Impegno metabolico del calciatore

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Il prof. di Prampero spiega la potenza metabolica su cui si basa un metodo di valutazione del costo energetico nelle prestazioni di un calciatore. Questo approccio è alla base del sistema GPEXE …

Il prof. di Prampero spiega la potenza metabolica su cui si basa un metodo di valutazione del costo energetico nelle prestazioni di un calciatore. Questo approccio è alla base del sistema GPEXE realizzato da Exelio.

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  • 1. Impegno  metabolico  del  calciatore:   teorie  e  realtà   Pietro  Enrico  di  Prampero  –  Osgnach  Cris5an     Milano,  27  maggio  2013  
  • 2.     Da5  5pici  o?enu5  da  Video  Match  Analysis       •  Distanza  totale:  10  –  13  km   •  Spesa  energe7ca  totale:  1200  –  1500  kcal   •  Fa7ca:  la  distanza  coperta  nei  primi  45  minu5  è  del  5  -­‐  10  %   maggiore  di  quella  coperta  nel  secondo  tempo   •  Intensità  basata  sulle  seguen5  categorie  di  velocità     Walking      -­‐      Jogging      -­‐      Running  LS      -­‐      Running  HS      -­‐      Sprin5ng   ≈  70%  del  tempo  totale:  Walking,  Jogging  o  Running  LS   ≈  28%  del  tempo  totale:  Running  HS  (150-­‐250  corse  di    15-­‐20  m)   ≈  2  %  del  tempo  totale  o  5-­‐10%  della  distanza  totale:   Sprin5ng  (velocità  superiori  a  19  -­‐  25  km/h)   Queste  analisi  non  prendono  in  considerazione   un  elemento  cruciale  del  calcio:  le   accelerazioni  e  decelerazioni.  
  • 3. In  effe`,  il  dispendio  energe5co  totale  è   o?enuto  dal  prodo?o  della  distanza  totale   per  il  costo  energe5co  della  corsa   (per  unità  di  distanza).   A  sua  volta  questo  è  assunto  eguale  a  quello   osservato  a  velocità  costante   (≈  1  kcal/(kg・km)).   Tu?avia,  nelle  fasi  di  accelerazione,  a  causa   dell’energia  cine5ca  necessaria  per   incrementare  la  velocità,  il  costo  energe5co   della  corsa  è  superiore  che  a  velocità   costante.  
  • 4. Qualche  anno  fa  abbiamo  proposto  di  s5mare  il   costo  energe5co  della  corsa  in  accelerazione,   sulla  base  dell’equivalenza  tra  un  sistema  di   riferimento  accelerato  (centrato  sul  corridore)  e   il  campo  gravitazionale  terrestre   (P.E.  di  Prampero  et  al.,  J.  Exp.  Biol,  2005).     Nella  fa`specie,  la  corsa  in  accelerazione  su   terreno  piano  è  considerata  analoga  alla  corsa   in  salita  a  velocità  costante,  dove  la  pendenza  è   imposta  dall’accelerazione  antero-­‐posteriore,   come  segue.  
  • 5. Corsa  in  accelerazione   su  terreno  piano  (A)  o  in  salita  a  velocità  costante  (B).   M,  massa  corporea;  af,  accelerazione  antero-­‐poteriore;  g,  accelerazione  di   gravità;  g’,  somma  ve?oriale  di    af  e  g;  T,  terreno;  H,  orizzontale;  α,  angolo  tra   l’asse  corporeo  medio  del  sogge?o  e  T;  90  -­‐  α,  angolo  tra  T  e  H.     La  pendenza  equivalente  (ES,  Equivalent  Slope)   è  de9ata  dall’angolo  90  –  α.    
  • 6. La  pendenza  equivalente  imposta  dall’angolo  90  –  α  è  la     tangente  dell’angolo  in  ques5one:         ES  può  quindi  essere  facilmente  determinata  purché   l’accelerazione  antero-­‐posteriore  sia  nota.    A   B  
  • 7. Nella  corsa  in  accelerazione,  la  forza  media  esercitata   dai  muscoli  è  il  prodo?o  della  massa  corporea  per  g’   (F'  =  peso  corporeo  equivalente  =    M・g’)     Al  contrario,  a  velocità  costante,  la  forza  media   è  eguale  al  peso  corporeo   (F  =  M・g)     Il  rapporto  F'/F  =  g'/g  è  definito   ”massa  corporea  equivalente”   e  indicato  con  il  simbolo  EM:  
  • 8. Il  costo  energe5co  della  corsa  in  salita  a   velocità  costante  è  ben  conosciuto   (Margaria,  1938;  Margaria  et  al.,  1963;  Mine?  et  al.,  1994;  2002)     Quindi,  quando  sia  nota   l’accelerazione  antero-­‐posteriore  è   rela5vamente  semplice  calcolare  i   corrisponden5  valori  di  pendenza  (ES)   e  massa  (EM)  equivalente,   e  di  qui  risalire  al  costo  energe5co   corrispondente.  
  • 9. (i  =  inclinazione)   (Mine?  et  al.,  2002)  
  • 10. ES  =  pendenza  equivalente   EM  =  massa  equivalente   Cr0  =  costo  energe5co  della  corsa  a  velocità  costante  in  piano  
  • 11. Linea  orizzontale  so`le  inferiore:   Cr  a  velocità  costante  in  piano  ≈  4  J/(kg・m)     Area  punteggiata:  ruolo  di  ES     Area  in  nero:  ruolo  di  EM  
  • 12. Potenza  metabolica  istantanea  Pmet  (W/kg),   data  dal  prodo?o  di  Csr  (J/(kg・m))  e  velocità  (m/s)   Pmet  =  Csr  ・  v     20.9  W/kg  =  60  ml  O2/(kg・min)  
  • 13. Il  nostro  studio  in  sintesi     •  50  par5te  del  Campionato  di  Serie  A  2007-­‐2008   •  1,050  analisi  su  399  giocatori         •  Età  27  ±  4  anni   •  Massa  corporea  75.8  ±  5.0  kg   •  Statura  1.80  ±  0.06  m  
  • 14. Video  Match  Analysis  (tradizionale)     •  Tempo  totale:  95  min  5  s  ±  1  min  40  s     •  Distanza  totale:  10950  ±  1044  m   •  Categorie  di  velocità   T  =  tempo;  D  =  distanza:  
  • 15. L’approccio  tradizionale  non  7ene  conto   di  accelerazioni  e  decelerazioni.   Abbiamo  quindi  rianalizzato  gli  stessi  da5   s5mando    il  costo  energe5co  della  corsa,   come  descri?o  in  precedenza   (P.E.  di  Prampero  et  al.,  J.  Exp.  Biol,  2005)    
  • 16.     •  Abbiamo  quindi  suddiviso  le  prestazioni  dei  giocatori  in   categorie  di  accelerazione,  anziché  di  velocità,  e  abbiamo   s5mato  il  costo  energe5co  corrispondente  (EC).  
  • 17. •  Questo  ci  ha  consen5to  di  s5mare  la  potenza  metabolica  a  par5re   dal  prodo?o    del  costo  energe5co  per  la  velocità.  A  sua  volta,  il   prodo?o  della  potenza  metabolica  per  il  tempo  è  la  spesa   energe5ca  totale  (EEE)   (NB:  20.9  W/kg  =  60  ml  O2/(kg・min))  
  • 18. Velocità  vs.  Potenza  Metabolica   6.3% 43.1% Solo  il    ≈  6  %  del  tempo  totale  è  speso  a  velocità  superiori  a  16   km/h;  ma  ben  il  ≈  43  %  dell’energia  totale  è  spesa  al  di  sopra   della  corrispondente  potenza  metabolica  (20  W/kg).    
  • 19. Potenza  metabolica:   effe`  di  velocità  e  accelerazione    
  • 20. Potenza  metabolica:  effe`  di  velocità  e  accelerazione  
  • 21. 0.98   1.96   2.94   3.92   4.90  -­‐0.98  -­‐1.96  -­‐2.94  -­‐3.92  -­‐4.90  
  • 22. DISTANZA  EQUIVALENTE  (ED)   E’  la  distanza  che  il  giocatore  avrebbe  coperto   con  lo  stesso  dispendio  energe5co  totale,   ma  correndo  a  velocità  costante   10.950 m 13.166 m 1.107 kcal 1.107 kcal
  • 23.  Distanza  Equivalente  
  • 24. L’  INDICE  DI  DISTANZA  EQUIVALENTE  (EDI)   E’  il  rapporto  tra  la  distanza  equivalente  (ED)  e   l’effe`va  distanza  coperta  nel  periodo   considerato  (TD).   10.950  m   13.166  m   = 1.20  =
  • 25. ”Indice  di  Distanza  Equivalente”    
  • 26. L’INDICE  DI  ANAEROBIOSI  (AI)   E’  il  rapporto  tra  l’energia  spesa  al  di  sopra  di  una  soglia   di  potenza  metabolica  (TP),  scelta  dall’operatore   (VO2max  o  Soglia  Anaerobica,  o  ……)  e  la  spesa   energe5ca  totale.   w  +  W   W  AI   =
  • 27. L’INDICE  DI  ANAEROBIOSI  (AI)  
  • 28. Infine,  ci  sembra  u5le  sul  piano  pra5co  iden5ficare  il   numero  di  “even5”  al  di  sopra  di  una  potenza  cri5ca   predefinita  (e.g.  20  W/kg)  e  cara?erizzarli  in  termini   di  durata,  distanza  e  velocità,  ciò  che  nel  nostro   lavoro  del  2010  non  si  era  fa?o.   15  min  allenamento  specifico  con  la  palla  
  • 29.     Ques7oni  aperte     La  s5ma  della  potenza  metabolica  sulla  base   dell’equivalenza  tra  corsa  in  accelerazione  in  piano  e   corsa  a  velocità  costante  in  salita  si  basa  sulla  serie  di   presuppos5  elenca5  in  precedenza.  Di  ques5,  il  più   discu5bile  è  probabilmente  l’eguaglianza  del  lavoro   interno  nelle  due  condizioni.  In  effe`,  il  lavoro  interno   dipende  dalla  frequenza  e  ampiezza  dei  movimen5   degli  ar5  rispe?o  al  baricentro  corporeo,  oltre  che  dalla   massa  degli  ar5  stessi.  E’  quindi  verosimile  che  il  lavoro   interno  sia  maggiore  nella  corsa  in  accelerazione,   rispe?o  a  quella  in  salita,  sopra?u?o  nelle  fasi  di   elevata  accelerazione  e  di  breve  durata.    
  • 30. Che  le  cose  s5ano  effe`vamente  così  è  anche   suggerito  da  un  recente  lavoro   (Buglione,  di  Prampero,  Eur.  J.  Appl.  Physiol.  113:  1535–1543,  2013)   in  cui  si  dimostra  che  la  valutazione  indire?a  del  costo   energe5co  delle  corse  a  nave?a  su  brevi  distanze   (≈  10  m)  so?os5ma  la  misura  dire?a,  mentre  sulla   distanze  maggiori  (≈  20  m)  valutazione  indire?a  e   misura  dire?a  coincidono.       Una  possibile  via  d’uscita  da  questo  stato  di   cose  potrebbe  essere  la  correzione  dei  valori   sBmaB  sulla  base  della  frequenza  dei  passi.     “Affaire  à  suivre”      
  • 31. Va  anche  so?olineato  che  solo   un’elevata  frequenza  di   acquisizione  e  un  appropriato   filtraggio  dei  segnali  consentono   un’adeguata  rappresentazione   della  “realtà”.  
  • 32. CONCLUSIONI L’approccio tradizionale, basato solo su categorie di velocità sottostima l’impegno metabolico“vero”.
  • 33. “………..     fa`  non  foste  a  viver  come  bru5   ma  per  seguir  virtude  e  conoscenza.”   (Dante, La Divina Commedia – Inferno XXVI: 119 -120.)