Elementi di emodinamica dell'esercizio fisico

La presente tesi analizza i principali fenomeni emodinamici che caratterizzano la risposta dell’organismo umano all’esercizio fisico, con particolare attenzione alle modificazioni del sistema cardiovascolare durante attività fisica intensa in soggetti sani. L’emodinamica dell’esercizio rappresenta un ambito di studio di grande interesse nell’ingegneria biomedica, e l'obiettivo della mia tesi è proprio quello di comprendere come il corpo umano riesca ad adattarsi alle aumentate richieste metaboliche indotte dallo sforzo fisico. Durante l’attività fisica, come suggerisce l'equazione di Fick, si verifica un incremento significativo della richiesta di ossigeno e nutrienti da parte dei muscoli scheletrici, che comporta importanti adattamenti funzionali del sistema cardiocircolatorio. Tra questi si osservano l’aumento della frequenza cardiaca, della gittata sistolica e della gittata cardiaca totale, associati a una redistribuzione del flusso sanguigno verso i distretti muscolari attivi. Tali modificazioni sono rese possibili dalla modulazione del tono vascolare, dall’attivazione del sistema nervoso simpatico e da meccanismi locali di vasodilatazione che riducono la resistenza periferica e migliorano la perfusione tissutale. La tesi approfondisce inoltre gli aspetti fluidodinamici del flusso ematico, descrivendo il comportamento del sangue come fluido non newtoniano e analizzando il ruolo di principi fisici quali l’equazione di continuità e la legge di Poiseuille nella regolazione della portata e della resistenza vascolare. Infine, particolare attenzione è dedicata agli adattamenti cardiovascolari cronici indotti dall’allenamento, tra cui ipertrofia cardiaca fisiologica, aumento della capillarizzazione e miglioramento dell’efficienza del trasporto di ossigeno.