Vo 2 è un Indicatore di Salute e delle Performance?

Vo 2 è un Indicatore di Salute e delle Performance?

Considerando come le Olimpiadi Invernali sono generalmente tenute ad altitudini più elevate, dove le pressioni di ossigeno sono inferiori rispetto ad altitudini minori, ci sono dubbi sul modo in cui questi ambienti influenzano il VO ₂ e successivamente l’allenamento aerobico e le prestazioni degli atleti di elite e se questi atleti di alto livello sono diversi dalle loro controparti estive che generalmente vivono e si allenano a basse altitudini.

Per comprendere queste e altre domande, dobbiamo prima scavare un po’ più a fondo nella scienza e nel valore della misurazione del consumo di ossigeno o VO ₂ . Questo articolo esaminerà la fisiologia, l’applicazione e il valore della misurazione di VO ₂ dato che questo parametro è spesso considerato sinonimo di prestazioni atletiche.

ASSOLUTO RISPETTO A RELATIVO VO ₂ (1-3)

L’utilizzo dell’ossigeno ha una grande rilevanza nella comprensione del metabolismo umano. La quantità di ossigeno consumata (a livello cellulare) riflette l’utilizzo di energia e la quantità di lavoro svolto dal corpo. Di interesse è il consumo massimo di ossigeno o VO ₂ max, che viene anche definito picco VO2 . Nella sua forma più semplice, VO ₂ è la differenza tra ossigeno inspirato e ossigeno espirato in un’unità di tempo (ad esempio, un minuto). VO ₂ max sarebbe la quantità massima che il corpo è in grado di consumare. Due misure frequentemente utilizzate nella scienza; assoluto VO ₂ e relativo VO₂ . Come la parola denota, assoluto VO₂ riflette la quantità totale (assoluta) di ossigeno consumata da un corpo. Indipendentemente dalle dimensioni, dall’età o dal sesso, mentre il VO ₂ relativo indica che il punteggio è corretto per qualche riferimento, che risulta essere un’unità di massa o un chilogrammo (1 kg). Le unità di misura sono tutte metriche:

• VO ₂ Assoluto = litri al minuto (L / min)
• VO ₂ Relativo = millilitri al minuto per chilogrammo (un’unità di massa) che viene riscritta come millilitri per chilogrammo al minuto o ml / kg / min (1.000 ml = 1.0 L). Ad esempio, se Peter pesa 100Kg e ha un VO ₂ max di 4,0 L / min, il suo VO ₂ massimo relativo sarebbe 40 mL / kg / min (fare riferimento alla Tabella 1-1 di seguito).

Il VO ₂ assoluto e relativo forniscono informazioni preziose.

Considerando il ruolo dell’ossigeno nel metabolismo (cioè bruciare combustibili) quantificando la quantità totale di ossigeno consumata si ottiene una stima delle calorie consumate. Sebbene non siano esatti, gli scienziati usano in media cinque (5) calorie per ogni litro di ossigeno consumato. Pertanto, se Maria correva su un tapis roulant e consumava 2,0 L / min, avrebbe speso 10 kcal al minuto o 200 kcal per un periodo di 20 minuti.

Sfortunatamente, i punteggi VO ₂ assoluti non possono essere usati per confrontare gli individui l’uno contro l’altro o contro le norme (es. Requisiti occupazionali) date le molte differenze esistenti, specialmente nel peso corporeo (una persona più pesante brucia più ossigeno a riposo). Di conseguenza, VO ₂ assoluto i punteggi vengono convertiti in punteggi relativi ai fini del confronto. Ad esempio, Pietro, che pesa 100Kg con un VO ₂ max di 4,0 L / min è più in forma di Chiara che pesa 56,8Kg con un VO ₂ max di 2,5 L / min (Tabella 1-1)?

Tabella 1-1: calcolo dei punteggi relativi di VO ₂

* 2,5 L / min = 2.500 ml / min ÷ 56,8 kg = 44 ml / kg / min

VO ₂ MAX VALORE E PRESTAZIONI

Il VO ₂ viene misurato direttamente utilizzando l’analisi del gas (ovvero, analizzatori che campionano volumi e concentrazioni di gas) o stimati indirettamente dal lavoro svolto (ad esempio, velocità / grado di tapis roulant) o da risposte sub-massimali della frequenza cardiaca. Indipendentemente dalla tecnica di valutazione, il VO ₂ max è stato a lungo considerato un fattore predittivo della massima prestazione fisica (cioè, i punteggi VO2max più alti implicano prestazioni atletiche maggiori).

Come illustrato nella Figura 1-1, questo non è vero. La pendenza di VO ₂ dimostra una relazione alquanto lineare con il lavoro incrementale (AB) fino a raggiungere un punto di soglia sub-massimale (B) dopo il quale VO ₂ si spegne. Si possono eseguire ulteriori intensità di lavoro (BC), anche se per brevi periodi (cioè, contributi dai percorsi energetici anaerobici).

Inoltre, un picco VO ₂  o VO ₂ max è migliore (per esempio un test di laboratorio incrementato progressivamente) e non rappresenta un’intensità sostenibile, che è ciò che richiedono tutti gli sport di resistenza. Questo fatto ha generato un cambiamento di mentalità per misurare i marcatori chiamati punto di compensazione respiratoria (RCP) o insorgenza di accumulo di lattato nel sangue (OBLA) come predittori di prestazioni sostenibili piuttosto che VO ₂ max. Questi marcatori rappresentano la massima intensità che si può sostenere nel tempo e sono spesso indicati come soglia del lattato (LT), che non è corretto (1).

La soglia del lattato rappresenta l’intensità dell’esercizio a cui la quantità di lattato nel sangue inizia ad aumentare in modo sproporzionato rispetto ai valori di riposo normali e generalmente si manifesta precocemente con intensità di esercizio moderata-intensa (3). Inoltre, il VO ₂ è influenzato da una miriade di altri fattori intra- e interpersonali che includono (5):

• Età – declino graduale dei punteggi dopo la tarda adolescenza / inizio degli anni venti, sebbene molti atleti di livello mondiale raggiungano il picco solo tra la fine degli anni venti e i primi anni trenta.
• Sesso – gli uomini hanno più emoglobina per trasportare ossigeno e una maggiore quantità di cellule muscolari per l’ossidazione mitocondriale.
• Genetica – forse la più influente.
• Livello di condizionamento (i punteggi massimi di VO ₂ generalmente aumentano con l’allenamento).
• Altitudine e temperatura – discussi nella sezione successiva.
• Scostamenti fisiologici interpersonali – muscoli ventilatori, tipi di fibre muscolari, livelli di enzimi ossidativi, ecc.
• Economia di movimento – i corridori esperti corrono in modo più efficiente dei corridori principianti, la corsa richiede più azione muscolare che ciclica (cioè coinvolgimento degli arti superiori).

Quindi, mentre VO ₂ max ha un valore limitato come stimatore delle prestazioni, ha un grande valore come predittore della salute generale e nel determinare gli standard di capacità di lavoro per varie professioni. Gli individui che sono fisicamente attivi hanno generalmente un punteggio VO ₂ massimo più alto e presentano minori rischi di morbilità e mortalità. Allo stesso modo, poiché il VO ₂ riflette la capacità di lavoro, molte occupazioni fisicamente impegnative (ad esempio, i vigili del fuoco, militari) si basano su questi punteggi per quantificare la capacità di un individuo di svolgere compiti di lavoro in modo sicuro e competente.

VO ₂  E PRESTAZIONI IN AMBIENTI PIÙ FREDDI E PIÙ ALTI

Gli aumenti di altezza generalmente riducono le temperature ambientali, che possono entrambe influire negativamente sulle prestazioni atletiche. Un malinteso comune è che in quota l’aria contenga meno ossigeno, rendendo più difficile la respirazione, che a sua volta riduce la capacità di esercizio. Tuttavia, non è la concentrazione di ossigeno che presenta il problema, ma la diminuzione della pressione dell’aria che spinge l’ossigeno nei polmoni e nel sangue che è il problema.

Pressioni più basse riducono la capacità dell’ossigeno di attraversare i polmoni verso il sangue e legarsi all’emoglobina per il trasporto alle cellule, con conseguente riduzione dell’ossigeno disponibile per l’ossidazione mitocondriale.

Per compensare questa diminuzione, il corpo inizia a produrre globuli rossi aggiuntivi subito dopo essere arrivato in quota con globuli rossi maturi (eritrociti) che appaiono nel sangue dopo circa sette giorni di esposizione in quota (6). Questo processo è chiamato eritropoiesi ed è regolato dall’ormone eritropoietina (EPO) *. Questo aiuta a spiegare perché gli atleti hanno tradizionalmente viaggiato in quota per allenarsi. Per poi tornare a quote più basse per esibirsi perché hanno più globuli rossi per trasportare l’ossigeno. Questo effetto di solito dura un paio di settimane al massimo, perché i globuli rossi hanno una durata di vita di circa 4 settimane.

* Le alternative sintetiche all’EPO sono molto prevalenti negli sport di resistenza: alcuni atleti potrebbero scegliere di usarle e imbrogliare.

Arrivati ​​in quota, la nostra meccanica respiratoria cambia drasticamente. L’aria è più fredda e piùsecca, e deve essere riscaldata e umidificata quando entra nel corpo. Ciò si traduce in perdite più rapide di fluidi vitali e disidratazione, nonché potenziale broncospasmo che può contrastare i normali effetti di broncodilatazione che si verificano durante l’esercizio con il rilascio di adrenalina e norepinefrina (1). Perdite di liquidi riducono il volume del sangue che riduce il volume del colpo o il volume di sangue espulso dal cuore con ogni contrazione. Per compensare e mantenere la gittata cardiaca (una misura del grado di difficoltà del cuore), il cuore batte più velocemente, il che può limitare la capacità di intensità più elevate dell’esercizio.

Un altro adattamento immediato sperimentato in altitudine sta nella ventilazione. 

Per tenere conto di pressioni parziali dell’ossigeno più basse, aumentiamo i nostri volumi correnti, il volume di aria mossa con respirazione normale. Questo è accompagnato da espirazioni più forti (iperventilazione) che spingono più anidride carbonica (CO ₂ ) dai nostri polmoni e dal sangue. Considerando il ruolo della CO ₂ nella regolazione della respirazione e del pH del sangue. Il corpo risponde producendo più CO ₂che fa usando la nostra preziosa scorta di lattato e riduce quella quantità disponibile per il lavoro ad alta intensità. Gli atleti spesso sperimentano livelli di lattato ematico notevolmente più alti. Una ridotta capacità di lavoro con un lavoro ad alta intensità quando inizialmente si allenano in altitudine. Questa scorta ridotto di lattato nel sangue può anche compromettere prestazioni quasi massime quando l’atleta ritorna a quote più basse. Dopo alcune settimane di altitudine, tuttavia, i nostri sistemi cardiopolmonari subiscono diverse regolazioni per cercare di tornare alla normalità. Il consenso della scienza è che l’allenamento in quota potrebbe non essere così vantaggioso come creduto una volta.

Le strategie più innovative, grazie in parte alle tecnologie emergenti, ottimizzano molti dei miglioramenti nell’allenamento senza i potenziali inconvenienti, tra cui:

• Camere del sonno ipossiche dove gli individui vivono simulando l’altitudine respirando concentrazioni di ossigeno più basse, ma si allenano normalmente a quote più basse.
• Esposizione ipossica intermittente (ad esempio, bassa alta dal vivo). Pendolare 33 miglia tra Salt Lake City e Park City – un differenziale di quasi 3.000 piedi (800 m).
• Usando l’ossigeno supplementare quando si vive ad altitudini più elevate, ma non durante l’allenamento.

Gli atleti che competono in altitudine e nel freddo devono anche fare i conti con altri fattori fisiologici che possono impedire la prestazione generale (1):

• Termoregolazione: la corretta applicazione di tessuti e strati per garantire un’adeguata rimozione del calore in eccesso. Senza che i tessuti bagnati rimangano a contatto con la pelle e possano scatenare l’ipotermia.
• La riduzione della mobilizzazione degli acidi grassi liberi dalle nostre riserve di grasso sottocutaneo a causa di vasocostrizione periferica nei climi freddi. Può ridurre la disponibilità di grassi come combustibile per le cellule muscolari e forzare i tassi di utilizzo del glicogeno più veloci e il potenziale di esaurimento.
• Alterata funzione fisiologica dei muscoli e dei nervi: alterazione dei modelli di reclutamento delle fibre muscolari e diminuzione della velocità di accorciamento muscolare e capacità di generare forza, che possono ridurre la forza muscolare e i livelli di potenza.

Quindi, come fanno questi eventi a rendere differente l’atleta invernale rispetto all’atleta estivo?

Sicuramente sarebbe difficile fare affermazioni inequivocabili. Ciò che è evidente è che l’atleta invernale sembra affrontare ostacoli maggiori quando si tratta di allenamento e prestazioni. Certamente devono dare più attenzione e considerazione per pianificare i loro regimi di allenamento se vogliono avere successo. Quindi, durante le Olimpiadi e le grandi competizioni, apprezziamo questi atleti di resistenza con una prospettiva chiara che è maggiore di quella di uno spettatore che guarda i migliori atleti del mondo. Con la più profonda comprensione di ciò che ogni atleta di resistenza ha sopportato solo per arrivare a questi livelli. L’apprezzamento per i suoi sforzi deve davvero essere ammirato e rispettato.