Misura del VO2max, soglia anaerobica, ECG sotto sforzo con Cosmed


Il test del VO2max consente di misurare il massimo consumo di ossigeno, la soglia anaerobica e la potenza lipidica, parametri fondamentali per valutare l’efficienza dell’atleta di resistenza ed impostare un adeguato programma di allenamento per le diverse discipline sportive.

massimo consumo di ossigeno VO2max - Personal Trainer Bologna

Definizione del massimo consumo di ossigeno VO2max

IL MASSIMO CONSUMO DI OSSIGENO

Detta anche Massima Potenza Aerobica il Massimo Consumo di Ossigeno o VO2max rappresenta la massima capacità di risintesi dell’ATP per via esclusivamente ossidativa, la massima utilizzazione di ossigeno che un soggetto presenta in corso di attività muscolare protratta ed intensa, che impegna grandi masse muscolari (in genere gli arti inferiori), respirando aria, a livello del mare. Come tale è determinante nell’influenzare la performance sportiva in prove di durata superiori ai 4-5 minuti. Molti fattori concorrono a generare una situazione favorevole a un elevato metabolismo ossidativo e sono illustrati in fig.1.

Il significato fisiologico di VO2max dipende dalla funzionalità del sistema captazione-trasporto-utilizzo del’ossigeno. Il sistema di captazione dipende dall’efficienza polmonare, il sistema di trasporto include il legame dell’ossigeno con l’emoglobina e l’azione della pompa cardiaca, il sistema di utilizzo prevede la capacità delle cellule muscolari di usare l’ossigeno a livello dei mitocondri

 

 

Test aerobico VO2max - Personal Trainer Bologna

Test aerobico del VO2max

In laboratorio questa situazione si ottiene facilmente aumentando l’inclinazione o la velocità del tapis roulant o aumentando il carico alla ruota del cicloergometro, ed essa aumenta la richiesta energetica e la necessità di elevare le reazioni ossidative. Per i primi minuti si vede che il consumo di ossigeno incrementa rapidamente per poi aumentare con minor rapidità verso il lavoro massimale. In particolare nel corso degli ultimi due step di carico si osserva che il soggetto è in grado di portare avanti l’esercizio ma non si verifica un corrispondente aumento del consumo di ossigeno (fig.2)

Quando il consumo di ossigeno non aumenta più in risposta a un aumento della richiesta energetica si dice che si è raggiunto il massimo consumo di ossigeno VO2max e che il soggetto sta erogando la massima potenza aerobica

Per una richiesta energetica superiore rispetto alla massima potenza aerobica, l’energia può solo venire dal metabolismo glucidico per via anaerobica con reazioni glicolitiche che portano ad accumulo di acido lattico, situazione che induce un rapido affaticamento oltre il quale il soggetto è costretto a fermarsi. Ad elevati valori di consumo di ossigeno vengono associati elevata capacità di sostenere performance aerobiche di rilievo e benessere dell’apparato cardiopolmonare e circolatorio come illustrato in fig.3

 

LA SOGLIA ANAEROBICA

Direttamente correlata al massimo consumo di ossigeno vi è la soglia anaerobica detta anche potenza aerobica. Si definisce soglia anaerobica quell’ intensità di esercizio e di consumo di ossigeno in corrispondenza della quale il metabolismo anaerobico subisce un’intensificazione

E’ il più alto valore di lavoro muscolare al quale esiste ancora un’equilibrio tra l’ossigeno assorbito e l’anidride carbonica espulsa con un andamento lineare di entrambi, oltre il quale il livello di anidride carbonica continua ad aumentare in maniera rapida mentre l’aumento dell’ introduzione d’ossigeno subisce un rallentamento, fino ad arrivare ad un livello massimo che non subisce ulteriori aumenti nonostante l’incremento del carico, il massimo consumo di ossigeno appunto

Nel punto in cui la produzione di CO2 subisce un’impennata è fissata quindi la soglia anaerobica, oltre il quale la produzione d’energia da parte del meccanismo aerobico è via via minore e diventa predominante il metabolismo anaerobico lattacido con utilizzo di glucosio per via anaerobica e produzione di lattato , che aumenta in concentrazione portando il soggetto all’esaurimento

Tale soglia viene espressa con le stesse unità del VO2max ossia l/min in termini assoluti o ml/kg/min in termini relativi se rapportati al peso del soggetto; in linea di massima la soglia anaerobica è tanto più alta quanto più alto è il massimo consumo di ossigeno

Meridiana Medical Center - Personal Trainer Bologna

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Conoscere la propria soglia anaerobica è un parametro importante dal punto di vista della programmazione dell’allenamento per chi pratica il ciclismo, il podismo, il triathlon ed altri sport di fondo ed endurance in quanto:

–  è molto più allenabile per l’atleta rispetto al valore di VO2max
– permette di conoscere il limite d’intervento del meccanismo aerobico entro il quale programmare gli allenamenti di durata e di fondo lento per la resistenza generale e per migliorare l’utilizzo dei grassi
– permette di conoscere il limite oltre il quale programmare gli allenamenti lattacidi per aumentare la potenza aerobica e l’utilizzo dell’ossigeno da parte delle fibre muscolari, spostando avanti il limite di intervento del metabolismo anaerobico, quindi ritardando la fatica a parità di velocità o andando più veloce a parità di fatica

 

Stefano Piolanti Meridiana Mediacal Center - Personal Trainer Bologna

Dott.Stefano Piolanti e Stefano Mosca durante il test aerobico

 

IL QUOZIENTE RESPIRATORIO E LA POTENZA LIPIDICA

Altro dato importante per l’impostazione dell’allenamento è la conoscenza del Quoziente Respiratorio QR, cioè il rapporto tra anidride carbonica CO2 prodotta e ossigeno O2 consumato
L’ energia per la produzione del lavoro muscolare deriva dal metabolismo cellulare di glucidi, grassi e proteine sotto forma di glucosio, acidi grassi e aminoacidi e tali processi richiedono ossigeno; per far fronte a tale necessità l’organismo regola la funzione circolatoria e respiratoria accrescendo la disponibilità di ossigeno, permettendo alle cellule di ossidare i substrati energetici ricavando l’energia (ATP) necessaria a sostenere il tipo di contrazione muscolare richiesta.

Test aerobico con metabolimetro Cosmed - Personal Trainer Bologna

Risultato del test aerobico

Ecco che la conoscenza del QR permette di calcolare qualità e quantità dei nutrienti utilizzati a scopo energetico nel corso dell’attività fisica, Nello specifico varia la quantità di CO2 prodotta nell’ossidare un nutriente, rispetto alla quantità di O2 consumato, pertanto dal valore del QR è possibile risalire con precisione alla fonte dell’energia prodotta nel corso di ogni preciso istante del lavoro muscolare e a diversi livelli di intensità del VO2max (fig. 4)

Il valore del QR a riposo è 0,7 e nel corso dell’esercizio muscolare tende ad aumentare ad ogni aumento dell’intensità di lavoro fino ad arrivare a 1; in situazioni di metabolismo basale BMR e con QR pari a 0,7 corrisponde un uso quasi totale di grassi quale fonte di energia, mentre in situazione di massimo consumo di ossigeno per sforzi massimali con QR pari a 1 si corrisponde un uso totale di zuccheri a scopo energetico. Valori intermedi stanno a indicare l’utilizzo di una miscela di entrambi i substrati in percentuali variabili in base all’intensità: per un QR di 0,85 pari al 50% del VO2max per esempio, l’utilizzo è per metà a carico dei carboidrati e per metà a carico dei grassi (fig. 5)

 

Potenza in watt al cicloergometro - Personal Trainer Bologna

Carichi di watt del cicloergometro

 

Dalla conoscenza del QR quindi si può capire a che percentuale della massima intensità di esercizio l’atleta ossida una percentuale elevata di grassi per produrre energia. Questo viene utile in due casi:

 

a. se si vuole compiere effettivamente un allenamento aerobico “brucia grassi” per il dimagrimento, che ossidi veramente le molecole di acidi grassi intramuscolari e di deposito in accettabile quantità, si deve tenere un’intensità di esercizio blanda, intorno al 35-50% del VO2max

b. se si vuole migliorare la potenza lipidica, cioè la capacità del corpo di ossidare grassi nell’unità di tempo (grassi/minuto) ; essa ha valori medi alle intensità più basse per poi aumentare fino a raggiungere un valore massimo, dopodichè scende velocemente fino a arrivare a valori minimi o ad azzerarsi poco sopra la soglia anaerobica (fig. 6)

 

Il test aerobico con la valutazione degli scambi gassosi può essere quindi utile anche per verificare come sta procedendo l’allenamento e per vedere se la potenza lipidica è adeguata per permettere all’atleta di sostenere allenamenti e gare di lunga durata, dove la partecipazione dei grassi all’esercizio permette un risparmio di glicogeno muscolare con conseguente ritardo della fatica

 

 

 

 

 

 

Fasi dello svolgimento di una batteria di test aerobici su cicloergometro con apparecchiatura Cosmed Quark CPET presso il laboratorio di medicina dello sport Meridiana Medical Center a Bologna