La cadenza di pedalata ottimale nel ciclismo. Influenza ed incidenza dei metabolismi e delle fibre muscolari nella cadenza di pedalata. Efficienza ed Economia nella cadenza di pedalata Convegno Nazionale Tecnico Scientifico Presentazione di Daniele Marrama Saccente

1. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Galileo Galilei
(Pisa, 15 febbraio 1564 – Arcetri, 8 gennaio 1642)
Daniele Marrama Saccente
II° Convegno Nazionale Tecnico - Scientifico
Baratti, 24 novembre 2013

2. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Ringraziamenti
Joe Friel per gli importanti suggerimenti inviati via e-mail, per la pazienza …
LIBRI: Triathlon Science - The Cyclist's Training Bible
Andy Coggan per la disponibilità offerta via e-mail – Autore del famoso Libro
Training and Racing with a Power Meter
Prof. Gabriele D’Andrea (Biochimico)– Università dell’Aquila
Prof. Cesare Padovani (Fisico) – Università dell’Aquila
Prof. Andrea Bosio– centro MAPEI
Per avermi aiutato varie volte con documentazione reale e ufficiale di altissimo livello
B&B
II° Convegno Nazionale Tecnico – Scientifico – 24 novembre 2013 Daniele Marrama Saccente

3. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
VIDEO
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4. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Vogt et al (2008)
10 ciclisti di Età
WATT 1°cat
Cadenza 1°cat
Durata 1°cat
WATT HC
Cadenza HC
Durata HC
Min
26
269
67
-16
258
64
10
Med
30
312
73
00.37.41
294
70
0.57.40
Max
34
355
79
16
330
76
10
Le salite di 1 cat. sono meno ripide delle HC.
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5. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
ANNO
POS
Atleta
Avg.
Watts
Cal
km/h
Avg.
RPM
T. Bici
2013
2
Luke
McKenzie
281
4411
41,2
93
04:22:31
2013
7
Faris AlSultan
280
4535
40,1
80
04:29:43
2013
7
Meredith
Kessler
213
3780
35,8
84
05:01:58
2012
1
Pete Jacobs
281
4938
39,3
91
04:35:03
24
Luke
McKenzie
265
4409
39,0
74
04:37:00
7
Rachel Joyce
181
3466
33,6
78
05:22:00
2012
2012
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6. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
La cadenza di pedalata
È stato ampiamente affermato che
È stato ampiamente affermato che
la cadenza è un fattore importante che
la cadenza è un fattore importante che
influenza l’economia del movimento,
influenza l’economia del movimento,
la potenza e lo sforzo percepito
la potenza e lo sforzo percepito
nel ciclismo e quindi anche nella
nel ciclismo e quindi anche nella
frazione in bici nel triathlon.
frazione in bici nel triathlon.
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7. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
E’ chiaro che…
… suoi cambiamenti all’interno di sessioni di
… suoi cambiamenti all’interno di sessioni di
allenamento specifiche possono indurre ad
allenamento specifiche possono indurre ad
adattamenti positivi legati alla perfomance.
adattamenti positivi legati alla perfomance.
Si pensi a esercizi a bassa cadenza: SFR
Si pensi a esercizi a bassa cadenza: SFR
oppure ad alte RPM: lavori neuromuscolari
oppure ad alte RPM: lavori neuromuscolari
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8. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
1983
Nascevano
le SFR
Aldo Sassi
e
Enrico
Arcelli
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9. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Alte prestazioni nel ciclismo
Alte prestazioni nel ciclismo
Sembrerebbero dettate in gran
Sembrerebbero dettate in gran
parte dalla capacità dell’atleta di
parte dalla capacità dell’atleta di
produrre potenze elevate a costi
produrre potenze elevate a costi
metabolici bassi
metabolici bassi
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10. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
EFFICIENZA
COME?
COME?
ECONOMIA
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11. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
EFFICIENZA
Gaesser e Brooks (1975)
Gaesser e Brooks (1975)
Hanno definito quattro tipi di misure di efficienza
Hanno definito quattro tipi di misure di efficienza
1. Gross efficiency – GE (Efficienza lorda)
2. Net efficiency – NE (Rendimento netto)
3. Work efficiency – WE(Efficienza del lavoro )
4. Delta ∆ efficiency – (Efficienza delta )
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12. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Ma cosa misura GE ?
Ma cosa misura GE ?
Misura l’abilità del corpo
Misura l’abilità del corpo
di convertire l’energia
di convertire l’energia
ottenuta dal cibo introdotto
ottenuta dal cibo introdotto
in energia meccanica.
in energia meccanica.
Lavoro meccanico (kJ)
Lavoro meccanico (kJ)
VO2 totale (in litri) per eseguire un determinato esercizio xx21kJ
VO2 totale (in litri) per eseguire un determinato esercizio 21kJ
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13. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Gaesser e Brooks (1975) hanno osservato che
Gaesser e Brooks (1975) hanno osservato che
••apotenza costante efficienza è diminuita quando la
a potenza costante efficienza è diminuita quando la
cadenza è aumentata, indipendentemente dalla definizione di
cadenza è aumentata, indipendentemente dalla definizione di
efficienza usata.
efficienza usata.
Altri studi precedenti e successivi hanno confermato
Altri studi precedenti e successivi hanno confermato
••l'efficienzadiminuisce all'aumentare della cadenza con
l'efficienza diminuisce all'aumentare della cadenza con
una potenza di uscita costante (Benedetto e Cathcart,
una potenza di uscita costante (Benedetto e Cathcart,
1913; Dickinson, 1929, Garry e Wishart, 1931; Seabury et
1913; Dickinson, 1929, Garry e Wishart, 1931; Seabury et
al, 1977; Suzuki, 1979).
al, 1977; Suzuki, 1979).
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14. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Faria (1982) e poi Sidossis et al 1992
Faria (1982) e poi Sidossis et al 1992
Per Sidossis l’efficienza lorda (GE)
era simile a cadenze di 60, 80 e
100 RPM con valori di potenza
corrispondenti all’ 80% (280 W) e
il 90% (300 W) della ​potenza
aerobica massima.
(Vo2Max atleta 330 watt)
Tuttavia, al 50% e il 60% del
VO2Max l'efficienza di 100 RPM
era significativamente inferiore a
60 o 80 rpm!
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15. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Chi ha ragione?
Chi ha ragione?
Come mai queste differenze?
Come mai queste differenze?
Il livello di abilità
Il livello di abilità
dei soggetti può aver giocato un ruolo importante
dei soggetti può aver giocato un ruolo importante
Gli studi precedenti avevano
Gli studi precedenti avevano
testato ciclisti meno esperti che avrebbero
testato ciclisti meno esperti che avrebbero
impegnato gruppi muscolari “non cycle”,
impegnato gruppi muscolari “non cycle”,
Durante cadenze e potenze più elevate, c’era
Durante cadenze e potenze più elevate, c’era
stato un aumento del consumo di ossigeno senza
stato un aumento del consumo di ossigeno senza
alcun aumento di lavoro utile.
alcun aumento di lavoro utile.
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16. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Posso migliorare GE? In che modo? Dove
intervengo?
Alimentazione?
Alimentazione?
Allenamento?
Allenamento?
GE and cycling performance: a brief review Simon A
…
È evidente che l’allenamento può migliorare GE
I miglioramenti sono stati osservati con una vasta
gamma di allenamenti (resistenza, forza, altitudine),
anche se gli allenamenti ad alta intensità sembrano
fornire lo stimolo più potente per modifiche in
termini di GE.
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17. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
ECONOMIA
Potenza prodotta (watt - J/s)
Volume di ossigeno utilizzato
per produrre quella potenza (in litri al minuto)
Misura
“Il costo del Movimento”
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18. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Esiste una
cadenza
Ottimale?
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19. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Coast et al. (1985) hanno
effettuato cinque test
massimali incrementali su
cinque ciclisti professionisti
su cicloergometro.
Esiste una cadenza Ottimale?
Esiste una cadenza Ottimale?
Ognuno ha pedalato a cadenze
pari a 40 , 60 , 80 , 100 e 120
RPM
Sono stati rilevati il consumo
di ossigeno e i battiti cardiaci
su ciascuna prova e tracciati
rispetto alla cadenza per
potenze pari a
100,150,200 , 250 e 300 W.
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20. .
.
Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Nel punto più basso delle curve si nota la cadenza ottimale
che ha generato un valore di frequenza cardiaca o VO2 più
basso per una data potenza.
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21. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
La cadenza Ottimale -
La cadenza di pedalata
La cadenza di pedalata
Il risultato è quindi che la cadenza
ottimale aumenta con l’aumento della
potenza.
Quindi, esiste una cadenza ottimale!
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22. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
La cadenza Ottimale -
Percezione e cadenza
Percezione e cadenza
Altro fattore importante è il modo in cui
percepiamo la difficoltà di un compito al
variare della cadenza.
È stato studiato che la percezione dello sforzo di un’atleta è
un fattore importante nella scelta della frequenza di pedalata.
Ekblom e Goldbarg (1971)
"la tensione muscolare" può fornire un feedback al sistema
nervoso centrale, che influenza fortemente lo sforzo
percepito.
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23. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
La cadenza Ottimale -
Percezione e cadenza
Percezione e cadenza
L'ipotesi è che le sensazioni che percepiamo
L'ipotesi è che le sensazioni che percepiamo
nelle gambe durante la pedalata ci portano a
nelle gambe durante la pedalata ci portano a
scegliere una frequenza di pedalata in modo da
scegliere una frequenza di pedalata in modo da
minimizzare lo sforzo percepito del compito,
minimizzare lo sforzo percepito del compito,
anche se stiamo usando più ossigeno.
anche se stiamo usando più ossigeno.
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24. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Lollgen et al (1980)
Percezione e cadenza
Percezione e cadenza
Trend sforzo percepito
minimizzato ad alte
cadenze quando la
potenza aumenta;
RPE minimizzato a:
•60 rpm a 70% VO2max
•80 rpm at 100% VO2max
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25. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Joe Friel e Aldo Sassi
…Iniziamo da qui Potenza (W) = forza (coppia ) * Velocità ( cadenza)
Se una forza o la velocità aumenta la potenza aumenta e la spesa di carboidrati / energia
aumenta.
Quindi , una data potenza può essere il risultato di una forza elevata con bassa velocità o alta
velocità con una bassa forza o qualche livello moderato di entrambi.
Andy afferma che gli atleti pedalano sempre in modo tale da conservare glicogeno .
Come fanno a sapere quando stanno compiendo questo? A mio parere , stanno ascoltando
inconsciamente la loro respirazione (" polmoni") e lo sforzo muscolare ( " gambe” ) . Quando
sentono che i loro "polmoni" stanno lavorando troppo intensamente si spostano a una marcia
più alta . Quando sentono le loro "gambe" che stanno lavorando troppo duramente si
spostano su un rapporto più leggero. Felice di essere stato di aiuto … Joe Friel
II° Convegno Nazionale Tecnico – Scientifico – 24 novembre 2013 Daniele Marrama Saccente

26. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Aldo Sassi - dal libro “Dalla parte del ciclismo”, di Marco Buonarrigo si collega
magistralmente all’argomento
ALDO SASSI:
ALDO SASSI:
“Io sono uno dei sostenitori della tesi che nella scelta della frequenza
“Io sono uno dei sostenitori della tesi che nella scelta della frequenza
di pedalata si debba sempre utilizzare come criterio la
di pedalata si debba sempre utilizzare come criterio la
minimizzazione della sensazione di fatica.
minimizzazione della sensazione di fatica.
Il nostro organismo ha una sensibilità tale da permettergli – se
Il nostro organismo ha una sensibilità tale da permettergli – se
opportunamente integrata con l'esperienza – di operare in maniera
opportunamente integrata con l'esperienza – di operare in maniera
adeguata questa scelta.
adeguata questa scelta.
Gli errori avvengono soprattutto quando – per deliberata scelta
Gli errori avvengono soprattutto quando – per deliberata scelta
dell'atleta o per imposizioni esterne – il criterio della minimizzazione
dell'atleta o per imposizioni esterne – il criterio della minimizzazione
della percezione di fatica passa in second'ordine.”
della percezione di fatica passa in second'ordine.”
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27. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Fibre muscolari e Cadenza
Edward F. Coyle 1999 --Physiological determinants of endurance exercise performance
Edward F. Coyle 1999 Physiological determinants of endurance exercise performance
Le fibre veloci si affaticano rapidamente e
sappiamo bene che tendono per loro natura a
produrre una maggiore concentrazione di acido
lattico (lavorano in condizioni di anaerobiosi) la
riduzione del loro contributo, determinerebbe
una maggiore resistenza e quindi una migliore
efficienza.
II° Convegno Nazionale Tecnico – Scientifico – 24 novembre 2013 Daniele Marrama Saccente

28. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Coyle : «Quando si
pedala a 80 RPM,
l'efficienza
meccanica lorda (GE)
è positivamente
correlata alla
composizione delle
fibre muscolari di
tipo I, che ha un
grande potenziale
per migliorare le
prestazioni di
resistenza»
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29. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Ahlquist et al (1992)
Ahlquist et al (1992)
8 atleti pedalano per 30 min all’85% del VO2Max
8 atleti pedalano per 30 min all’85% del VO2Max
50 RPM e 100 RPM
50 RPM e 100 RPM
Glycogen Depletion
Ha misurato il consumo di
glicogeno
Ha prodotto risultati coerenti
con l'idea che il tipo di fibre
muscolari vengono reclutate in
base alla forza applicata
ST
FT
50 RPM
-46%
-49%
100 RPM
-35%
-33%
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30. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Ahlquist et al (1992)
Ahlquist et al (1992)
Ciò è attribuito alla maggiore forza
Ciò è attribuito alla maggiore forza
muscolare necessaria a soddisfare la
muscolare necessaria a soddisfare la
maggiore resistenza ad una frequenza di
maggiore resistenza ad una frequenza di
pedalata inferiore.
pedalata inferiore.
Questi dati sono coerenti con l'ipotesi che la
Questi dati sono coerenti con l'ipotesi che la
forza rispetto alla velocità di contrazione
forza rispetto alla velocità di contrazione
determina il grado di assunzione delle fibre
determina il grado di assunzione delle fibre
di tipo II, quando il costo metabolico
di tipo II, quando il costo metabolico
dell’esercizio è mantenuto costante ..
dell’esercizio è mantenuto costante
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31. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Platonov conferma
Platonov conferma
il fattore che determina il numero e il tipo di fibre
muscolari utilizzate è rappresentato dalla grandezza
dell’opposizione esterna e non dalla velocità.
Platonov conferma che un lavoro al cicloergometro ad
una velocità elevata ma senza sovraccarico viene
eseguito grazie al reclutamento delle fibre lente
mentre pedalare con un sovraccarico elevato richiede
tutti tipi di fibre muscolari indipendentemente dalla
velocità dei movimenti.
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32. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Brian et al 2006
Brian et al 2006
(Muscle fiber type effects on energetically optimal cadences in cycling)
(Muscle fiber type effects on energetically optimal cadences in cycling)
«un maggiore utilizzo di fibre
lente (Slow Twitch -ST) induce
a ottenere a parità di potenza
una migliore efficienza
metabolica».
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33. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Hansen et al 2007
Hansen et al 2007
Strength training reduces freely chosen pedal rate during submaximal cycling
Strength training reduces freely chosen pedal rate during submaximal cycling
Come aumentare allora il contributo ovvero
migliorare l’efficienza delle fibre lente al fine di
ottimizzare la prestazione?
Maggiore forza delle fibre muscolari lente
dovuta ad un allenamento della forza
permetterebbe non solo di incrementare la
potenza in bici ma anche di ridurre l’apporto
delle fibre veloci con conseguente risparmio
energetico.
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34. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
II° Convegno Nazionale Tecnico – Scientifico – 24 novembre 2013 Daniele Marrama Saccente

35. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Y=Maximum voluntary contraction
IX=% di unità motorie
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36. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
18 ciclisti divisi casualmente in due gruppi sono stati sottoposti al
seguente allenamento per 4 settimane: 8 allenamenti di 30
minuti;
3 serie di single-leg jumps da 20 ripetizioni (su un box di 40 cm)
gamba destra e poi sinistra e dopo due minuti di recupero 5 sprint
massimali per 30 secondi a 60-70 RPM il gruppo a bassa cadenza
e 110 -120 il gruppo ad alta cadenza.
I risultati alla fine dell’esperimento hanno premiato con valori più
performanti ciclisti che si sono allenati con Low Cadence.
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37. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
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38. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
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39. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
DEMO
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40. Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è
Grazie a tutti per
l’attenzione
Daniele Marrama Saccente
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