La maggior parte delle forme di esercizio o di sport, richiedono periodi intermittenti di lavoro e recupero. È importante conoscere e analizzare sia le risposte fisiologiche all’esercizio di tipo continuo (CONT), sia le risposte fisiologiche a periodi di lavoro intermittenti (INT), per capire quale può essere la strategia di lavoro ottimale. All’inizio dell’esercizio, a intensità costante, sopra soglia del lattato (LT), la regolazione dell’assorbimento di ossigeno polmonare (VO2p) presenta una fase di crescita esponenziale iniziale (fase II), seguito da un lenta evoluzione, con un progressivo aumento del VO2p (fase III o componente lenta del VO2p).
Componente Lenta = E’ la differenza di Ossigeno consumato tra il 3 e il 6 minuto, che ritarda il raggiungimento dello Steady-State.
Questa influisce sul Deficit di Ossigeno: in quanto con l’aumento dell’intensità, diviene insufficiente sia il trasporto dell’ossigeno (emoglobina), e sia l’utilizzo dell’ossigeno da parte del muscolo (mioglobina), portando ad un deficit.
Nel post-Esercizio, si accumula così un Debito di Ossigeno, il quale aumenterà successivamente il consumo di ossigeno, ripagando lo sforzo precedente (EPOC).
I fattori che si influenzano a vicenda nell’impedire il raggiungimento dello Steady-State sono:
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Capacità di trasporto dell’O (Emoglobina)
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Capacità di utilizzo dell’O (Mioglobina)
La regolazione della fase II, è descritta quantitativamente dalla costante di tempo del VO2, che rappresenta il tempo necessario affinché il VO2p raggiunga cica il 63% della sua ampiezza in fase II. A differenza dell’esercizio fisico ad intensità costante, quello intermittente (INT) con inserimento di fasi di recupero (ad es. 60: 120 se 90: 180 s), comporta ampie oscillazioni nell’assorbimento di ossigeno polmonare (VO2p), lontano dalle cinetiche tradizionali. Se il periodo di recupero durante il lavoro intervallato, si riduce ulteriormente, ad esempio da 5 a 3 s, eventuali oscillazioni del VO2p , e quindi del tempo di lavoro e di recupero, sarebbero quasi indistinguibili. Di conseguenza, aumentare la frequenza di questi periodi di recupero di 3 s, inserendoli dopo 25s e 10 s di lavoro, (25INT e 10INT), cambia anche la potenza dello sforzo che il soggetto è in grado di svolgere. Sulla base di studi precedenti, ci si aspetta che, con l’inserimento di brevi periodi di recupero (3 secondi durante un esercizio ad alta intensità, l’ampiezza della risposta del VO2p, sia ridotta (Fig. 1).
Con una maggiore richiesta di potenza, la fase II del VO2p aumenta la sua ampiezza. L’aumento della richiesta di ATP, nel lavoro intermittente, può essere limitata, a differenza del lavoro continuo, dove invece è sempre necessario per sostenere la continuità dell’esercizio. Infatti, si sono osservati aumenti bruschi nella concentrazione di fosfocreatina (Pcr) dopo 4 s e 3 s di recupero, durante l’esercizio ad alta intensità, sia aumenti immediati di disgregazione della Pcr. Questo periodo di esaurimento della Pcr, durante il periodo di lavoro di intermittente, rispetto a lavoro continuo, ci fa notare che ciò, ha una funzione di “tampone energetico omeostatico alla fosforilazione ossidativa”. Quindi, una breve ripresa (3 secondi), riduce l’ampiezza della fase II del VO2p, migliorando il recupero, rispetto all’esercizio continuo. Data la forte associazione tra ripartizione della PCr e VO2p durante l’esercizio molto intenso, si potrebbe verificare che, con l’aumento del periodo di recupero, l’ampiezza della componente lenta del VO2p venga ridotta, rispetto all’esercizio continuo. Negli studi si è osservato che esiste una diminuzione progressiva della concentrazione degli H+, durante un lavoro intermittente (10: 5s), comportando una maggiore dipendenza da fosforilazione derivata da Pcr, suggerendo anche che vi è una ridotta componente glicolitica, come contributo energetico. Si suppone che vi sia anche un minore flusso glicolitico e concentrazione di lattato muscolare ([Lac?]) dai capillari arteriosi [Lac?], rispetto al lavoro continuo. Se il lattato muscolare, è ridotto (nel lavoro intermittente), si verifica un’inferiore emissione di anidride carbonica (VCO2p), ovvero il rapporto di scambio respiratorio (RER), e diminuzione della ventilazione (VE), suggerendo una minore necessità di tamponare gli H+. Quindi l’esercizio intermittente, comporta un miglioramento della distribuzione del flusso sanguigno microvascolare e l’erogazione di ossigeno, rispetto al lavoro continuo. Ad esempio, il segnale di de-ossigenazione muscolare (concentrazione di deossiemoglobina, [Hhb]), è inferiore durante lavori intermittenti e ad alta intensità (esempio 10: 5 s) rispetto al lavoro continuo. Questo riflette un miglioramento della perfusione del muscolo, quindi maggiore assorbimento dell’ossigeno, che potrebbe essere attribuito a riduzioni nelle pressioni intramuscolari, così da migliorare il flusso sanguigno per il successivo periodo di lavoro. Gli scopi dello studio erano quelli di confrontare allenamento continuo ed intermittente, con e senza l’inserimento di periodi di recupero, valutando la cinetica dell’assorbimento di ossigeno polmonare, il rapporto con la deossiemoglobina, il contributo del sistema energetico, analizzando quiindi il VO2p, VCO2p, livello di lattato nel complesso arteria-capillare.
Si è ipotizzato che:
1) Aumentando il periodo di recupero di 3 secondi durante l’esercizio di alta intensità, la cinetica del VO2p migliora;
2) Il rapporto tra deossiemoglobina e VO2p, può essere migliorato con l’inclusione di periodi di recupero più frequenti;
3) Deossiemoglobina e concentrazione di lattato a livello arterioso-capillare, sembrano inferiori con l’inclusione di più periodi di recupero di 3 s (simbolo di migliore ossigenazione muscolare);
Questi dati suggeriscono che, inserire queste fluttuazioni di lavoro / riposo, durante la seduta, permette di creare una condizione metabolica che migliora la fornitura di ossigeno al muscolo, andando a facilitare il profilo della VO2p, contribuendo a migliorare la cinetica del VO2p nella fase II, rispetto al lavoro continuo. Nella condizione di lavoro continuo, lo stimolo dell’aumentata domanda di ATP, andrebbe a ritardare lo stimolo per la fosforilazione ossidativa. Il rapporto fra deossiemoglobina e VO2p fornisce informazioni sulla fornitura di ossigeno nel muscolo attivo. L’inclusione e l’aumento della frequenza di periodi di recupero, comportano una riduzione del rapporto deossiemoglobina e VO2p (Fig. 4), indicando un miglioramento della funzionalità microvascolare, in quanto migliorando la consegna di ossigeno.
Durante la fase di rilassamento muscolare, vi è un marcato aumento della velocità del fllusso sanguigno al muscolo. Questo aumento della perfusione microvascolare, potrebbe facilitare la consegna di ossigeno, e ciò andrebbe a compensare, l’eventuale rallentamento della della fosforilazione ossidativa. L’aumento della fornitura di ossigeno microvascolare, grazie al recupero, potrebbe spiegare, in parte, la riduzione dell’ampiezza della componente lenta del VO2p. In teoria, la diminuzione della concentrazione di lattato nel lavoro intermittente, può riflettere una ridotta concentrazione di lattato intramuscolare, diminuendo così l’acidosi intramuscolare. È stato visto che nel lavoro intermittente, l’accumulo di lattato intramuscolare, era inferiore del 10% rispetto all’esercizio continuo. Inoltre, durante i primi 120s di lavoro continuato, l’acidosi era maggiore del 35%, rispetto al lavoro intermittente. Questo accumulo di H+ intramuscolare, che si verifica maggiormente nell’esercizio continuato, comporta una diminuzione della sensibilità al calcio, da parte del reticolo sarcoplasmatico e, attraverso questa riduzione di Ca+, si può causare un rallentamento della capacità ossidativa. Quindi l’acidosi indotta dall’ipercapnia, provoca una grave diminuzione della capacità aerobica, rallentando la cinetica del VO2p.
Nel lavoro continuo infatti, vi può essere maggiore acidosi, rispertto al lavoro intermittente, ciò dedotto dal RER e dalla ventilazione (Tabella 2). Al contrario, intervallando l’esercizio, si ha un minore accumulo di H+, comportando un aumento della reazione anidrasi carbonica con produzione di CO2, grazie anche ad un aumento della ventilazione. Il RER medio determinato dopo il completamento della fase II alla fine l’esercizio, è stato maggiore nell’esercizio continuo e minore nel lavoro intermittente. Rispetto al lavoro continuo, il profilo della VO2p, registra una durata minore dell’ampiezza della fase II e della componente lenta (Tabella 2).
Le risposte fisiologiche all’esercizio di un’intensità vigorosa o massimale, sono drasticamente diverse ai fini dell’efficienza muscolare. Le analisi e i profili del VO2p in Fig. 2, descrivono le risposte a diverse intensità di esercizio. Si suggerisce che a parità di potenza di lavoro, se questa viene eseguita a intermittenza con periodi di recupero, a frequenze diverse, può portare ad una maggiore resa nella sopportazione dello sforzo.
Molte attività, motorie e sportive, hanno di per sé brevi periodi di esercizio ad alta intensità seguiti da brevi periodi di riposo. I dati suggeriscono che le conseguenze principali di un maggiore recupero, riguardano un’accelerazione e miglioramento della cinetica del VO2p, con una riduzione di accumulo di lattato e diminuzione della Componente lenta del VO2p. Brevi periodi di recupero, ritarderebbero così la fatica o potrebbero consentire una maggiore intensità di lavoro, riducendo la durata della fase II, implementando la potenza possibile di lavoro muscolare. Questo miglioramento della velocità della fase II nella cinetica del VO2p, può essere correlata a miglioramenti nell’erogazione ossigeno locale e al suo utilizzo, all’interno muscolo, portando il muscolo a ricorrere meno alla fosforilazione ossidativa e consentendo quindi la sopportazione di uno sforzo maggiore nella successiva fase di lavoro.
BIBLIOGRAFIA
Michael C. McCrudden, Daniel A. Keir, and Glen R. Belfry “The effects of short work vs. longer work periods within intermittent exercise on VO2p kinetics, muscle deoxygenation, and energy system contribution” J Appl Physiol 122: 1435–1444, 2017.
