Indice
Fattori limitanti del VO2max
Il VO2max è la massima quantità di ossigeno che può essere presa ed utilizzata dal corpo durante un esercizio ad alta intensità (Bassett, 2000). Parlando di sport di resistenza, quindi dove il sistema aerobico è il principale sistema energetico utilizzato, è intuibile come il VO2max abbia fin dall’inizio rappresentato un fattore fisiologico importante.
L’anno scorso è stato il 100esimo anno dalla scoperta del VO2max grazie a due scienziati A. V. Hill e H. Lupton (Millet et al., 2023).
Fattori limitanti del VO2max
Sistema polmonare
Gli atleti di alto livello sono più abili ad utilizzare ossigeno, quindi hanno un’aumentata desaturazione dell’arteria, inoltre hanno una gittata cardiaca maggiore delle persone normali. Questo porta ad un ridotto tempo di transito delle cellule rosse nei capillari polmonari quindi può capitare che il corpo non faccia in tempo a saturare di ossigeno il sangue prima che questo lasci i capillari polmonari. A prova di questo fattore limitante, alcuni studiosi hanno dimostrato come respirando una miscela con una percentuale di O2 maggiore si possa bypassare questo fattore limitante (Bassett, 2000).
Gittata Cardiaca
Quella riportata di seguito è l’equazione di Fick. L’equazione ci mostra come il VO2 è il risultato della gittata cardiaca per la differenza tra la quantità di ossigeno che era presente nell’arteria e la quantità presente nel sangue venoso di ritorno, quindi quanto O2 è stato utilizzato. La gittata cardiaca è la risultante tra la frequenza cardiaca (fc) e la gittata sistolica (SV), quest’ultima è la quantità di sangue pompata con una contrazione ventricolare (Moh & Coburn, 2008). Quindi la gittata cardiaca è definita come la quantità di sangue che il cuore riesce a pompare in un minuto.
Viene stimato che il VO2max sia limitato per il 70 - 85% della gittata cardiaca (Bassett, 2000).
Da questa equazione si evince anche quanto sia importante per un atleta avere un cuore allenato a battere ad elevata velocità, in modo da poter pompare più sangue. Per tutti gli atleti d’Elite le equazioni di Astrand o di Cooper etc… per il calcolo della FC massima non sono valide in quanto hanno un cuore molto allenato che gli permette di arrivare molto sopra la frequenza cardiaca massima teorica.
Capacità di trasporto dell’Ossigeno
Un altro fattore limitante è la capacità del sangue di trasportare l’O2 da parte dei globuli rossi. I globuli rossi vengono chiamati così perché il loro colore è dato dalla presenza dell’emoglobina. Ogni molecola di emoglobina può trasportare quattro molecole di ossigeno.
Uno degli adattamenti che si verificano a livello ematico durante l’allenamento in altura è l’aumento della capacità di carico di ossigeno nel sangue grazie ad un aumento di globuli rossi (eritrociti). Dopo 12-15 ore dal raggiungimento dell'altitudine necessaria perché si verifichino certi adattamenti, i reni rilasciano l’ormone eritropoietina ovvero l’ormone stimolante gli eritrociti.
Fattori muscolari
Mitocondri
I mitocondri sono gli organelli presenti all’interno delle cellule dove viene usato l’ossigeno. Si pensava, logicamente, che con l’aumento del numero di mitocondri il corpo riuscisse ad usare più ossigeno e quindi ci fosse un aumento del VO2max. Invece si è visto che l’aumento del VO2max è modesto comparato ad un grande aumento nel numero dei mitocondri.
Questo risultato sostiene l’idea che il VO2max è limitato dalla capacità del corpo di trasportare l’O2 e non dai mitocondri.
Un aumento nel numero di mitocondri porta a:
ossidazione degli acidi grassi ad intensità più elevata, risparmiando la degradazione del glucosio nel sangue e del glicogeno muscolare;
minor produzione di lattato durante l’esercizio fisico.
Densità capillare
Migliorare la densità capillare porta ad allungare il tempo di transito del sangue e quindi maggior tempo di estrazione dell’O2; anche con un flusso sanguigno molto veloce. È stato visto come la capacità dei muscoli di creare questo adattamento all'allenamento è molto maggiore rispetto ai polmoni (Bassett, 2000).
In conclusione i principali fattori limitanti del VO2max sono legati al trasporto di O2 piuttosto che da fattori muscolari.
Importanza negli sport di endurance
Essendo gli sport di resistenza discipline principalmente aerobiche il VO2max ha acquistato fin da subito molta importanza e rilevanza. Molti studiosi nel corso di questi 100 anni dalla sua scoperta hanno studiato i suoi fattori limitanti, le equazioni, i valori di riferimento per gli atleti di alto livello in varie discipline, come allenarsi per aumentare il massimo consumo d’ossigeno (volume, intensità, frequenza degli allenamenti etc…).
Non ci sono dubbi che il VO2max sia un dato fisiologico fondamentale per tutti gli atleti e preparatori di sport di endurance.
Nel corso degli ultimi anni molti preparatori, allenatori, scienziati ed atleti si sono chiesti se fare un test del VO2max fosse davvero fondamentale. Alcune delle domande che tutti noi in questo ambito ci siamo posti sono:
perché fare un test del VO2max se poi in allenamento non posso allenarmi guardando la percentuale del VO2max a cui sto pedalando, correndo, sciando etc..?
meglio un test del VO2max o del lattato?
ha senso fare un test in laboratorio se poi la performance in allenamento e in gara è differente?
Se vuoi approfondire il test del lattato ti consiglio di leggere: Test del lattato e analisi dei risultati parte 1 e parte 2.
È stato dimostrato da molti studi che il VO2max non è il fattore che predice la prestazione di endurance al 100%. Ma quale fattore, o dato potrebbe?! All’interno di una prestazione di ciclismo su strada, Cross Country (XCO), sci di fondo, maratona o mezza maratona, vertical, trail, ci sono molti fattori che entrano in gioco e che influenzano il risultato finale della competizione, come ad esempio: l’economia del gesto tecnico, l’abilità nel guidare il mezzo, l’aspetto psicologico dell’atleta, potenza espressa alla soglia anaerobica, potenza espressa al VO2max.
Tutto questo potrebbe riassumersi in: avere un VO2max elevato (o comunque ad un certo valore limite) è un fattore imprescindibile per una prestazione di endurance ad alto livello; avere il valore di VO2max più alto tra i partecipanti di una competizione non assicura la vittoria!
Valori di riferimento
Si può davvero parlare di valori di riferimento? Questi valori cambiano con lo sport?
Diciamo che per le discipline di resistenza si può parlare di valori di riferimento se si vuole scoprire un talento, avviare un programma di sviluppo o capire se un atleta può raggiungere un determinato obiettivo.
Prendiamo come esempio il ciclismo: c’è un correlazione tra la potenza espressa (assoluta o relativa) e il VO2max (valore assoluto o relativo). È una relazione che è stata studiata già molti anni fa, Hawley e Noakes trovarono una correlazione tra il VO2max e la Wpeak nel 1992.
Nello studio di Lamberts et al., (2012) la PPO è la potenza espressa durante l’ultimo minuto di un test incrementale in laboratorio. Similmente nello studio di Hawley e Noakes (1992) la Wpeak è definita come la massima intensità di esercizio che l’atleta è riuscito ad esprimere durante un test incrementale. Tra i due studi ci sono state delle differenze riguardo il protocollo usato in laboratorio ma non così significative (Lamberts et al., 2012).
(Lamberts et al., 2012)
(Hawley & Noakes, 1992)
In ogni caso si può notare come ci sia una correlazione tra la massima potenza espressa durante un test incrementale in laboratorio e il VO2max; sia quando questi dati sono espressi come valore assoluto: VO2max in l/min e PPO in W o Wpeak in W, sia quando sono espressi come valore relativo alla massa corporea: VO2max in ml/min/kg e PPO in W/kg.
Questo per dire che se sappiamo che il nostro atleta deve raggiungere una certa potenza alla soglia per essere competitivo, oppure vogliamo concludere una cronoscalata con un determinato tempo, oppure etc… Avere un valore del VO2max è fondamentale per capire se sono risultati raggiungibili.
Applicazione nello sport amatoriale
Anche all’interno dello sport amatoriale il test del VO2max ha un’applicazione importante. Molti atleti amatori vengono da me con degli obiettivi, alcuni raggiungibili e altri no, altri raggiungibili con un determinato dispendio di tempo ed energie, altri forse raggiungibili in un arco di tempo molto lungo. Analizzare le passate stagioni di un atleta amatore e mettere in relazione i dati con un test fisiologico aiuta il preparatore a capire se gli obiettivi dell’atleta sono possibili e aiuta l’atleta a rendersi conto del proprio livello attuale. In questo modo è possibile darsi degli obiettivi sfidanti ma raggiungibili e creare una programmazione personalizzata e precisa.
Bibliografia
Bassett, D. R. (2000). Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance: Medicine & Science in Sports & Exercise, 70. https://doi.org/10.1097/00005768-200001000-00012
Hawley, J. A., & Noakes, T. D. (1992). Peak power output predicts maximal oxygen uptake and performance time in trained cyclists. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 65(1), 79–83. https://doi.org/10.1007/BF01466278
Lamberts, R. P., Lambert, M. I., Swart, J., & Noakes, T. D. (2012). Allometric scaling of peak power output accurately predicts time trial performance and maximal oxygen consumption in trained cyclists. British Journal of Sports Medicine, 46(1), 36–41. https://doi.org/10.1136/bjsm.2010.083071
Millet, G. P., Burtscher, J., Bourdillon, N., Manferdelli, G., Burtscher, M., & Sandbakk, Ø. (2023). The V˙O2max Legacy of Hill and Lupton (1923)—100 Years On. International Journal of Sports Physiology and Performance, 18(11), 1362–1365. https://doi.org/10.1123/ijspp.2023-0229
Moh, H., & Coburn, J. (2008). Strategies for Cardiopulmonary Exercise Testing of Pectus Excavatum Patients. Clinics (São Paulo, Brazil), 63, 245–254. https://doi.org/10.1590/S1807-59322008000200014
Comments