anumite cazuri, a efectelor produse în timp de sporturi asimetrice care favorizează doar o parte a corpului (tenis de masă și de câmp, skandenberg, snowboard, ski).

În plus, putem aprecia obiectiv, pe lângă greutatea individului, și compoziția corporală care separă din greutate masa activă de țesutul adipos. Această măsurătoare se face cu ajutorul adipocentimetrului, care înregistrează grosimea țesutului adipos la nivelul a 5 plici situate pe abdomen, flanc, spate (sub unghiul omoplatului), triceps brachial și coapsă.

Valoarea optimă a țesutului adipos diferă pentru fiecare sport în parte, dar pentru a putea beneficia la maximum de mișcarea produsă de musculatură fără pierderi cinetice cauzate de țesutul adipos, acesta trebuie să fie cât mai mica (6-13%) [8]. De asemenea, mobilitatea articulară este o componentă importantă în evaluarea unui practicant de sport, pentru că oferă informații legate de sănătatea articulațiilor implicate în mișcare și mai ales a musculaturii adiacente.

Majoritatea sporturilor necesită o mobilitate bună a articulațiilor, deoarece eficientizează mișcarea (alergarea și săriturile prin tamponarea impactului cu solul, aruncările prin creșterea mobilității umărului dominant la aruncătorii de baseball sau handball, dansul pentru executarea armonioasă a mișcărilor).

Susţinerea energetică a efortului fizic

Organismul uman necesită, pentru a susține un efort fizic, energie înmagazinată în alimentele pe care le consumăm. Această energie se regăsește într-un format chimic care, mai apoi, este transformată de către musculatură în lucru mecanic. Substraturile energetice pe care le folosește organismul uman provin din metabolizarea glucidelor, lipidelor și a proteinelor.

Ordinea prezentării lor nu este întâmplătoare, glucidele fiind substratul  preferat al mușchilor, acestea eliberând cea mai mare energie pe unitatea de timp. Carbohidrații furnizează 4,1 kcal/gram, mai puțin ca lipidele (9 kcal/gram), dar metabolizarea acestora necesită un proces mai laborios care durează mai mult timp.

Proteinele au rol energetic doar în situații excepționale (eforturi extrem de lungi, inaniție), în care rezerva de glucide și lipide a fost consumată în totalitate și organismul începe procesul de auto-consum. Aceste căi de obținere a energiei se pot realiza în prezența oxigenului (glicoliza aerobă, lipoliza și proteinoliza) sau în absența oxigenului (glicoliza anaerobă și sistemul fosfagen ATP+CP).

Capacitatea organismului de a produce energie atât în prezența oxigenului cât și în absența acestuia ne oferă posibilități nebănuite de a explora ce poate face corpul uman în condiții extreme (scufundări de lungă durată la mari adâncimi, ridicarea unor greutăți impresionante, atingerea unor viteze ridicate, parcurgerea unor distanțe foarte lungi în alergare etc.).

Contracția musculară are nevoie de energie, care provine de la molecula de ATP (adenozintrifosfat). ATP-ul este produs prin diferite căi de metabolizare a glucidelor, lipidelor și proteinelor și este stocat local în mușchi, în cantitate limitată. El poate asigura energie pentru realizarea a numai câteva secunde de efort exploziv și de intensitate ridicată.

Astfel, se explică de ce în situații critice putem efectua un efort intens chiar și în lipsa oxigenului (imersarea accidentală în apă și revenirea la suprafață pe cont propriu). După consumarea rezervelor de ATP, următorul pas îl reprezintă intrarea în acțiune a creatin fosfatului (CP), a doua rezervă locală de energie, care se găsește într-o cantitate mai mare decât ATP-ul. CP ajută la susținerea efortului pentru încă 5-10 secunde, prin refacerea ATP-ului folosit în primele secunde de efort. CP nu poate fi folosit direct în contracția musculară, ATP-ul fiind moneda energetică către care organismul își orientează toate metabolismele producătoare de energie.

Dacă efortul continuă după pragul de 15-20 de secunde, sistemul fosfagen (generator de grupări fosfat) a fost consumat și organismul trebuie să producă ATP din glucoză. Până în acest moment, efortul se poate realiza în absența oxigenului, fără să existe vreun cost asupra organsimului. În continuare, corpul este capabil să producă energie în absența oxigenului cu ajutorul glicolizei anaerobe, care deși permite continuarea efortului până la aproape 1 minut, se realizează cu acumularea treptată a acidului lactic.

Acidul lactic reprezintă consecința metabolizării anaerobe a glucozei, care în continuare înmagazinează un potențial energetic mare, ce poate fi utilizat doar în condiții aerobe (prezența oxigenului) la nivelul ficatului, pentru regenerarea glucozei sau la nivel muscular, unde poate fi folosit direct sau indirect pentru producerea de ATP [9].

Până în primul minut al efortului, se utilizează stocul de ATP și CP, se pornește producerea de ATP prin glicoliza anaerobă, dar continuarea efortului în lipsa oxigenului ar determina creșterea concentrațiilor de acid lactic în mușchi și generarea unei acidoze metabolice locale care inactivează enzimele glicolizei anaerobe și oblige la comutarea producerii energiei către glicoliza aerobă.

Această cale de metabolizare a glucozei în prezența oxigenului, deși mai lentă ca formă anaerobă, folosește întreaga capacitate energetică a moleculei de glucoză rezultând 36 (dacă se pornește de la glucoză) sau 38 (dacă se pornește de la glicogen) molecule de ATP [10]. În plus, glicoliza aerobă folosește acidul lactic produs în absența oxigenului și reduce simptomatologia produsă de acumularea acidului lactic în mușchi (durere sub formă de arsură, amețeli, greață, senzație de oboseală).

Rezerva de glucide este și ea limitată în organism, găsindu-se sub formă de glicogen în mușchi (rezervă imediată) și în ficat, de unde este eliberată la cerere către mușchi. Susținerea efortului pe baza glucozei se poate realiza până la aproximativ minutul 30 al efortului (efort submaximal, mediu sau ușor), după care organismul comută pe utilizarea lipidelor. Toate referirile temporale sunt de ordin didactic, deoarece în practică fiecare corp este unic, fiecare sistem energetic poate fi antrenat iar valorile se pot modifica.

Rezervele de lipide, față de rezervele de glucoză, sunt aproximativ nelimitate în teorie și se regăsesc la nivelul țesutului adipos subcutanat și în jurul organelor. Lipoliza, deși produce mai multă energie per unitate, este un proces lent și consumă mai mult oxigen ca glicoliza.

Din acest motiv, odată început procesul de utilizare al lipidelor ca substrat energetic, intensitatea efortului trebuie să scadă până la un nivel în care cerința de oxigen pentru energie a musculaturii este egală cu aportul primit de la plămâni. Această relație de egalitate între cerință și aportul de oxigen stă la baza susținerii eforturilor aerobe, teoretic pe durata indefinită. Dacă raportul se schimbă oricând în timpul exercitului în favoarea cererii de oxigen, metabolismul energetic devine anaerob și începe acumularea de acid lactic, care prevestește oprirea ulterioară a efortului fizic [11]. 

Capacitatea de efort

 Din informațiile prezentate mai sus, se înțelege că oxigenul nu este indispensabil realizării contracției musculare și că, atât timp cât există un echilibru între necesarul de oxigen și aportul lui către musculatură, cel puțin teoretic, putem să susținem un efort la infinit.

Până aici este adevărat, dar există variabile în joc și anume: substratul energetic care este limitat, consumul maxim de oxygen (VO2MAX), pragul aerob-anaerob și economia de efort [12]. Astfel, efortul fizic are o componentă anaerobă, care nu depinde de prezența oxigenului pentru a produce energie, dar este limitativă odată cu epuizarea rezervelor de ATP, CP și începerea acumulării acidului lactic din timpul glicolizei anaerobe.

Componenta aerobă depinde de prezența oxigenului, pe baza căruia se extrage energie prin glicoliză, lipoliză și proteinoliză, atât timp cât cantitatea de oxigen care ajunge la musculatura este mai mică sau egală cu cerința acestuia. Temporal, dacă pornim un exercițiu fizic de intensitate medie pe care îl vom executa la aceeași intensitate, la momentul 0, debutăm prin efort anaerob, deoarece mecanismele care activează modificările imediate la efort (creșterea debitului cardiac, a frecvenței ventilatorii, etc.) se relizeaza cu un mic decalaj.

Dacă efortul continuă peste 30 s-1 minut, inima și plămânii reușesc să preia efortul fizic în prezența oxigenului, ajungând la momentul 1. Tranziția de la un tip de efort la celălalt nu este brusc, el se realizează treptat, amandoua formele co-existând, contând în schimb care din ele este predominant. Dacă efortul depășește momentul 1, forma aerobă devine majoritară și se păstrează până la epuizarea rezervelor glucidice. Se comută apoi pe utilizarea lipidelor, atingandu-se momentul 2.

Dacă intensitatea efortului este constantă, utilizarea lipidelor necesită mai mult oxigen și mai mult timp pentru a produce energie față de glucoză, lucru care va determina creșterea necesarului de oxigen în mușchi. Dacă acest necesar este încă sub consumul maxim de oxigen, efortul continuă în condiții aerobe până la epuizarea lipidelor, moment în care se face trecerea pe proteinoliza. Automat crește suplimentar necesarul de oxigen deoarece metabolizarea proteinelor folosește la rândul ei din energia pe care o produce.

Acest moment 3 mai poartă numele de “hitting the wall” în lumea alergătorilor pe distanțe foarte lungi și se traduce printr-o stare de oboseală puternică. Dacă continuăm exercițiul cu aceeași intensitate, necesarul de oxigen va crește peste aportul maxim primit și va începe glicoliza anaerobă care va utiliza ca substrat pentru producerea glucozei, proteinele.

Această cale de producere a energiei din proteine necesită la rândul ei energie și, la un moment dat, va exista un colaps care va determina oprirea exercițiul fizic prin acumulare excesivă de acid lactic, reprezentând momentul 4. În realitate, dieta și pregătirea pre-maraton și într-maraton joacă un rol esențial în evitarea depletiei rezervelor de carbohidrați și lipide și trebuie făcută specific pentru fiecare sportiv în parte [13].

Menținerea echilibrului între aportul și necesarul de oxigen pe durata efectuării unui exercițiu fizic mai poartă numele de “steady state” sau stare de echilibru, care se traduce prin măsurarea unei frecvente cardiace constante găsită în intervalul 120-170b/min.

Depășirea stării de echilibru se traduce prin atingerea pragului aerob-anaerob. Atingerea acestui prag reprezintă limita sistemului cardiovascular și pulmonar de a menține intensitatea de efort în prezența oxigenului. Starea de echilibru reprezintă intensitatea fixă de efort aerob care poate fi menținută teoretic indefinit atât timp cât producerea de energie și aportul de oxigen sunt cel puțîn egale cu cerințele musculare.

Capacitatea de efort poate fi antrenată în orice direcție, atât timp cât planul de antrenament este dedicat rezultatului și este administrat conform reacțiilor organismului la pregătire. În ziua de astăzi, documentarea antrenamentului se poate face obiectiv, de către un specialist în domeniu sau de către sportiv, cu ajutorul unor măsurători și a tehnologiei actuale din domeniu (ceasuri sau benzi care măsoară pulsul în timp real, accelerometre pentru măsurarea cadenței etc.).

Recomandările corecte sunt de a aborda exercițiul fizic cu o informare în prealabil asupra siguranței efectuării acestuia, a planului de antrenament și a refacerii post-efort, pentru a asigura o continuitate sănătoasă, cu șanse reale de a atinge rezultatele dorite în condițiile unui parcurs lipsit de monotonie.        

Referințe bibliografice: 

1. Chappex N, Schlaepfer J, Fellmann F, Bhuiyan ZA, Wilhelm M, Michaud K. Sudden cardiac death among general population and sport related population in forensic experience. J Forensic Leg Med. 2015;35:62-68. doi:10.1016/j.jflm.2015.07.004;
2. Harmon KG, Asif IM, Klossner D, Drezner JA. Incidence of sudden cardiac death in National Collegiate Athletic Association athletes. Circulation. 2011;123(15):1594-1600. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.110.004622;
3. Corrado D, Basso C, Pavei A, Michieli P, Schiavon M, Thiene G. Trends in sudden cardiovascular death in young competitive athletes after implementation of a preparticipation screening program. JAMA. 2006;296(13):1593-1601. doi:10.1001/jama.296.13.1593;
4. Pelliccia A, Maron BJ, De Luca R, Di Paolo FM, Spataro A, Culasso F. Remodeling of left ventricular hypertrophy in elite athletes after long-term deconditioning. Circulation. 2002 Feb 26;105(8):944–9;
5. Naamani, R., Hussain, S.N.A. & Magder, S. The mechanical effects of contractions on blood flow to the muscle.  J. Appl. Physiol.71, 102–112 (1995);
6. Fagard R. Athlete’s heart. Heart. 2003;89(12):1455-1461. doi:10.1136/heart.89.12.1455;
7. Norton, Kevin & Olds, Tim. (2002). Anthropometrica;
8. Fleck SJ. Body composition of elite American athletes. Am J Sports Med. 1983 Nov-Dec;11(6):398-403. doi: 10.1177/036354658301100604. PMID: 6650717;
9. van Hall G. Lactate kinetics in human tissues at rest and during exercise. Acta physiologica. 2010;199:499–508. doi: 10.1111/j.1748-1716.2010.02122.x;
10. Vazquez, A., Liu, J., Zhou, Y. et al.Catabolic efficiency of aerobic glycolysis: The Warburg effect revisited. BMC Syst Biol 4, 58 (2010);
11. Sahlin K. Muscle fatigue and lactic acid accumulation. Acta Physiol Scand Suppl. 1986;556:83-91. PMID: 3471061;
12. Joyner MJ. Physiological limits to endurance exercise performance: influence of sex. J Physiol. 2017;595(9):2949-2954. doi:10.1113/JP272268;
13. Metabolic Factors Limiting Performance in Marathon Runners Benjamin I. Rapoport1,2* 1 M.D.– Ph.D. Program, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, United States of America, 2 Department of Electrical Engineering and Computer Science and Division of Health Sciences and Technology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, United States of America.

Dr. Vlad Ilie

medic rezident medicină sportivă, medic loturi naționale rugby juniori

Dr. Alin Popescu

medic primar medicină sportivă
secretar general S.Ro.M.S., manager medical F.R. Rugby